השתנות איכויות המים במאגרי קולחים בשנים 2006-2016

דיגום קולחים במשך עשור, גילה כי בתקופה זו חל שיפור ניכר בריכוזי הכלוריד והנתרן בקולחים, היתה ירידה בריכוזי הצח"ב ולא חלו שיפורים ניכרים באיכויות החנקן הכללי

גידול האוכלוסייה והשינויים ברמת החיים ובהרגלי הצריכה, הביאו לעליה בצריכת המים בישראל. מאידך, הפער בין יצע המים הטבעיים לבין הביקוש הולך וגובר. פער זה גרם לשינוי מהותי במקורות המים: השימוש במקורות מים טבעיים התקבע על פוטנציאל המים הטבעי, ואילו השימוש במים מותפלים ומי קולחים - משאבים מלאכותיים - גדל והפך להיות המשאב העיקרי.
בטכנולוגיות טיפול קיימות, ניתן להביא שפכים סניטריים בשילוב עם אחוז נמוך של שפכי תעשייה, שאינם מכילים תמלחות, לרמה המאפשרת שימוש להשקיה. לאחר הטיפול במט"ש, מועברים הקולחים למאגרים לפרקי זמן של ימים עד חודשים, בטרם ניצולם להשקיה חקלאית.
לעתים, ישנן תוספות ממקור טבעי (שיטפונות, מי מעיינות) המשפרות את איכות המים במאגרים.
תהליכים כימיים, פיזיקאליים וביולוגיים, כגון שיקוע מוצקים מרחפים, המשך פירוק חומר אורגני, פריחת אצות ואידוי, משפיעים על איכות המים, הן לטובה והן לרעה. תהליכים אלו תלויים בגורמים נוספים מלבד איכות הקולחים במקור וזמן השהות, וכוללים את העונתיות, מיקומו הגיאוגרפי של המאגר (משטר רוחות, קרינת שמש, טמפרטורה) ומבנה המאגר (עומק ושטח פנים).המידע אודות התהליכים המתרחשים במאגרים ומשפיעים על איכות המים הינו מוגבל.
טיפול בשפכים והשבת קולחים להשקיה חקלאית כוללים יתרונות רבים, כשהחשובים שבהם: יצירת מקור מים חלופי וחשוב לקיום החקלאות וצמצום זיהום הנחלים ומי התהום. יחד עם זאת, השקיה בקולחים באיכות ירודה עלולה להוות פוטנציאל לזיהום מקורות מים, המלחת ופגיעה ביציבות הקרקע, פגיעה באיכות הגידולים וכן למפגעים סביבתיים ותברואתיים נוספים.
דיגום מאגרי קולחים נערך במהלך חודשי ההשקיה ומתבצע במוצא המאגר/המט"ש, שהינו המקום האחרון בו ניתן לבדוק את איכות המים, לפני ניצולם להשקיה חקלאית.
דיגום מאגרי קולחים במדינת ישראל מתבצע ע"י משרד הבריאות, בדגש על פרמטרים המשפיעים על בריאות הציבור, ע"י המשרד להגנת הסביבה, בדגש על איכויות קולחים המוזרמים לסביבה וע"י רשות המים בדגש על פרמטרים העלולים להשפיע על איכות מקורות המים.
נכון לשנת 2016, יוצרו בישראל כ-540 מלמ"ק שפכים, מתוכם כ-505 מלמ"ק שפכים טופלו במתקנים מכניים ואגני ייצוב. מתוך כמות זו, כ-445 מלמ"ק קולחים (כ-88%) הושבו להשקיה במפעלי ההשבה, ובראשם מפעל השפד"ן.
לקולחים אלו התווספו מים שוליים שנמהלו במאגרי הקולחים. בשנה זו, היו בישראל כ-330 מאגרי קולחים (כולל מאגרי השפד"ן) המשמשים לאגירה וויסות הקולחים, בעלי נפח איגום כולל של כ-205 מלמ"ק.

טיפול בשפכים והשבת קולחים להשקיה חקלאית כוללים יתרונות רבים, כשהחשובים שבהם: יצירת מקור מים חלופי וחשוב לקיום החקלאות וצמצום זיהום הנחלים ומי התהום

תקנות בריאות העם (תקני איכות מי קולחין וכללים לטיהור שפכים), תש"ע - 2010, שאושרו ונמצאות בתהליכי יישום, מיועדות להבטיח כי איכות הקולחים לא תגרום לפגיעה בבריאות האדם ולזיהום קרקע, צומח ומים. על מנת להסדיר ולבקר את איכות הקולחים להשקיה חקלאית בלתי מוגבלת ולהזרמה לנחלים, קיימים תקנים מוגדרים למספר פרמטרים כימיים ופיזיקאליים, הנמדדים במוצאי המט"שים. המטרות העיקריות של עבודה זו הינן מעקב אחר איכות המים במקורות הקולחים המיועדים להשקיה חקלאית והערכת מגמת השינוי בפרמטרים עיקריים של איכות מים במקורות הקולחים לאורך השנים. בעבודה זו נלקחו תוצאות דיגומי הקולחים, הכוללים את הפרמטרים הבאים: כלוריד (Cl), צח"ב (B.O.D), בורון (B), חנקן כללי (N Total), נתרן (Na), סידן (a), מגנזיום (Mg) ויחס ספיחת נתרן המחושב
(SAR - Sodium Absorption Ratio). פרמטרים אלו נמדדו במוצאי מאגרי הקולחים והמט"שים, מהם התבצעה השקיה ישירה, בשנים 2006-2016. הניתוח מתייחס לריכוזים ממוצעים שנתיים לכל מקור קולחים. במאמר זה ייסקרו בפירוט השינויים שחלו באיכויות הכלוריד, הצח"ב והחנקן הכללי.

כלוריד

השקיית שטחים חקלאיים וגינון עירוני במים עם ריכוזי כלוריד גבוהים עלולה לגרום לפגיעה באיכות מי התהום, המצויים תחת אזורי השימוש ולגרימת המלחה של קרקעות. בנוסף, ריכוזי כלוריד גבוהים מהווה מגבלה לשימוש המים בחקלאות, מינים מסוימים רגישים לכלוריד ומינים אחרים יכולים לעמוד בריכוזים גבוהים ביותר. הריכוז המרבי של כלוריד בקולחים להשקיה ללא מגבלות הוא 250 מג"ל, בעוד שהתקן הנוכחי לכלוריד המותר במי השתייה הינו 400 מג"ל.

תרשים 1 מציג את השתנות איכות הכלוריד במאגרי קולחים בשנים 2006-2016 לפי טווחי איכויות. במהלך השנים 2006-2016 חלה ירידה ניכרת (כ-30%) בריכוזי הכלוריד הנמדדים במקורות הקולחים. בשנת 2006 ריכוזי כלוריד הנמוכים מ-250 מג"ל, ערך הסף להשקיה בלתי מוגבלת, נמדדו בכ-32% מהנפח המנוצל להשקיה. בשנת 2010 ריכוזי כלוריד הנמוכים מ-250 מג"ל נמדדו בכ-47% מהנפח המנוצל. בשנת 2016 ריכוזי כלוריד נמוכים מ-250 מג"ל נמדדו בכ-81% מהנפח המנוצל להשקיה. הממוצע השנתי המשוקלל הארצי של ריכוזי הכלוריד במקורות הקולחים ירד מ-314 מג"ל בשנת 2006 ל-220 מג"ל בשנת 2016. כתוצאה מכך, ריכוזי הכלוריד הנמדדים בחלק עיקרי ממאגרי הקולחים, אינם מהווים מגבלה להשקיה. הירידה העיקרית בריכוזי הכלוריד במאגרי הקולחים התרחשה בשפלת יהודה ומישור החוף הצפוני והדרומי (תרשים 2). שימוש נרחב יותר במים מותפלים, המאופיינים בריכוזי מלחים נמוכים, במגזר הביתי, החקלאי והתעשייתי משפר את איכות הקולחים, ובדרך זו מקטין את המלחת הקרקעות ומי התהום.

 

צריכת חמצן ביולוגית (B.O.D)

ריכוזי צח"ב גבוהים מעידים על עומס אורגני ונוטריינטים רבים במים הגורמים לצריכת חמצן מוגברת. מגבלות על ריכוז צח"ב בהשקיה נובעות בעיקר משיקולים של פגיעה בגידולים ובבריאות הציבור, כאשר ערכי הסף המרביים משתנים בין הגידולים השונים. שדרוגם של חלק מהמט"שים לרמה שלישונית, עשוי להיטיב את איכויות הצח"ב במאגרים. ערך הסף להשקיה בלתי מוגבלת הוא 10 מג"ל.


תרשים 3 מציג את השתנות ריכוז הצח"ב במאגרי הקולחים בשנים 2010-2016 לפי טווח איכויות. במהלך השנים 2010-2016 חלה ירידה ניכרת בריכוזי הצח"ב הנמדדים במקורות הקולחים. בשנים 2010-2012 ריכוזי הצח"ב בכ-50% מהנפח המנוצל להשקיה היו נמוכים מ-10 מג"ל בעוד שבשנת 2016 ריכוזי הצח"ב בכ-69% מהנפח המנוצל להשקיה היו נמוכים מ-10 מג"ל. שידרוג מט"שים לרמת טיפול שניוני אינטנסיבית / שלישוני גרמו להורדת ריכוזי הצח"ב במאגרים. הממוצע השנתי המשוקלל של ריכוזי הצח"ב במקורות הקולחים בשנים 2010-2016 נע בטווח 16.3-9.2 מג"ל. ריכוזי צח"ב, כפי שנמדדים כיום במי הקולחים, עדיין מהווים מגבלה מסויימת לשימוש במים להשקיה. הירידה העיקרית בריכוזי הצח"ב במאגרי הקולחים התרחשה בגליל המזרחי, שפלת יהודה ומישור החוף הצפוני והדרומי (תרשים 4).

 

חנקן כללי

מדד זה מבטא את סך צורוני החנקן בדגימה: חנקן אורגני, אמוניה (כולל את יון האמוניום (NH4+) ואמוניה (NH3)), ניטראט (NO3-) וניטריט (NO2-). מקור כל צורוני החנקן שבמים הוא בפירוק וחמצון של מולקולות אורגניות, כגון חלבונים, שתנן (אוראה) ו-DNA על ידי חיידקים הנמצאים בקרקע ובמים. האמוניה מחומצנת לניטריט ולניטראט בתהליך הניטריפיקציה. הניטראט יכול לצאת מהמערכת בשני אופנים: צריכה על ידי צמחים או חיזור לחנקן גזי (N2) בתהליך הדניטריפיקציה. ניטראט שאינו מנוצל עלול לחלחל אל מי התהום ולפגוע באיכותם.
ערך הסף להשקיה בלתי מוגבלת הוא 25 מג"ל כחנקן כללי.


תרשים 5 מציג את השתנות ריכוזי החנקן הכללי במאגרי הקולחים בשנים 2006-2016. לאורך השנים לא חלו שינויים מהותיים בריכוזי חנקן כללי הנמדדים במקורות הקולחים. לאורך העשור שבו נמדד החנקן הכללי, ריכוזו בכ-50% מהנפח המנוצל להשקיה היה נמוך מ-25 מג"ל. הממוצע השנתי הארצי המשוקלל של ריכוזי החנקן הכללי במקורות הקולחים בשנים 2006-2016 נע בטווח 29-34 מג"ל. ריכוזי החנקן הכללי, כפי שנמדדים כיום בחלק ממקורות הקולחים, מהווים מגבלה חלקית לשימוש במים להשקיה. שדרוג למט"שים שלישוניים המרחיקים חנקן עשוי לשפר את איכות הקולחים, לרמות המומלצות על ידי ועדת ענבר להשקיה חקלאית.

סיכום

ניתוח נתוני איכות מים במאגרי הקולחים בשנים 2006-2016 מצביע על התמונה הבאה:

אריאל כהן, מתן ישראלי - תחום סקרים ומחקרים סביבתיים, חטיבת המדע, רשות הטבע והגנים | arielc@npa.org.il
גיא רשף, מנהל אגף איכות מים (בפועל), רשות המים | guyr20@water.gov.il