טכנולוגיה חדשנית לטיהור מי-שפכים העשירים בפורמלדהיד

מי השפכים הרעילים נוצרים בעיקר בתהליכי ייצור של דבקים אך גם בתעשיות העץ, הנייר והטקסטיל. סילוק הפורמלדהיד מהמים חיוני למניעת זיהום של מי-תהום וקרקעות

ד"ר עדי רדיאן

ד"ר עדי רדיאן

חוקרות בטכניון פיתחו טכנולוגיה חדשנית, שנרשמה כפטנט, לטיהור מים מהחומר הרעיל פורמלדהיד. את המחקר הובילו ד"ר עדי רדיאן והדוקטורנטית יעל זבולונוב מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית ושותפות בו פרופ' אילת פישמן וד"ר זהר בן-ברק זילס מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון. הוא התפרסם בכתב העת Chemical Engineering Journal.

פורמלדהיד (Formaldehyde), שנוסחתו הכימית CH2O, הוא חומר מסרטן העלול לחדור לגופנו דרך נשימה, אכילה ושתייה ונחשב לאחד המזהמים הבעייתיים ביותר בתוך בניינים (indoor).

המחקר הנוכחי התמקד בבעיית קיומו של פורמלדהיד במים כתוצאה מתהליכים תעשייתיים. פורמלדהיד הוא בסיס לייצור של דבק ולכן נפוץ מאוד בתעשיות העץ, הנייר, הטקסטיל ועוד, שם הוא מצטבר במים הנוצרים בתהליכי הייצור. הזרמה של שפכי פורמלדהיד אלה לאדמה ולמאגרי מים אסורה כמובן, ולכן נעשים מאמצים רבים למצוא דרכים לפירוקו של החומר. מאחר שסילוקו מן המים יקר מאוד, חברות מסוימות פשוט שומרות את שפכי המים המזוהמים בחביות עד שיימצא פתרון מספק.

הפיתוח של חוקרות הטכניון מבוסס על חרסית מסוג מונטמורילוניט – מינרל טבעי שאחד ממאפייניו הוא שטח פנים גדול מאוד; בגרם אחד של חרסית זו יש שטח פנים של כ-760 מ"ר. תכונה זו מקנה לחרסית יכולת ספיחה נדירה. הפטנט שפותח בטכניון מבוסס על עיבוד של החרסית באופן המגביר את ספיחת הפורמלדהיד.

המרכיב העיקרי הנוסף בטכנולוגיה החדשה הוא חיידק מפרק-פורמלדהיד. חיידקים כאלה התפתחו בנגב בעקבות שימוש רב שנים בפורמלדהיד לחיטוי הקרקע. שימוש זה הוביל להתפתחותם של חיידקים עמידים לפורמלדהיד, היודעים לפרק את החומר המסוכן. בפתרון בעיית העמידות סייעה לחקלאי הנגב פרופ' אילת פישמן, שרתמה את החיידק האמור למחקר הנוכחי; וכך, העמידות שהזיקה לחקלאים אפשרה את פיתוחה של הטכנולוגיה החדשה בטכניון.

הדוקטורנטית יעל זבולונוב

הדוקטורנטית יעל זבולונוב

אולם החוקרות נדרשו להתגבר על בעיה טכנית קשה: רמת הפורמלדהיד הגבוהה בשפכי התעשייה קוטלת את החיידקים המוכנסים לתוכם. לכן נדרשה כאן מערכת הגנה שתאפשר לחיידקים לשרוד ולפרק את החומר המסוכן.

ההתקן שפיתחו חוקרות הטכניון מבוסס על חרסית מעובדת, בעלת מטען חשמלי חיובי, הסופחת אליה את הפורמלדהיד ומפחיתה את ריכוזו. ליחידה מוצמדים מראש חיידקים המפרקים את החומר. אחרי כל סבב של פירוק פורמלדהיד מנקה היחידה את עצמה לקראת סבב נוסף. לדברי ד"ר רדיאן, הפיתוח עשוי להיות רלוונטי גם לשימושים אחרים, למשל ספיחה ופירוק של חומרי הדברה שנשטפו בגשם ומאיימים לזהם את מי התהום.

המחקר נתמך על ידי מכון ראסל ברי למחקר בננוטכנולוגיה (RBNI) ומשרד המדע והטכנולוגיה.

ד"ר עדי רדיאן, ראש המעבדה לכימיה של הקרקע בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית, השלימה דוקטורט בפקולטה לחקלאות של האוניברסיטה העברית, שם עסקה בהתאמה של חרסית לספיחה של מזהמים אורגניים. לאחר מכן יצאה לפוסט-דוקטורט באוניברסיטת מינסוטה, שם פיתחה מצעי ג'ל המושכים ומקבעים אליהם חיידקים המפרקים מזהמים כגון דלק וחומרי הדברה. ביולי 2016 חזרה ד”ר רדיאן לארץ והצטרפה לסגל הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון.

 

למאמר שהתפרסם  ב- Chemical Engineering Journal

סרטון המסביר את המחקר