חשים זיהום אוויר בגובה האף

אחד הביטויים הסביבתיים המוחשיים והמיידיים ביותר של משבר הקורונה, במהלך החודשים האחרונים, הייתה ההפחתה בפליטות מזהמי אוויר. על פי מאמר ישראלי חדש, שפורסם לאחרונה בכתב העת המדעי "אקולוגיה וסביבה", היקף ההפחתה בפליטות המזהמים נע בין 3 ל-13 אחוזים (לתחמוצות גופרית ובנזן בהתאמה) ורובה נובע מצמצום השימוש בכלי רכב, ברכבות ובכלי שיט. במרכזים עירוניים צפופים (תל אביב, חיפה וירושלים) אף נרשמה ירידה של 61-49 אחוז בריכוז החנקן הדו-חמצני שנמדד בתחנות הניטור התחבורתיות.

עוד כתבות ב"זווית – סוכנות ידיעות למדע ולסביבה"

אין כניסה למכוניות

פרחים במקום דשא

מה הכסף שלנו עשה היום?

זו הייתה הודעה משמחת בעיצומה של בהלת הקורונה, הן מההיבט הסביבתי והן מההיבט הבריאותי, שכן לפי ארגון הבריאות העולמי מדי שנה מתים 4.2 מיליון בני אדם בעקבות זיהום אוויר סביבתי (חיצוני), ובישראל לבדה מוערך כי זיהום האוויר אחראי למותם בטרם עת של יותר מ-2,000 בני אדם מדי שנה.

מכשיר לניטור זיהום אוויר בתל אביב(צילום: אסף זגריזק)

באיזה גובה מודדים?

אולם, בכל פעם שמנתחים נתונים מדעיים, צריך לשאול גם כיצד והיכן הם נמדדו. מערך ניטור האוויר בישראל מקיף למעלה מ-140 תחנות ניטור אוויר שפרושות בכל רחבי ישראל ושמופעלות על ידי איגודי ערים לאיכות סביבה, רשויות מקומיות, חברת החשמל, מפעלי תעשייה והמשרד להגנת הסביבה. התקן קובע כי על המדידות להתבצע בגובה של מינימום 12 מטר, ולכן התחנות הללו נמצאות לרוב על גגות או על תרנים מאוד גבוהים.

לטענת פרופ' ברק פישביין מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון, העובדה שתחנות הניטור ממוקמות בגובה רב, ולא "בגובה האף" של התושבים, הופכת את הנתונים שהן אוספות לפחות יעילים. "מהרגע שהמזהם נפלט - ממכונית, למשל - ועד שהוא מגיע לגבהים האלה התהליכים הכימיים כבר משנים לגמרי את ההרכב שלו, ואז הקשר בין מה שאנחנו מודדים לבין מה שאנחנו נושמים הוא לא חזק מספיק כדי שנוכל להגיע למסקנות חותכות לגבי הקשר בין זיהום אוויר ותחלואה", הוא אומר.

על פי פרופ' פישביין, בעיה נוספת במדידות המקובלות היא שמרבית תחנות הניטור ממוקמות בעיקר באזורי מגורים, כך שבפועל מרבית המזהמים אינם נמדדים במקור - כלומר, היכן שממוקמים אזורי תעשייה, מפעלים ותחנות כוח. "אם החיישן ממוקם רחוק ממקור הזיהום, אז מתקבלות מדידות נמוכות יותר. בנוסף, המזהם חשוף לכל השינויים הכימיים שמתרחשים באטמוספירה ושמשנים את הרכבו עד שהוא נמדד בתחנה. שלישית, כאשר יש דליפה של מזהם ורוצים לשים את האצבע על המפעל שממנו מתרחשת הדליפה ולקנוס אותו, לא קיימת האפשרות הזאת. החיישן הרי לא נמצא בצמוד למפעל ולכן אין דרך להוכיח שהוא המקור".

פרופ' ברק פישביין(צילום : שרון צור, דוברות הטכניון)

כל הבעיות שמעלה פרופ' פישביין לגבי שיטת ניטור האוויר הקיימת כיום מובילות למסקנה שהמחקרים הבריאותיים, שניסו לקשור בין זיהום אוויר לתחלואה, למעשה נותנים קשרים מאוד חלשים בין השניים. זה לא שהמחקרים הללו אינם רלוונטיים, אבל הם הרבה פעמים נתקלים בקושי בהוכחת הקשר בין מזהם מסוים לתופעה מסוימת. "אף אחד לא טוען שזיהום אוויר זה בריא - זה בהחלט לא", מבהיר פרופ' פישביין, שמוסיף שעל פי ארגון הבריאות העולמי, זיהום האוויר מוגדר כאיום הגדול ביותר על בריאות הציבור.

לטענתו, מפרץ חיפה הוא דוגמה קלאסית לוויכוח שמתנהל על הקשר שבין זיהום אוויר לתחלואה, כשהוויכוח הוא בדיוק על מהו אותו האקדח המעשן והמזהם - כלומר, מהו המקור הספציפי לזיהום האוויר שגורם לתחלואה, בין אם זה בנזן, תחמוצות חנקן או כל מזהם אחר.

בנוסף לכל אלו, פרופ' פישביין מציין כי כיום נהוג לבנות מפות זיהום אוויר בעזרת מודלים. "המודלים נכונים כאשר מדובר בסקאלות גבוהות, כמו למשל כל מדינת ישראל, או כל מפרץ חיפה, אך כאשר מתייחסים לשטחים קטנים, כמו שכונה או רחוב, המודלים כבר אינם רלוונטיים ובמקומם משתמשים בשיטות אינטרפולציה (ייצור מידע חדש על סמך אוסף נתונים סופי - ע.ב.י). הבעיה היא ששיטות האינטרפולציה הן שיטות מתמטיות, שכלל לא לוקחות בחשבון את ההתנהגות הכימית והפיזיקלית של התופעה הנמדדת".

חיישן קטן ואלגוריתם מעודכן

כדי לקבל תמונת מצב אמינה יותר לגבי רמת זיהום האוויר, פרופ' פישביין מציע פרישה רחבת תפוצה של חיישנים אלחוטיים קטנים וזולים. "אלו חיישנים קטנים, בגודל של קופסת סיגריות, ולכן ניתן לנייד אותם בקלות. כל אדם יכול לקחת את החיישן אתו לכל מקום ולמדוד. החיישן מודד את ערכי הזיהום באותה נקודה, ואז ניתן לקבל מדידה הרבה יותר טובה, וכך גם לקבל הערכת חשיפה לזיהום אוויר טובה בהרבה".

את התשתית לפיתוח אותם חיישנים ולהתנסות בהם עשה פישביין לראשונה במסגרת המחקר חשים את האוויר, שכלל פרישת רשת חיישנים זעירים ברחבי שכונת נווה שאנן בחיפה במטרה למדוד את מידת זיהום האוויר ברחובות השונים בשכונה. המחקר עצמו היה חלק ממיזם אירופי גדול יותר בשםCITI-SENSE , שמטרת העל שלו היא להנגיש לציבור מידע בנוגע לאיכות האוויר בעירם.

לשים חיישנים בגובה האף ולא במקום גבוה(צילום: מאיה חסון קראוס)

אולם במעבדה של פרופ' פישביין לא הסתפקו רק בפיזור חיישנים רבים הממוקמים "בגובה האף", אלא גם פיתחו אלגוריתם ייעודי, שמשלב בין שיטת המודלים לבין שיטת האינטרפולציה (שיטה שמאפשרת לייצר מידע חדש מאוסף נתונים סופי), ושאותו ניתן להכיל על הנתונים המתקבלים מהחיישנים.

על פי פרופ' פישביין, האלגוריתם החדש מאפשר ליצור מפות זיהום אוויר מדויקות יותר מהמפות מבוססות המודלים, שמייצגות באופן מוצלח יותר את איכות האוויר שאותו אנו נושמים. "ברגע שלוקחים מודל ומנצלים את היכולת שלו להתייחס לפיזיקה ולכימיה של המזהמים ומחברים אותו לשיטות האינטרפולציה שמסוגלות להתייחס לניואנסים הקטנים בסקאלות קטנות, החיבור שלהם יחד מייצר אלגוריתם שמאפשר בניית מפות מדויקות שמתחשבות בתכונות הכימיות והפיזיקליות של התופעה, ומצד שני מספקות דיוק ברמה מאוד עדינה", מסביר פישביין. כמו כן, האלגוריתם אינו תלוי במודל הפיזור, ולכן מתאים למגוון רחב של יישומים, בהתאם לרמת הדיוק הנדרשת והמשאבים הזמינים.

על פי פרופ' פישביין, מפות זיהום האוויר שמתקבלות בשיטה הזו הן כלי חשוב לצרכי רגולציה, משום שהן יאפשרו את איתור מקור הפליטה של מזהמים, כך שניתן יהיה לקנוס ולהטיל אחריות פלילית על מפעלים מזהמים והמנהלים שלהם וכך לשמור באופן אפקטיבי יותר על איכות האוויר והבריאות של כולנו. כמו כן, בעזרת יישום נכון של המידע המתקבל מאותן מפות ניתן יהיה לקבל מידע מדויק יותר על הקשר שבין ריכוזים של מזהם אוויר מסוים לבין מידת התחלואה, ממצאים שיקדמו משמעותית את תחום המחקר שעוסק בזיהום אוויר ובבריאות הציבור.

הכתבה הוכנה על ידי "זווית - סוכנות ידיעות למדע ולסביבה ".