האם המדוזות “יעלימו” את הננו-פלסטיקים המזהמים ? מחקר חדשני ופורץ דרך, בראשות פרופ’ עיסאם סבאח מהמחלקה להנדסת ביוטכנולוגיה במכללה, מציג לראשונה שיטה יעילה ומהירה להרחקת ננו ומיקרו פלסטיקים סינטטיים ממים ומשפכים. ממצאי המחקר, שהחל לפני כחמש שנים במימון האיחוד האירופי, התקבלו לפרסום בכתב העת הנחשב: STOTEN – Science of the Total Environment. הרעיון נרשם כפטנט וגורמים מסחריים כבר מתעניינים בפיתוח מוצר חדש שימנע את המשך זיהום המים והקרקע.
ננו ומיקרו-פלסטיקים גורמים לאחת הבעיות הקשות ביותר במערכות מימיות, בהן מי שתיה, מי שפכים ומי ים. מכוני טיפול בשפכים, למשל, מביא לכך שסוגים שונים של מיקרו-פלסטיקים, מוצאים את מקומם, בסופו של תהליך, בקרקע חקלאית, בים או בגופי מים פתוחים, מזהמים אותם ופוגעים במערך האקולוגי. בשנים האחרונות נעשים מאמצים רבים להתחקות אחר גורל חלקיקי הפלסטיק הזעירים בסביבה הפתוחה ובמערכות הנדסיות בניסיון להבין את אופן פיזורם ואת השפעתם הסביבתית והבריאותית.
במאמרו של עמית המחקר ד”ר אריק בן דוד, מקבוצתו של פרופ’ עיסאם סבאח, מראים שלריר המופק ממדוזות מזן מסוים, יש יתרון רב בכל הקשור בשיקוע לאחר התלכדות (אגריגציה) של חלקיקים קטנים במים ולזירוז שקיעתם, זאת ביחס למרכיבים ולחומרים כימיים אחרים, שבהם נעשה התהליך כיום.
פרופ’ עיסאם סבאח
“המחקר שלנו נעשה במסגרת יוזמה בשם – GoJelly – A gelatinous solution to plastic pollution, שמטרתה להשתמש ברכיבי ג’לי לפתרון זיהום המיקרו פלסטיק”, מספר פרופ’ סבאח. “המחקר הוכיח שלריר המדוזה יש תכונות פלא: כמות קטנה יחסית של ריר הצליחה באופן כמעט מיידי להרחיק מהמים ננו ומיקרו פלסטיקים סינתטיים, שהם חומרים מזיקים לסביבה. לתוצאות המחקר, אשר פורסמו לאחרונה בעיתון המדעי STOTEN, יש השלכות יישומיות משמעותיות ואני שמח לומר שחברות מים מישראל, וכן גורמים נוספים מחו”ל, כבר בוחנים את הממצאים שלנו במטרה לפתח איתנו בהמשך מוצר יישומי בר-קיימא”.
מימין לשמאל: ד”ר אריק בן דוד; מריאנה חביבי, עוזרת מחקר; ד”ר אנדי בות׳; אליאס חדד, עוזר מחקר; פרופ’ עיסאם סבאח
לדברי פרופ’ סבאח, המחקר התחיל בינואר 2018 כיוזמה של 15 שותפים מ 9 מדינות, בהן ישראל, תחת הניהול של חוקרים ממכון חקר הים בגרמניה (GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel) ומאוחר יותר ביחד עם אוניברסיטת דרום דנמרק. מה שהאיץ אותו היו מחקרים קודמים שהראו שלריר המדוזה, בדומה לריר של יצורים ובעלי חיים אחרים, יש יכולת להרחיק מהמים חלקיקים זעירים, בגודל ננומטרי. המחקר גילה שבריר המדוזה קיים שברבו גליקו-חלבון (חלבון עם קבוצות סוכר) בעל תכונות של ספיחה וגישור בין חלקיקים בגודל של 100-2000 nm, מה שמוביל לשקיעתם הכמעט מיידית.
מה היתה מידת המעורבות שלך ושל המכללה במחקר ?
פרופ’ סבאח: “לכל שותף בקונסורציום של ג’ו-ג’לי היתה המשימה שלו. הקבוצה שלי בבראודה כללה את עמית המחקר, ד”ר אריק בן דוד, ואת אליאס חדד ומריאנה חביבי, עוזרי המחקר ובוגרי המחלקה להנדסת ביוטכנולוגיה. כעת היעד שלנו הוא לפתח ביו-פילטר למים ולשפכים, כדי לצמצם את ריכוז הננו והמיקרו פלסטיקים המשתחררים לסביבה ומצטברים בקרקע ובים. נראה שמצאנו פתרון טבעי-אקולוגי לבעיה חמורה, שפגעה בסביבה ובבריאות האדם, ואשר עד היום לא היה לה פתרון יעיל”.
מה ההסבר הכימי לתופעה שגיליתם ?
העניין מורכב ולא ברור באופן מלא. בסיועו של פרופ’ סמאר מרעי מהמחלקה נעשה ניסיון ראשוני להבנת ההרכב של הריר שבעיקרו מורכב מג’ילקו-חלבונים, שהערכנו מראש שיש להם תכונות של ספיחה וגישור – לכידה, הידבקות או כליאה – של חלקיקים קטנים. במחקר אנו מפרטים על כך והציבור מוזמן לקרוא את המאמר הראשון בסדרה, שכבר פורסם (לינק למחקר).
עם מי שיתפתם פעולה ?
העבודה שלנו נעשתה בשיתוף הדוק עם חוקרים מאוניברסיטת חיפה, בראשות פרופ’ דרור אנג’ל והמכון למחקר וטכנולוגיה בנורבגיה (SINTEF), בראשות ד”ר אנדי בות’ (Dr. Andy Booth). עליי לציין שבמהלך המחקר כבר היה ברור שלממצאיו יש פוטנציאל יישומי רב תועלת.
קיים חשש שיקדימו אתכם בפיתוח מוצר מסחרי ?
אני שמח לומר שבראודה הובילה עם השותפים מחיפה ומנורבגיה תהליך הגשה לפטנט, ובעצם ימים אלה נבחנות אפשרויות שונות לפיתוח הביו- פילטר. כמובן הדבר מבוסס על בחינה טכנו-כלכלית שמתבצעת, כיצד להפוך את ממצאי המחקר לפתרון יישומי וכלכלי, אבל אני אופטימי ומאמין שיש לזה היתכנות מעשית של ממש.
- הצילומים בכתבה זו באדיבות אתר הפרוייקט המחקרי: https://gojelly.eu/