תמרים, הממתק של הטבע, תמיד באים בטוב: אם זה כ"תדלוק" אנרגיה תוך כדי ריצה ארוכה, כקינוח בריא (בעדיפות לשילוב עם בננה בשייק מרענן) או סתם כמשהו מתוק אם נופלת עלינו ירידת סוכר. אישית, תמיד תמצאו בתיק שלי קופסה עם כמה מג'הול לשעת הצורך. כעת, מתברר שייתכן שלעץ התמר יתרונות נוספים מלבד פירותיו הטעימים.
מחקר ישראלי חדש, שיוצג במסגרת הוועידה השנתית ה-50 למדע ולסביבה, שתיערך ב-7-6 ליולי באקספו תל אביב, בוחן את האפשרות להשתמש בכפות תמרים - הפסולת החקלאית ההולכת ומצטברת של ענפי הגידולים שהפכו כל כך מזוהים עם מדינתנו - לספיחת מתכות רעילות. האם בכך יימצא פתרון אחד לשתי הבעיות?
אין ספק שישראל מתגאה בענף התמרים שלה. ב-2019 עמד יבול התמרים בישראל על כ-43 אלף טונות, מתוכם כמעט 27 אלף טונות יוצאו (לשם השוואה, ארה"ב מייצרת בשנה כ-15 אלף טונות תמרים בלבד), וישראל היא המדינה המובילה בעולם בייצור תמר מסוג מג'הול. עם הצמיחה של מטעי התמרים גדלה גם כמות כפות התמרים - הפסולת החקלאית הנלווית, שהיקפה עלול להגיע בשנים הקרובות לאלפי טונות בשנה.
ד"ר גבי בנט, חוקר במו"פ מדבר וים המלח, גר בערבה, ומידי יום הוא רואה בנסיעתו לצד הדרך את ערמות כפות התמרים. "בכל שנה חותכים 13 כפות תמרים מכל עץ כדי לחשוף את הסנסנים – הענף של העץ שעליו צומחים הפרחים והפירות", הוא אומר. "את חלקן קוצצים ומצניעים בקרקע, אבל הפירוק שלהן הוא איטי מאוד". לדבריו, 70-60 אחוז מכפות התמרים נערמים באין שימוש. "אומנם חלק מהחומר משמש כמצע רביצה לפרות וכתחליף קש כתוספת למזון של פרות, אבל מדובר בכמויות קטנות".
ממטרד למקור רווח כפול
ד"ר בנט החליט לבדוק האם אפשר לעשות שימוש בפסולת כפות התמרים כסופח ביולוגי זול ונגיש למתכות רעילות, שמצויות בשפכים מסוגים שונים. "הכוונה שלי הייתה להפוך את המטרד למקור רווח כפול – הן סביבתי והן כלכלי", הוא אומר. המחקר החדש נערך בשיתוף פעולה עם פרופ' חסן עזאיזה מהמכללה האקדמית תל חי ומו"פ אגודת הגליל.
מתכות כבדות הן מתכות שמשקלן הסגולי (כלומר, היחס בין המסה שלהן לנפח שלהן) גדול באופן יחסי. "כשמתכות רעילות משוחררות בסביבה, הן יכולות לחדור למי התהום ומשם להיאגר במערכת הביולוגית: צמחים עלולים לגדול על מאגרי המתכות, בעלי חיים עלולים לאכול את הצמחים האלו - והמתכות יצטברו בשרשרת המזון", אומר ד"ר בנט. "הריכוז הביולוגי של המתכות הללו בסוף שרשרת המזון עלול להיות גבוה יותר בהרבה מהריכוז בשפכים התעשייתיים, ולכן כדאי מאוד לטפל בהן בראשית – כשהן עדיין בריכוזים נמוכים".
ד"ר בנט מספר שקיים כיום כיוון במחקר של שימוש בפסולת חקלאית כדי ליצור פתרונות סביבתיים. "אני מצטרף למגמה קיימת בעולם, ומנסה להחיל אותה תוך טיפול בבעיה המקומית שלי".
דומה לפחם פעיל
אז איך בדיוק מגיעים מפסולת תמרים לחומר סופח מתכות? ובכן, מדובר בתהליך שמורכב מכמה שלבים. ראשית, טוחנים את כפות התמרים לאבקה ומחממים אותן ללא נוכחות חמצן, לטמפרטורות שנעות בין 650-350 מעלות צלזיוס, ולפרק זמן של שעה עד שלוש שעות, כך שנוצר מהן סוג של פחם. "קיבלנו תוצאה טובה בשלב הזה, אבל גילינו שחימום נוסף של הפחם - הפעם ל-900 מעלות, ובשילוב חנקן – משפר את ספיחת המתכות", מסביר פרופ' עזאיזה.
"בנוסף, אנחנו עושים עיבוד פיזיקלי וכימי לאבקה של כפות התמרים כדי לשפר את הספיחה", מתאר ד"ר בנט. "אנחנו מגדילים באמצעים פיזיקליים את שטח הפנים של חלקיקי כפות התמרים (כלל השטח שלהם שבא במגע עם החוץ, ג"כ) – בדומה לטוף, האבנים שאנחנו מכירים מהגינה, שיש בהן המון חורים ולכן יש להן שטח פנים גדול". כך, יש לכפות התמרים המעובדות יותר שטח פנים שיכול לספוח. בשלב הבא, יש להשתיל קבוצות כימיות על פני כפות התמרים, בכדי שהן יסייעו בספיחת המתכות. "המתכת נמצאת במים בריכוזים לא מאוד גבוהים, ולכן החומרים האלה צריכים להיות יעילים במיוחד".
בסופו של דבר, החומר שמתקבל דומה במאפייניו לפחם פעיל: צורה של פחם שמעובד גם הוא כדי להגדיל את שטח הפנים שלו, ושמצטיין בספיחת רעלים, בטיהור שפכים ובשימושים כימיים שונים (בין השאר, הוא נמצא במסננים של ברי מים ובמסכות גז). "בדור האחרון של הפיתוח הגענו לשיא של ספיחות ברמה שעומדת על 25 אחוז מכושר הספיחה של פחם פעיל", אומר ד"ר בנט. "בתחום שלנו, אם הצלחת לייצר מוצר עם מקדמי ספיחה ומאפיינים דומים לאלה של פחם פעיל – שיחקת אותה".
לאחר יצירת כפות התמרים הסופחות, השלב הבא הוא כמובן איסוף המתכות וטיפול בהן באמצעותן. ד"ר בנט מתכנן למצוא דרך לפרוק את המתכת, שמרוכזת הרבה יותר לאחר הספיחה, בכדי שאפשר יהיה לעשות בה שימוש חוזר – וכן להשמיש מחדש את החומר הסופח.
לא רק מתכות כבדות
"אנשים שואלים אותנו למה אנחנו מתעסקים עם ה'שטויות' האלה של צמחים כשאפשר לעבוד על פולימר כלשהו שכבר קיים ושידוע שעושה עבודה כימית, למה לחפש הרפתקאות?" משתף ד"ר בנט. "אבל אנחנו רוצים למצוא פתרון לא רק לספיחת המתכות, אלא גם לבעיית הפסולת החקלאית".
בעיני ד"ר בנט, שימוש כזה בפסולת חקלאית הוא ביטוי לעקרונות הכלכלה המעגלית, שמאופיינת בין היתר בעשיית שימוש חוזר ונשנה במוצרים ובמשאבים ובצמצום בזבוז, ומהווה חלופה למודל הכלכלי הלינארי ששולט בעולמנו היום, שמעודד ניצול של משאבי טבע ויצירת פסולת רבה. כלכלה מעגלית הולכת וצוברת תאוצה כחלק מהפתרון לאתגרים שעימם מתמודדות האנושות, בראשם משבר האקלים, והיא צפויה להמשיך לגדול בשנים הקרובות.
לצד שיפור יכולת ספיחת המתכות, השלב הבא של המיזם המשותף של ד"ר בנט ופרופ' עזאיזה הוא פיתוח שימושים נוספים לחומר שיצרו. "יש לנו סוג של פחם פעיל שטוב לספיחת מתכות כבדות, אבל האם הוא טוב גם לטיפול בחומרים נוספים?" אומר פרופ' עזאיזה.
ישראל היא אחת המדינות המובילות בעולם בכל הנוגע לטיפול במי שפכים: מעל 95 מהשפכים בישראל עוברים טיפול ראשוני לפחות, ולפחות 90 אחוז מהשפכים בישראל משמשים לאחר שטופלו להשקיה חקלאית. לדברי פרופ' עזאיזה, מים מטופלים אלה נקיים ב-98 אחוז - אבל לא לחלוטין. "אם נותרים בשפכים אנטיביוטיקה או הורמונים, הם עלולים להגיע לצמחים, לחלחל למי תהום ולזהם אותם", הוא אומר. "המטרה שלנו היא לפתח את המוצר כך שיפרק את החומרים האנטיביוטיים שיש במי הקולחין, בשאיפה לנקות אותם מחומרים פרמצבטיים ולקבל מים נקיים להשקייה בלתי מוגבלת".
ד"ר בנט מדגיש שיש עוד דרך ארוכה עד שיצליחו לפתח מוצר תעשייתי, אבל הוא אופטימי. "אני מחפש חיבורים ושיתופי פעולה נוספים עם אנשי מקצוע דוגמת כימאים ופיזיקאים", הוא אומר. "צריך לפתוח את האנטנות, ואני מקווה שבזכות ההרצאה בוועידה השנתית למדע ולסביבה יפנו אליי אנשים מתאימים. אני בהחלט מייעד למוצר הזה שימוש תעשייתי", הוא מסכם.
הכתבה הוכנה על ידי זווית – סוכנות הידיעות של האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה
