גם אם לפעמים נראה לנו מובן מאליו שכשאנחנו פותחים את הברז יוצאים ממנו מים צוננים שאפשר לשתות ללא חשש, במקומות רבים בעולם לא כך הוא הדבר. על פי דו"ח פיתוח המים העולמי של האו"ם, שהתפרסם ב-2020, כ-4 מיליארד בני אדם חווים מחסור חמור במים במשך לפחות חודש בשנה. גם כשהמים כבר מגיעים אל הברז, לא תמיד אפשר לשתות אותם, וזיהומים במי השתייה הם בעיה רווחת ברחבי העולם – ונושא שיש להקדיש לו תשומת לב גם כאן בישראל. 

במחקר ישראלי חדש פותחה שיטה חדשנית להתמודד עם הבעיה, שמאפשרת גילוי מהיר של זיהומים חיידקיים במערכות אספקת מי השתייה. 

זיהום במים יכול להיגרם מסיבות שונות, כמו חיבור צולב עם קו ביוב או פגיעה בצנרת. גורמי הזיהום האפשריים רבים במיוחד כשמדובר במים ממקורות עיליים. "בעבר, כשרוב אספקת המים שלנו הייתה מהכינרת, היה חשש שייגרם זיהום כתוצאה משיטפונות, שמסיעים איתם הפרשות של בעלי חיים אל תוך האגם, או כתוצאה מפעילות האדם, כמו החקלאות שבאזור", אומר פרופ' שלמה סלע מהמחלקה למדעי המזון במכון לחקר תוצרת חקלאית ומזון שבמרכז וולקני, שהיה שותף למחקר החדש.

תחלואה עקב זיהומים היא בעיה שקיימת במקומות שונים בעולם. "בארצות הברית, לדוגמה, זיהומי מים מסוגים שונים מובילים לעשרות אלפי אשפוזים בשנה, והעלות המשוערת של הטיפולים בתחלואה זו עומדת על למעלה ממיליארד דולר", אומר סלע.

"כיום מבוצעת בישראל בדיקה שמטרתה לאתר נוכחות חיידקים במים פעם ביום – ורק לאחר 24 שעות אפשר לראות את התוצאות", מסביר סלע. כלומר, בשל משך הזמן הארוך שנדרש לקבלת תוצאותיה של הבדיקה שקיימת כיום, ייתכנו מקרים שבהם זיהומים שקיימים במים יתגלו רק אחרי שהם כבר יגיעו לברז בבית הצרכן. "לכן אנחנו שומעים לפעמים בחדשות על זיהום שקיים במי השתייה באזור מסוים, והאזרחים מתבקשים להרתיח את המים כדי להרוג את החיידקים", הוא אומר.

לאתר את הזיהום בזמן אמת

המחקר החדש, שמומן על ידי רשות המים, נערך בשיתוף פעולה של סלע עם ד"ר מיכאל בוריסובר מהמכון לקרקע, מים וסביבה וד"ר זאב שמילוביץ מהמכון להנדסה חקלאית במרכז וולקני למחקר חקלאי, הסטודנט לתואר שני אמיר נקר וד"ר דלית וייזל-אוחיון, מנהלת המעבדה למיקרוביולוגיה של חברת מקורות.

"השיטה החדשה שפיתחנו מציעה אפשרות לדעת בזמן אמת על שינוי לרעה באיכות המים במערכות אספקת מי השתייה", אומר סלע. לדבריו, שיטה זו נועדה למנוע מצבים שבהם זיהומים במים מתגלים באיחור, ולוודא שלבית הצרכן יגיעו מים נטולי זיהומים חיידקיים.

השיטה מבוססת על שילוב של מדידות פלואורסנציה (תופעה שבה אור באורך גל קצר ועם אנרגיה גבוהה נבלע במולקולות מסוימות, שמשחררות בתגובה אור באורך גל ארוך יותר ועם אנרגיה נמוכה) עם כלים סטטיסטיים מתקדמים ולימוד מכונה. היא מתבצעת באמצעות שימוש בהארה באורך גל ספציפי לחיידק וקבלת החזר באורך גל ספציפי אחר. השיטה מאפשרת לזהות זיהומים עד לרמה של 10 אלף חיידקים במיליליטר מים. 

החיישנים שמבצעים את ההארה יפוזרו בנקודות קריטיות של מערכת הובלת המים הארצית. "ככל שהפריסה תהיה רחבה יותר, כך יהיה קל יותר לזהות את המקום שנפגע", אומר סלע. "ההתרעה על זיהום תתקבל למחשב המרכזי ולסלולרי של אנשי התפעול מטעם ספק המים. אנו שוקלים לפתח בשלב מאוחר יותר גם חיישן זול, אך פחות 'חכם', שיוכל להתחבר למשל לבר מים בדירה ולהתריע על ירידה באיכות המים, לדוגמה עקב אי החלפת מסנן בזמן".

לדברי סלע, יתרון נוסף של השיטה הוא שהיא מסוגלת לאתר את כלל סוגי החיידקים המזהמים (ולא סוג מסוים אחד בלבד), ואפשר לזהות באמצעותה ירידה כללית באיכות המים אם אכן נוצר זיהום. "אומנם השיטה לא מזהה בשלב זה חיידקים פתוגנים באופן ספציפי (חיידקים שעלולים לגרום למחלה, ע.ב), אך היא מסוגלת להתריע בזמן אמת על פגיעה כללית באיכות המים, ולכוון את מפעילי המערכת לאזור שבו התרחש הזיהום". 

על אף האופטימיות, יש לציין שלדברי סלע, בעקבות קשיים טכניים שונים, אי אפשר כיום ליישם את השיטה באופן מיידי במערכות אספקת המים בישראל, ולהערכתו יעברו עוד כשלוש עד חמש שנים עד שהדבר יתבצע. 

להבטיח גישה למים נקיים לכולם

מניעת זיהומי מים היא צעד חשוב בהתמודדות עם המחסור העולמי במים. מחסור זה התעצם בעשורים האחרונים בעקבות תהליכים שונים של עיור, השקיה מוגברת של שטחים חקלאיים ודפוסים משתנים של ירידת משקעים, שנובעים בין השאר ממשבר האקלים העולמי. הבעיה צפויה רק להחמיר נוכח העובדה שאוכלוסיית העולם הולכת וגדלה.

מנגד, ההתפתחות הטכנולוגית מספקת לאדם כלים רבים להתמודדות עם המשבר, כפי שמתבטא גם במדינת ישראל, שמבצעת התפלת מי ים ושימוש חוזר במי שפכים מטוהרים (קולחים) בחקלאות ולשיקום נחלים, במטרה להפחית את התלות שלה במקורות המים הטבעיים.

במטרה להתמודד עם בעיות המחסור במים וזיהומם, נכללה הבטחת הגישה למים נקיים ותברואה לכלל אוכלוסיית העולם כאחד מ-17 היעדים לפיתוח בר-קיימא (SDGs) שנקבעו על ידי מדינות האו"ם ב-2015. תתי-היעדים בנושא עוסקים בגישה שוויונית כלל עולמית למים במחיר סביר, בשיפור איכות המים על ידי הפחתת זיהום, בטיפול בטוח בשפכים ועוד.

על פי נתוני האו"ם, לאחד מכל שלושה אנשים בעולם אין גישה למי שתייה נקיים. בנוסף, על פי הנתונים, לשניים מכל חמישה אנשים אין גישה למתקן בסיסי לשטיפת ידיים. על פי האו"ם, מגפת הקורונה הוכיחה את החשיבות שטמונה בכך שכל אדם יוכל לשמור על היגיינת ידיים. 

הנתונים הנוכחיים מראים שיש עוד דרך ארוכה עד להשגת היעד של האו"ם. האם אומות העולם אכן יגיעו אליו? התפתחויות טכנולוגיות ומדעיות כמו המחקר החדש עשויות להועיל בנושא, כמו גם נקיטה בצעדים שמטרתם חיסכון במים זמינים (בעולם החקלאות, למשל). בנוסף לכך, יש צורך גם בהסברה ובהעלאת מודעות לנושא בציבור הישראלי. כל הדברים הללו עשויים לסייע לעולם ולישראל להתמודד טוב יותר עם המשבר. 

הכותב הוא תלמיד כיתה י"א בבית הספר מבואות עירון, הלוקח חלק בתוכנית נבחרת הכתבים הצעירים של "זווית בחינוך"