חדשות

מודל חדש שפותח באוניברסיטת תל אביב יאפשר לראשונה לבחון את הנזק הסביבתי שיוצר מיקרופלסטיק בתאי אדם, בצמחים, בבעלי חיים יבשתיים וימיים ובסביבה כולה. בעזרת הפיתוח הטכנולוגי הייחודי ניתן יהיה לייצר מיקרופלסטיק מהונדס בתנאי מעבדה המדמה בזמן יחסית קצר את הליך התפרקותו בסביבה.  

המחקר נערך בהובלת ד"ר אינס צוקר מבית הספר להנדסה מכנית ובית הספר פורטר ללימודי הסביבה באוניברסיטת תל אביב ובשיתוף החוקרים ד"ר עמית קומאר-סארקאר והדוקטורנט אנדריי איתן רובין. המחקר פורסם בכתבי העת היוקרתיים: : Science of the Total Environment ו-Environmental Science and Technology.

המיקרופלסטיק נמצא כמעט בכל מקום, בקופסאות האוכל ובתרופות שלנו, בגינה הציבורית, בצעצועים של הילדים, בבקבוקי שתיה, בבגדים, במחשבים, בטלפונים הניידים ועוד. החוקרים מסבירים שכיוון שהפלסטיק אינו חומר טבעי, הוא מתפרק לאט מאד בטבע בתהליך שנמשך לעתים אלפי שנים. במסגרת תהליך זה, הפלסטיק מתחלק לחלקיקים קטנים יותר ויותר בסקאלה מיקרונית ואף ננומטרית. הבעיה היא שלאורך התהליך, חלקיקי המיקרופלסטיק פוגשים חומרים אחרים טבעיים ולא טבעיים, ומתבלים באופן שונה, כך שבסופו של תהליך לכל אחד מהחלקיקים יש תכונות ומאפיינים שונים. כך למשל, פלסטיק שמתבלה באנטרקטיקה יהיה שונה מכזה שמתבלה במזרח התיכון ואילו פלסטיק שמשמש ליצירת כלים חד פעמיים יתפרק אחרת מפלסטיק שמשמש לאריזות. בליל המיקרופלסטיקים והעובדה שאין חלקיק אחד שזהה למשנהו מקשה מאוד על חוקרים רבים בעולם בקביעה באשר להשלכות הסביבתיות השונות.

בתמונה: מיקרופלסטיק

במסגרת הפיתוח החדש, החוקרים יצרו למעשה מיקרופלסטיק מהונדס שמדמה בצורה מואצת את הבלייה שעובר הפלסטיק בסביבה. הפלסטיק נטחן לחלקיקים גסים ולאחר מכן נחשף לסדרה של תהליכי פירוק בתנאי מעבדה כמו חשיפה לחום, לקרינה אולטרה סגולה, לפירוק מכאני אגרסיבי ועוד, עד שלבסוף מתקבלים מיליוני חלקיקי פלסטיק בגודל של כ-1 מיקרון, שהם זהים לגמרי בגודלם, בסוג הפלסטיק מהם מורכבים, בתכונות פני השטח שלהם, ובצורתם. 

"המטרה שלנו הייתה לייצר מיקרופלסטיק סביבתי בתנאי מעבדה ובטווחי זמן קצרים שיכול לשמש לאינספור מבחנים שיגידו לנו אחת ולתמיד האם – ובאיזה אופן – מיקרופלסטיק מסוכן לאדם ולסביבה" - אומרת ד"ר צוקר. "מדובר בשיטה שמהווה בסיס ליצירת הרבה סוגים של מיקרופלסטיק, בגילאים שונים ומחומרים שונים, כך שאפשר לבודד ולבחון את ההשפעה של פרמטרים שונים, כמו הגודל וסוג הפלסטיק. המטרה היא שחוקרים בישראל ובעולם שעוסקים בהשפעות השליליות של מיקרופלסטיק על הסביבה יוכלו לקבל מיקרופלסטיקים מהונדסים ונשלטים שהרבה יותר דומים למה שאנחנו רואים בסביבה מהמודלים הקיימים כיום".

ניסויי המשך ראשוניים שנעשו בתרביות תאים ע"י צוות המחקר, הראו כי מודל הפלסטיק שפותח במעבדה אכן רעיל יותר בטווח הריכוזים שנבדק מול מודל הכדוריות פלסטיק שנמצא בשימוש רחב היום. כבר בשלב זה, החוקרים עובדים על בחינה של המודל החדש בתאי אדם, בצמחים ובבעלי חיים ימיים ומקווים כי בקרוב הערפל סביב שאלת הרעילות של המיקרופלסטיק יוכל להתחיל להתפוגג.

מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב ואוניברסיטת ברקלי מציע מודל ולפיו הקמת חוות לגידול אצות בסמיכות לשפכי הנחלים מקטינה מאוד את ריכוזי החנקן בנחל ומונעת זיהום סביבתי בנחלים ובימים. המחקר נערך בהובלת הדוקטורנט מירון צולמן, בהנחיה משותפת של פרופ' אלכסנדר גולברג מבית הספר למדעי הסביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר ושל פרופ' אלכסנדר ליברזון מבית הספר להנדסה מכנית באוניברסיטת תל אביב. המחקר נערך בשיתוף פרופ' בוריס רובינסקי מהפקולטה להנדסה מכנית באוניברסיטת ברקלי. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Communications Biology.

בניית מודל של חוות אצות

במסגרת המחקר, החוקרים בנו מודל של חוות אצות גדולה לגידול אצה חסנית ים תיכונית בסמיכות לשפך נחל אלכסנדר, מאות מטרים מהים הפתוח. נחל אלכסנדר נבחר שכן הנחל מזרים חנקן מזהם מהשדות הסמוכים ומהיישובים במעלה הזרם לים התיכון. הנתונים עבור המודל נאספו במשך שנתיים מגידולים מבוקרים ומגידול במי ים.

החוקרים מסבירים כי חנקן הוא דשן הכרחי לחקלאות יבשתית, אבל הוא בא עם תג מחיר סביבתי. ברגע שהחנקן מגיע לים הוא מתפזר אקראית, ופוגע במערכות אקולוגיות שונות. כתוצאה מכך, המדינה מוציאה היום הרבה כסף על טיפול בריכוזי חנקן במים ויש הסכמים בינלאומיים שמגבילים העמסת חנקן בימים, כולל בים תיכון.

"המעבדה שלי חוקרת תהליכים בסיסיים ומפתחת טכנולוגיות עבור חקלאות ימית", מסביר פרופ' גולברג. "אנחנו מפתחים טכנולוגיות לגידול אצות בים כדי לקבע פחמן ולמצות מהן חומרים שונים כמו חלבונים ועמילנים, במטרה לייצר את התוצרת החקלאית גם בים. במחקר הראנו שאם מגדלים את האצות בהתאם למודל שפיתחנו, בסמיכות לשפי הנחלים, הן יודעות לספוג את החנקן כך שיתאים לתקנים הסביבתיים, למנוע את התפזרותו במים ובכך לנטרל את הזיהום הסביבתי. בדרך זו, אנחנו למעשה מייצרים מעין "מתקן טיהור טבעי" שיש לו גם לו ערך אקולוגי משמעותי וגם ערך כלכלי שכן ניתן למכור את האצות כביומסה לשימוש האדם.

צופים את העתיד בזכות המתמטיקה

החוקרים מוסיפים כי המודל המתמטי מצליח לנבא את תפוקות החוות ולקשור את תפוקת האצות והרכבן הכימי לריכוז החנקן בנחל. "המודל שלנו מאפשר לחקלאים ימיים, וגם לגופי ממשל וסביבה, לדעת מראש מה תהיה ההשפעה ומה יהיו התוצרים של חוות אצות גדולה – לפני שמקימים את החווה בפועל", מוסיף מירון צולמן. "בזכות המתמטיקה אנחנו יודעים לעשות את ההתאמות גם לחוות גידול גדולות ולמקסם את התועלת הסביבתית, לרבות ייצור כמויות החלבון הרצויות לנו מבחינה חקלאית".

"צריך להבין שכל העולם הולך לכיוון האנרגיה הירוקה ואצות ים יכול להיות מקור משמעותי", מוסיף פרופ' ליברזון, "ובכל זאת אין היום חווה אחת עם היכולת הטכנולוגית והמדעית שהוכחנו. החסמים כאן הם גם מדעיים: אנחנו לא באמת יודעים מה תהיה ההשפעה של חווה ענקית על הסביבה הימית. זה כמו לעבור מגינת ירק ליד הבית לשדות אינסופיים של גידול חקלאי תעשייתי. המודל שלנו מספק כמה מהתשובות, בתקווה לשכנע את מקבלי ההחלטות שחוות כאלה יהיו גם רווחיות וגם ידידותיות לסביבה. ואפשר גם לדמיין תרחישים עוד יותר מרחיקי לכת. למשל, אנרגיה ירוקה. אם היינו יודעים לנצל את קצבי הגידול לאנרגיה באחוזים טובים יותר, היה אפשר לצאת לשיט של שנה עם קילוגרם אצות, לא להזדקק לדלק נוסף מעבר לייצור הביומסה בסביבה ימית".

לטפל בבעיה סביבתית וגם להפיק תועלת כלכלית

"החיבור המעניין שאנחנו מציעים כאן הוא גידול אצות על חשבון הטיפול בחנקן", מסכם פרופ' גולדברג. "בעצם פיתחנו כלי תכנוני לבניית חוות של אצות בשפכי נחלים, שיאפשר גם לטפל בבעיה הסביבתית וגם להפיק תועלת כלכלית. אנחנו מציעים תכנון של חוות לגידול אצות בזרימות של נחלים עם הרבה חנקן מחקלאות, כדי לשקם את הנחל ולמנוע מהחנקן להגיע לים וגם כדי לגדל את האצות עצמן למאכל. באופן הזה החקלאות הימית משלימה את החקלאות היבשתית".

• הקליקו למאמר
• הקליקו לכתבה ב YNET

אלה שמתאהבים בבעיה הם אלה שממציאים לה את הפתרון

המחקר נערך על ידי צוות מומחים מהפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן באוניברסיטת תל אביב בהובלת ד"ר ארז שמואלי, ד"ר דן ימין, שי עובד ומירב מופז, ובשיתוף ד"ר ענת לן ופרופ' חיים עינת מהמכללה האקדמית תל אביב-יפו ופרופ' נגה קרונפלד שור מבית הספר לזואולוגיה ובית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב. המחקר טרם עבר ביקורת עמיתים, והוא פורסם כ-Preprint ב-Research Square.

מנתוני המחקר עולה כי במהלך הסגר הנבדקים ככלל ישנו יותר (מ-06:01 שעות שינה לפני הסגר ל-06:08 במהלכו), נפגשו פחות פנים אל פנים עם אנשים אחרים (מ-11.5 מפגשים יומיים לפני הסגר ל-7.8 במהלכו), ביצעו פחות פעילות גופנית (מ-30 דקות לפני הסגר ל-27 במהלכו), צעדו פחות (מ-8,453 צעדים ביום לפני הסגר ל-7,710 במהלכו), היו פחות מאושרים (בסקאלה של מינוס 2 עד 2, מ-0.87 לפני הסגר ל-0.76 במהלכו) וקצב הלב שלהם במנוחה ירד (מ-62.6 פעימות לדקה לפני הסגר ל-62.1 במהלכו).

בקרב הצעירים, נרשמה ירידה חדה במספר הצעדים היומי: מ-9,500 צעדים לפני הסגר ל-8,200 צעדים בלבד במהלך הסגר. לשם השוואה, בקרב גילאי 60 ומעלה, ממוצע הצעדים היומי ירד במהלך הסגר מ-7,500 צעדים ביום ל-7,200 צעדים.

הסגר גם הביא לפגיעה קשה במצב רוחם של הצעירים. בסקאלה של מינוס 2 עד 2, נתוני הצעירים הצביעו על ירידה מ-0.89 לפני הסגר ל-0.72 במהלך הסגר בעוד שנתוני המבוגרים דיווחו על ירידה קלה בלבד מ-0.85 לפני הסגר ל-0.8 במהלכו.

ממצא מעניין נוסף הוא שהנהנים העיקריים מהעלייה בשעות השינה היו מבוגרים 'טיפוסי ערב', שעבורם הנתונים מצביעים על עלייה של 10 דקות בממוצע מ-6:48 שעות שינה לפני הסגר ל-6:58 במהלכו, וצעירים 'טיפוסי בוקר', שעבורם הנתונים מצביעים על עלייה של 18 דקות בממוצע מ-7:06 שעות שינה לפני הסגר ל-7:24 במהלכו. הסבר אפשרי לתופעה זו הוא שהצעירים בדרך כלל עובדים או לומדים ויש להם ילדים קטנים, ולכן טיפוסי הערב בקבוצה זו לרוב סובלים מתופעה הקרויה ג'ט לג חברתי. לוח הזמנים הגמיש יותר של הסגר אפשר לאנשים אלה, שקודם לכן היו צריכים להתעורר "בכוח", להתעורר בשעה טבעית יותר להם – וכתוצאה מכך, לדווח על מצב רוח טוב יותר במהלך הסגר.

מניתוח הנתונים בפילוח מגדרי עולה כי למרבה ההפתעה, רמת הלחץ דווקא ירדה בקרב הגברים – ממינוס 0.79 לפני הסגר למינוס 0.88 במהלכו. באותו הזמן, נתוני הנשים העידו דווקא על התגברות תחושת הלחץ: ממינוס 0.62 למינוס 0.52.  לתופעה זו מספר הסברים אפשריים. ראשית, על פי נתוני משרד הכלכלה, יותר נשים איבדו את מקום עבודתם (פוטרו או הוצאו לחל"ת) לעומת גברים. שנית, מערכות החינוך בישראל היו סגורות במהלך הסגר והורים לילדים צעירים נאלצו להישאר בבית עם ילדיהם. בפרט, על פי מחקרים שהתבצעו בגרמניה, גברים היו מודאגים יותר לגבי פרנסת המשפחה בעוד שנשים היו מודאגות יותר לגבי טיפול בילדים. הסבר אפשרי נוסף הוא אלימות במשפחה כנגד נשים, שעל פי נתוני משטרת ישראל עלתה משמעותית במהלך הסגרים.

יתרה מכך, הסגר היה "אפקטיבי" יותר במניעת מפגשים פנים אל פנים בקרב נשים. שעה שמספר מפגשים אלו ירד אצל גברים מ-11 מפגשים ביום לפני הסגר ל-9 במהלכו, הנשים דיווחו על ירידה תלולה מ-12 מפגשים יומיים בממוצע ל-7 מפגשים בלבד. פגישות פנים אל פנים, ואפילו פגישות מקריות עם שכן בחדר המדרגות או עם נהג תחבורה ציבורית, ידועות בהקשר של שיפור מצב הרוח ובהפחתת דיכאון וחרדה.

"הנשים בסגר היו מבודדות ולחוצות יותר מהגברים, ובכלל רווחתן ובריאותן הנפשית נפגעו משמעותית יותר מזו של הגברים", מוסיף ד"ר שמואלי.

"משבר הקורונה הפנה משאבים רבים לשלומם ולרווחתם של המבוגרים, ובצדק – שכן הם חשופים יותר מהצעירים לסיבוכים הבריאותיים של המחלה עצמה", אומר ד"ר שמואלי. "אבל המחקר שלנו מראה שיש לתת דגש גם לבריאותם הנפשית של הצעירים – ששילמו מחירים כבדים יותר על צעדים כמו ריחוק חברתי וסגר".
 

לכתבה בישראל היום

אלה שמתאהבים בבעיה הם אלה שממציאים לה פתרון