מחקר ישראלי חדש שהוצג בכנס השנתי ה- 49 למדע וסביבה בתל אביב ביולי האחרון חשף עוד שירות אקולוגי מפתיע, שצמחים מסוימים יכולים לבצע – היכולת לספוג ולהסיר כמות גדולה מהרגיל של מתכות רעילות, מקרקעות מזוהמות. קדמיום, רכיב מתכתי נפוץ בדשנים, הוא דוגמה שכיחה לכך.

באופן מוזר, החוקרים גילו שצמחים אלה יכולים לטהר אדמה אפילו מהר יותר, אם הצמחים מרומים לחשוב שהם מותקפים או נאכלים. שמעתם על תופעת טבע שבה חלק מהצמחים מסוגלים לתקשר זה עם זה באמצעות איתות?  כימי. רשימת היכולות הלא שגרתיות שמציגים צמחים לא מסתיימת כאן.

עד כמה האדמה בעולם מזוהמת?

הן בישראל והן בעולם זיהום הקרקע נגרם על ידי האדם, והוא נובע מפעילות תעשייתית ותשתית מודרנית. כתוצאה מזיקוק דלקים, שימוש בחומרי הדברה ודשנים חקלאיים, פעילות צבאית ונוכחות ביוב עירוני ומזבלות, מתכות כבדות חודרות למי התהום ולשכבות האדמה. לא רק שזה מרעיל את הסביבה, אלא גם מעמיד אותנו בסיכון לחשיפה ישירה, באמצעות מי שתייה או צריכת תוצרת חקלאית.

אם כך, עד כמה האדמה מזוהמת במתכות כבדות? עם התעשייה, החקלאות והעיור כולם בעלייה, קשה לתת לכך ערך מדוייק, כי דיווחים על זיהום קרקע מוגשים באופן פעיל. למעשה, ישנם למעלה מ- 10 מיליון אתרים עם קרקע מזוהמת, שדווחו ברחבי העולם עד כה. ויותר ממחצית מאותם אתרים מזוהמים במתכות כבדות ו/או מטאלואידים.

לדברי גרוסמן, כ-28% מהקרקע של יבשת אירופה מזוהמת כיום במתכות כבדות אחת או יותר בריכוז מעל ערכי הסף שנקבעו על ידי המשרד להגנת הסביבה של פינלנד (MoEP).

כמה אתרים מזוהמים יש בישראל?

נראה כי מדובר בדילמה סביבתית נפוצה שמתפרשת על כל המדינות המתועשות למחצה, כולל ישראל. בעקבות סקר זיהום קרקע שנערך בשנת 2014, משרד הבריאות הישראלי זיהה 23,100 אזורים מקומיים ברחבי ישראל שנמצאים או בעלי פוטנציאל להזדהם כתוצאה מפעילות אנושית כיום או בעבר.

אקוויפר החוף של ישראל הוא דוגמה מצוינת לכך. בין תחנות הדלק, מפעלי התעשייה, הבסיסים הצבאיים והמזבלות, אזור מישור החוף זוהם קשות במתכות כבדות במהלך השנים; עד כדי כך שעד 2018, 8% אחוזים ממי השתייה הזמינים במישור החוף היו מזוהמים, וקרוב ל-200 אתרי קידוח מי תהום (כרבע מאתרי הקידוח של ישראל) הושבתו.

המתכות הכבדות והעלויות

תיקון הארץ אינה משימה קטנה; וגם לא זולה. בין חפירה, לשינוע וטיפול בקרקעות המזוהמות, עלות שיקום הקרקע בישראל לבדה מסתכמת בכ- 9.8 מיליארד שקל (3.035 מיליארד דולר). סכום אותו משלמים המזהמים עצמם ברובם המוחלט. גרסאות של הנטל הפיננסי הזה מופיעות בכל מדינה מתועשת, וגורמות להשפעה כלכלית עולמית מצטברת העולה על 10 מיליארד דולר בשנה.

“הבעיה עם מתכות מזהמות קרקע היא שהן אינן מתפרקות”, אומר אייל גרוסמן (סטודנט במחקר). ללא טיפול מתאים בקרקע וטיפול במקור הזיהום, ריכוז המתכות הכבדות בקרקע יישאר וסביר שיגדל. עם זאת, המתכות אינן נשארות במקום אחד בתוך האדמה, ומכאן מתחילה הבעיה. המתכות נלקחות דרך הצמחים ומגיעות בהכרח במעלה שרשרת המזון. באזורים חקלאיים, למשל, מתכות מסוכנות שמקורן בדשנים, חומרי הדברה, שפכים מושקים, ביולוגים וזבל עלולות להצטבר בגידולים ובחיות משק, לפני שהן מגיעות לצלחות שלנו. כלומר, כדאי שקודם נמנע מן המתכות לחלחל למי התהום שלנו, כדי לא לזהם את מי השתייה שיגיעו לכוסות שלנו.

כך או כך, הסביבה סובלת, ובריאות הציבור עלולה להיות בסכנה רצינית, במיוחד כשמדובר בעופרת, ארסן או קדמיום – כולם מזהמים מתכתיים נפוצים שנחשבים לרעילים במיוחד.

תנו לטבע לעשות את שלו; צמחים שואבים רעל מהקרקע

מוגדר על ידי ה-IARC (הסוכנות הבינלאומית לחקר הסרטן) כחומר מסרטן מובהק בבני אדם, חשיפה לקדמיום, בפרט, עלולה להוביל לסיבוכים בריאותיים כמו נזק לכליות ומומים בעצמות. מבחינת איכות הסביבה, רמות גבוהות של קדמיום למשל, פוגעות ביכולות הפוטוסינתזה של העץ.

לצורך המחקר הישראלי החדש, התעסקו החוקרים ב-Phytoremediation, אסטרטגיה מבוססת צמחים שנועדה להפחית את הזמינות הביולוגית של מזהמים בקרקע באמצעות צמחים מסוימים המתאימים לאגירה: צמחים מסוימים יעילים יותר במאות או אלפי מונים באחסון מתכות ומטאלואידים ברקמות האורגניות שלהם, ממה שנחשב נורמלי עבור רוב הצמחים. מדוע הצמחים הללו עושים זאת?

“ההשערה הנפוצה ביותר כיום היא שאוגרי היתר סופגים את המתכות לגופם ומעבירים אותן לעלים כדי להרחיק מזיקים הנמנעים ממתכות”, אומר גרוסמן.

עד כה זוהו כ-721 מני צמחים האוגרים מזהמים, הכוללים צמחים ידועים כמו החמנייה, התירס והלפתית (מהם מופק שמן קנולה). בדרך כלל, אדמה מזוהמת מועברת בעזרת דחפורים ונשלחת למתקן טיפול, שעולה הרבה כסף, או שהיא פשוט נקברת במקום אחר, ובמקרה זה פשוט מעבירים את הזיהום, והבעיה נותרה בלתי פתורה.

כיצד השיטה עובדת?

עם מאות צמחים סופגים והתהליך המובן היטב של ה- Phytoremediation, אפשר לשבת ולתת לטבע “לעשות את שלו”. בהתבסס על המזהמים המתכתיים החשודים או המוכרים המוטבעים באתר מסוים, ניתן יהיה לשתול את הצמחים ההיפר-סופגים באזור זה, וצמחים אלה יכולים באופן אידיאלי לספוג את המתכות לתוך הרקמות שלהם ובכך לשפר את פוריות הקרקע לאורך זמן. לאחר מכן, לאחר קצירת הצמחים, המתכות יוסרו מהסביבה ללא הוצאות נוספות או פגיעה באדמה עצמה.

למחזר צמחים שאגרו מזהמים

כמו כן, צמחים ספוגי מתכת אלה יכולים להמשיך ולהפוך לחומר גלם חשוב, במקום להיסגר כפסולת אורגנית שנזרקה, ולממש את ייעודם באופן מלא. “הרבה פעמים אפשר לייצר דלק ביולוגי מהצמחים המזוהמים”, אומר גרוסמן.

עם זאת, עד היום כמעט ולא נעשה שימוש בשיטת פינוי המזהמים מחוץ לתחומי המעבדות והחממות. גרוסמן מציין במחקרו שהסיבה העיקרית שבגללה מתעלמים מהשיטה הזו היא שקצב צמיחת הצמח איטי יחסית.

המשמעות היא שיכולות לחלוף מספר שנים עד שכל המזהמים יוסרו לחלוטין מהקרקע, אולם שהשיטה לא נתפסת לעיתים קרובות כמשתלמת מבחינה כלכלית. במיוחד בישראל, שבה בדרך כלל מתבצע שיקום מהיר של הקרקע, בשל הלחץ היוצא מפיתוח נדל”ן והתשתיות. שניהם נוטים לדרוש פתרונות מיידיים.

המניפולציה להאצת התהליך

בגלל הזמן הקטן מהרצוי, שנדרש כדי להחיות אזור אדמה באמצעות Phytoremediation, החוקרים תהו מה יכול לזרז את התהליך כדי אולי להפוך את האסטרטגיה לכדאית יותר מבחינה כלכלית. הפתרון שגילו החוקרים היה יוצא דופן: פגיעה בצמח.

החוקרים הזריקו קדמיום לאדמת העציצים של 80 צמחי חמניות נפוצות ולאחר מכן גרמו לקבוצה אחת של צמחים “לחשוב” שהם מותקפים על ידי חרקים. לשם כך עשו נקבים קטנים בעלים בעזרת קיסם וריססו אותם בחומצה יסמונית, הורמון צמחי. “הוא מיוצר כמעט על ידי כל הצמחים כאשר מזיקים תוקפים אותם, והוא מפעיל את מנגנוני ההגנה של הצמח”, מסביר גרוסמן.

תוצאות המחקר היו יותר ממעודדות. כמות הקדמיום שנספגה בקבוצת החמניות המרוססת והמנוקבת בחומצה הייתה גבוהה ב-40% בהשוואה לקבוצת החמניות שלא זכתה לטיפול מיוחד. לדברי גרוסמן, זה שווה ערך לקיצור הזמן הנדרש ל-phytoremediation יעיל בכמעט חצי. בנוסף, יש לציין כי החמניות שקיבלו את הטיפול בהתזה וניקוב לא סבלו מנזק מעכב. במקום זאת, אותה קבוצה של חמניות מטופלות גדלה באופן זהה לקבוצה הלא מטופלת.

דרוש שיתוף פעולה מצד הרשויות

“אנחנו כבר עובדים על הניסוי הבא, שבו נבדוק האם קדמיום מאוחסן גם בגוף הצמח, ולא רק בעלים שלו. כלומר, הצמח סופג אפילו יותר קדמיום ממה שנדמה לנו”, מסביר גרוסמן.

“אני קורא לעיריות ולמועצות המקומיות שבבעלותן קרקע מזוהמת שעומדת להינטש בקרוב לשתף פעולה עם האקדמיה”, קובע גרוסמן. “חבל שאתרים מזוהמים ימשיכו לפגוע בבריאות הקרקע והציבור כאשר במקום זאת ניתן ליישם שיטות וטכנולוגיות שיקום ירוקות ברות-קיימא, שיטהרו את הקרקע לטובת כולנו”.