המלחמה על איכות המים

הגידול המתמשך באוכלוסיית ישראל במהלך העשורים האחרונים, יוצר דרישה מוגברת למשאבי מים איכותיים הנחוצים לקיום מערך חיים בריא ונורמלי. לפיכך ההגנה על איכויות משאבי המים הנה המשימה הסביבתית החשובה והחיונית ביותר במהלך המאה ה-21.

בעשורים האחרונים גברה הדאגה לגבי השפעתן הסביבתית והבריאותית של כימיקלים רבים המצויים בשימוש האדם כמוצרים זמינים בחקלאות, בתעשייה, בטיפולים רפואיים ובצריכה ביתית. מחקרים הראו כי חומרים אלו מתפזרים בסביבה ומאופיינים בכושר עמידות והישרדות רב מהמצופה.

אחת מקבוצות החומרים הללו, הנה קבוצת חומרים המזוהים כהורמונים, תוספי מזון ובעיקר תרופות אנטיביוטיות, נחשבת כיום כ"דור" חדש של מזהמים בהם הנסתר רב על הגלוי. מעט מאוד ידוע על היקף הבעיה, נוכחות החומרים, ריכוזם וגורלם הכימי-פיזיקלי בסביבה .

בעשורים האחרונים נעשה שימוש אינטנסיבי בתרופות אנטיביוטיות הן לשימוש האדם והן לשם הקטנת זיהומים במשק החי (דגים, פרות, עופות). אנטיביוטיקה מצטברת בסביבה האקווטית עקב תהליך מטבולי חלקי הנעשה בגופינו. ידוע כי כ -90% מהאנטביוטיקה הנצרכת לשימוש, נפלטת מהגוף כשתן ומשם מועברת למכוני טיהור השפכים (במידה וקיימים!).

המזהמים מגיעים בחזרה אלינו הביתה

כלומר, מיקרו-מזהמים אלו המצויים בעיקר בשפכים חקלאיים ובשפכים עירוניים (שמקורם ממשק הבית), משוחררים למקורות המים, לאחר "שעברו" במכוני טיהור שפכים. על פי הטכנולוגיות המקובלות כיום ישנו חשש גדול כי מכוני הטיפול אינם מתוכננים הנדסית לסלק ביעילות חומרים אלו ממי הקולחין. ואכן, במחקר ראשוני שנעשה בגרמניה נבדקה יכולתם של מכוני טיהור שפכים, לסלק בתהליכי טיהור את המזהמים האלו מהמים. על פי תוצאות מחקר בסיסי זה נקבע כי יעילותם של המערכות הקיימות לסילוק שאריות של אנטיביוטיקות נמוך מאוד (10-20%).

כתוצאה מכך, משוחררים מזהמים אלו ישירות לסביבה, כשפכים גולמיים וכמי קולחין המיועדים להשקיית גידולי שדה ומטעים,  להחדרה למי תהום (מקור מי השתייה וההשקיה העיקרי בישראל),  הזרמה בנחלים בחופי רחצה.

כאמור, קיימות דרכים רבות ומגוונות המאפשרות למזהמים מסוכנים שכאלה לחדור ולשרוד בסביבה המימית (מאגרי מים עיליים ומי תהום). בשנים האחרונות נעשו מספר עבודות ראשוניות (בארה"ב ובגרמניה) על מנת לנסות ולהגדיר את היקף הבעיה. אלו הראו כי ברב מקורות המים העיליים הגדולים (נהרות) בארה"ב נמצאו ריכוזים מדאיגים של שאריות תרופות אנטיביוטיות והורמונים כתוצאה מהזרמת שפכים וקולחין מטוהרים באגני ההיקוות.

ליכולת הניטור והבנת התהליכים והמנגנונים הכימיים-פיזיקליים של שאריות אנטיביטיקות, תרופות והורמונים במקורות המים והקרקע, ישנה חשיבות רבה בכל הקשור לבריאות הציבור והסביבה. המצאות של חומרים אלו במקורות מים (באיכויות השונות), בקרקע ובגידולי שדה ומטעים, עשויה להוות זרז לתחלואות והפרעות בריאותיות קשות רבות כגון ליקויים פיזיולוגיים ונוירולוגיים, ליקויים במערכות הרבייה.עלייה במקרי סרטן, שיפור כושר העמידות של חיידקים אלימים לאנטיביוטיקה, הגברת סף הרעילות בגוף עקב היחשפות למגוון רב של כימיקלים ועוד.

תהליך מסוכן איתו מתמודדת האנושות כבר בימים אלו הנו הירידה ביעילותה של האנטיביוטיקה כתרופה עקב התפתחות חיידקים עמידים. מחקרים שנעשו בבני אדם ובעלי חיים הצביעו על עליה מתמשכת בשיעורי החיידקים העמידים במהלך השנים האחרונות.

אחת הסכנות החמורות בפיזור שאריות של אנטיביוטיקה בסביבה היא יצירת זני חיידקים עמידים לסוגי אנטיביוטיקה שונים.

ראוי לציין כי רק לאחרונה החלה להיבדק האפשרות להתפשטות תופעת העמידות כבר בסביבה האקווטית, וזאת לאחר שהוכח קשר ישיר בין זיהום אנתרופוגני לעלייה בשיעורי העמידות בחיידקים. חיידקים אלו, בהגיעם לסביבה, עלולים לשנות את המרקם הביולוגי ולשבש מערכות אקולוגיות.

השפעות בריאותיות לא ידועות

עמידות לאנטיביוטיקה מופיעה בחיידקים עקב חילופי חומר גנטי (קוניוגציה וטראסדוקציה) או הופעת מוטציות עמידות לאנטיביוטיקה, תהליכים אלה מוגברים בסביבה סלקטיבית המכילה אנטיביוטיקה (כגון שפכים גולמיים ומי קולחין). ישנן שתי אפשריות לכך: הראשונה ששיעור החיידקים העמידים הגבוה נובע מהפרשת חיידקים עמידים על ידי האדם ובעלי חיים. השנייה היא שריכוזי השאריות האנטיביוטיות בשפכים ובמקורות מים אחרים יוצרים סביבה סלקטיבית ומגבירים תהלכי חילוף של חומר גנטי לתכונות עמידות ויצירת מוטנטים עמידים לאנטיביוטיקה.

יש לציין כי עבור רבות מן התרכובות הללו, אין עדיין מידע מספק לגבי השפעתן הבריאותי המצטבר. על כן ישנה חשיבות רבה לקיום מחקרים חדישים המסוגלים להאיר אור חדש על נוכחותם של מזהמים אלו במים, בקרקע ובצמח.

לשם כך, הוקמה בשנה האחרונה באוניברסיטת תל- אביב מעבדה ייחודית (יחידה בארץ ובין המעטות בעולם), העוסקת בהבנת מנגנונים ותהליכים הקשורים לנוכחות שאריות של אנטיביטיקות, הורמונים ותרופות נוספות בסביבה האקווטית. מעבדה זו מצוידת במכשור אנליטי מתקדם וספציפי לשם ביצוע אנליזה ברמת רגישות גבוהה ביותר. הקבוצה, אותה אני מוביל, כוללת 9 סטודנטים לתארים מתקדמים, המבצעים מחקרים המצויים בחזית המדע שמטרתם לפענח את התהליכים הכימיים-פיזיקליים המורכבים העשויים להשפיע על חומרים אלו, הבנת הקצב ותהליך התפתחותם של חיידקים עמידים כתוצאה מחשיפתם לשאריות של אנטיביוטיקה במי שפכים וקולחין, וניסיון לשילוב ויישום של טכנולוגיות הנדסיות לשם פירוק והרחקת מזהמים אלו ממקורות המים הזמינים בסביבה.