מהמעבדה בבן-גוריון לאוקיינוסים בעולם: שיטה חדשנית לטיפול בזיהום נפט גולמי ודלק בסביבה הימית
טכנולוגיה חדשנית שפותחה באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, תטפל בזיהומים של נפט גולמי ודלק בסביבה הימית על ידי שילוב של ספיחה ופירוק ביולוגי. השיטה והטכנולוגיה פורסמו בכתב העת Chemical Engineering Journal Advances.
דליפות נפט ודלק הן מפגעים סביבתיים חמורים המשבשים את האיזון האקולוגי על ידי זיהום מים וקרקע. במעבדה לביוטכנולוגיה סביבתית באוניברסיטת בן-גוריון בנגב שוקדים מזה מספר שנים על פתרון הכולל ספיחה של המזהמים ופירוק ביולוגי של נפט גולמי באמצעות חיידקים.
בעבר, פותחו טכנולוגיות שונות לשיקום סביבתי של נזקים אלו, אולם קבוצת מחקר בראשות פרופ' אריאל קושמרו ובהובלת ד"ר דנית ליסה קרסגי בירון מהפקולטה להנדסה באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, מציגה אסטרטגיה חדשה המשלבת ספיחה ופירוק ביולוגי בסביבות מימיות באמצעות חומר האירוג'ל, המיוצר מסיבי נייר (צלולוז/תאית) מועשרים בנוטרינטים, שעוברים תהליך של שריפה ללא חמצן (פירוליזה).
באירוג'ל משולבים חנקן וזרחן, שזמינים ביולוגית לחיידקים מפרקי הנפט. אולם אלה בדרך כלל נדירים בסביבות ימיות וחיוניים לפירוק ביולוגי יעיל. קבוצת המחקר ערכה ניסוי של פירוק ביולוגי במי ים מלאכותיים מזוהמים בנפט גולמי, ללא חומרים מזינים אלו, והצליחה להראות שיפור משמעותי בפירוק הדלק בעת שימוש בחנקן וזרחן, בהשוואה לאירוג'לים ללא תוספת זו.
באמצעות שיטות כימיות שולבו חומרים מזינים בסיבים של הארוג׳ל בתהליך שכלל תמיסה מימית אליה נוספו חומרי ההזנה כגון חומצה זרחתית, תאית ואוריאה, למשך 120 דקות. לאחר מכן, התערובת עברה ייבוש בהקפאה בטמפרטורה של מינוס 55 מעלות צלזיוס למשך 48 שעות, עד ליצירת עיסה יבשה בעלת מבנה נקבובי שהכיל את חומר הארוג'ל. לאחר תהליך נוסף של פירוליזה (שרפה ללא חמצן) התקבל מבנה נקבובי המתאים לספיחה של דלק, נפט גולמי, שמנים ועוד. בהמשך נבדקה קיבולת הספיחה המקסימלית של החומר, על ידי מדידת שינוי המסה לפני ואחרי טבילה בנפט גולמי. כאשר נמצא יחס ספיחה של כ-1:100.
כדי להעריך את ההגברה של הפירוק הביולוגי המושרה על ידי החומרים המזינים ולהשוות את יעילותם, נבנה מודל ניסויי עם חיידק מזן פסאודומונס (Pseudomonas) אשר נמצא לעתים קרובות באזורים מזוהמים בנפט. חיידק זה בודד באמצעות הליך העשרה מחול ים מזוהם בזפת שנדגם מחוף הים התיכון, לאחר זיהום הזפת בחופי ישראל במהלך פברואר 2021.
נמצא כי תהליך הוספת החומרים המזינים לארוג׳ל הניב מקור זמין ביולוגית של חנקן וזרחן עבור חיידקים לניצול ולפירוק ביולוגי של הפחמימנים (דלק) הספוחים. בנוסף הארוג׳ל משמש כמשטח הידבקות של חיידקים המאפשרים מגע בין הפחמימנים הספוחים לחומרים המזינים, כך שבתום התהליך החיידקים למעשה מפרקים את הדלק, מנצלים את הנוטריינטים ובסופו של דבר מפרקים גם את הארוג׳ל הבנוי במקור מסבי תאית.
"ממצאים אלה מדגימים את פוטנציאל השיטה שפיתחנו כפלטפורמה רב-תכליתית ובת קיימא לטיפול בדליפות נפט באזור מימי או ימי", מסביר פרופ' קושמרו. "היכולת שלהם להתאים בין ספיחה פיזית לבין פירוק ביולוגי מציעה אלטרנטיבה מבטיחה וחדשנית לשיטות קונבנציונליות, המטפלת הן בבלימה מיידית והן בהתאוששות סביבתית ארוכת טווח".
הטכנולוגיה שפותחה במעבדה לביוטכנולוגיה סביבתית באוניברסיטת בן-גוריון בנגב נמצאת בתהליך הכרה כפטנט דרך חברת,BGN Technologies חברת המסחור של אוניברסיטת בן-גוריון בנגב. ד"ר גלית מזוז-פרלמוטר, סמנכ"לית מחלקת הפיתוח העסקי בחברת BGN Technologies: " הטכנולוגיה הזו מחברת בין מצוינות מדעית לבין צורך סביבתי דחוף, ויש לה פוטנציאל להפוך לפתרון מסחרי בעל השפעה משמעותית עבור תעשיות האנרגיה, הספנות והשיקום הסביבתי ברחבי העולם. חדשנות אמיתית נוצרת כשהמדע מצליח לפתור בעיה עולמית באופן שניתן גם ליישם בקנה מידה רחב."
קבוצת המחקר כללה את: ד"ר דנית ליסה קרסגי בירון, ד״ר חנה ברק, ד״ר ברק הלפרן, ד״ר אסתי קרמרסקי-וינטר, לי שלי, נועה עזרי, פרופ' שמואל חיון, פרופ' אלכס סיון ז״ל ופרופ' אריאל קושמרו, כולם מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב.
מחקר זה נתמך ע"י קרן אברהם וסטלה גולדשטיין-גורן, הקתדרה ע"ש ג'ון א. אונגר לביוטכנולוגיה, והמשרד לשיתוף פעולה אזורי (מס' מענק 17220).
