איכות מים
המונח איכות מים מתייחס למאפיינים הפיזיקליים, הכימיים והביולוגים של מקור מים, ביחס לדרישות הספציפיות לשימוש במים.[1] מים באיכות מעולה נדרשים לייצור ושימוש בתרופות, לתעשייה הביוטכנולוגית ולפרוצדורות רפואיות. מים באיכות טובה משמשים לשתייה ובישול. מים באיכות נמוכה נדרשים לחקלאות ולתעשייה. דרגת האיכות תלויה במקור המים ומחייבת טיפול המספק את צורכי השימוש.
רמות איכות
מים בשימוש אנושי
- מים מזוקקים: מופקים מהרתחה של מים למצב צבירה גזית ועיבוי מחדש. מים אלה, אם אינם חשופים לגזים או אוויר מכילים H2O בלבד. מים שאין בהם מלחים מומסים אינם מוליכים חשמל ובעלי תכונות כימיות ייחודיות, עקב נטייתם לספוח ולהמס חומרים, ולכן נוהגים להחזיקם בכלי זכוכית אטומים והם משמשים בתעשייה הכימית והרפואית בלבד.
- מים מותפלים: מים שעברו טיהור באמצעות עמודות ספיחה וממברנות בתהליך הקרא אוסמוזה הפוכה. כיום מתפילים מים מליחים או מי-ים עד לרמה המתאימה לשתייה. הממברנות מסלקות את המתכות, החומר האורגני והמומסים לרמה גבוהה של טיהור. להספקת מי שתייה מוסיפים לעיתים מלחים חיוניים שחסרונם עשוי לפגוע בבריאות, כמו יוד, חנקן, פלואור. כדי למנוע זיהום בקטריאלי מוסיפים לפעמים כלור בריכוז נמוך.
- מים מינרליים: כינוי למים שהופקו ממקור טבעי כמו מעיינות. לפעמים מכילים דו־תחמוצת פחמן (CO2). נחשבים למים מעולים לשתייה ללא טיפול נוסף.
- מים טבעיים נקיים: שם כולל למים המסופקים על-ידי מערכות המים עירוניות וראויים לשתייה ללא תוספות. בעיקר מי מעיינות או הפשרת שלגים.
- מים מושבים: מי קולחים מטוהרים שעברו טיפול רב שלבי המאפשר שימוש חוזר לחקלאות ותעשייה בלבד. מערכת טיהור של קולחים, מורכבת ממערכות ביולוגיות לחימצון אורגני, סינון וטיהור ביולוגי בבריכות או באמצעות צמחים הקולטים מינרלים.[2] מים אלה בדרך כלל לא משמשים לשתייה.
- מי גשמים: מי גשם שנאספים מייד לאחר הגשם מבלי שסחפו חומרים מהסביבה, וראויים לשתייה.
קולחים
קולחים ממקור אנושי: מי שופכים שעברו שימוש מועברים דרך מערכות הביוב לטיפול והשבה. הזרמת קולחים לא מטופלים לסביבה, בעיקר לנחלים עדיין מקובלת במדינות רבות, בישראל וברשות הפלסטינית באזורים כפריים ומהווים גורם עיקרי לפגיעה באיכות הסביבה והמים.
קולחים ממקור תעשייתיים: מחויבים לעבור טיהור כימי ולעיתים לטיפול מיוחד במכוני טיהור. איגום שפכים כאלה מחייב מעצרות עמידות לכימיקלים.[3]
קולחים רדיואקטיבים: מים רדיואקטיביים יכולים להיפלט מכורים גרעיניים וגם מחומרים רדיואקטיביים המשמשים ברפואה ובתעשייה.[4]
גורמים הקובעים את איכות המים
איכות מקור המים
מקור המים קובע את טיב המים כפי שהם במקומם הטבעי: לכן גם את תהליך ההתאמה של המים לייעודם. מי הפשרת קרחונים נחשבים למים טבעיים באיכות גבוהה, מי מעיינות משתנים לפי סוג הקרקע, המבנה הגאולוגי והסביבה הטבעית במקור הנביעה. מי תהום הנשאבים מעומקים שונים דומים למי מעיינות באיכותם, אבל מושפעים מזיהום המחלחל לאקוויפר כתוצאה מפעילות אנושית בסביבתם. מי נהרות כיום נחשבים ברובם למזוהמים – כלומר באיכות יחסית נמוכה.[5]
גורמים פיזיקליים
טמפרטורה: משפיעה על כושר ההמסה של המים, ועל הפעילות הביולוגית (חיידקים, אצות, בעלי חיים) במקור המים.
עכירות (Turbidity): כמות החלקיקים המרחפים במים (כולל מיקרואורגניזמים, חרסית, סחף וחומר אורגני בלתי מסיס. העכירות בדרך כלל שוקעת כאשר המים עומדים ללא הרחפה. במצב זה מקור העכירות יכול להיות נוכחות מיקרואורגניזמים או קולואידים. העכירות קובעת רק את צפיפות וגודל החלקיקים, ולא מבחינה בסוגי התרחיף.[6]
צבע: מעיד על נוכחות חומרים מומסים או חלקיקים מרחפים צבעוניים בריכוז גבוה. מים טהורים הם חסרי צבע ובחדירות גבוהה לאור ושקיפות מלאה. בצנרת ממתכת נצבעים המים בצבע חלודה. שמנים יוצרים שכבה צפה על פני המים ולעיתים לא ניתן להבחין בהם בבדיקת עכירות או צבע.
גורמים כימיים
טעם וריח: חוש הטעם והריח של האדם לעיתים מספיק רגיש להבחנה בין מים המכילים חומר אורגני מתפרק, חומרים מסיסים או תוצרים של תעשייה מזהמת, לכן ניתן להשתמש בהם כמאבחן ראשוני לאיכות המים. במרבית המדינות מים המיועדים לשימוש האדם מנוטרים ברציפות במעבדות לנוכחות מיקרואורגניזמים וחומרים רעילים וטוקסיים. במערכות עירוניות מוסיפים לעיתים כלור למניעת זיהום בקטריאלי ולכן יש לפעמים ריח וטעם אופייני.
חומציות (Ph): הוא מדד לריכוז יוני המימן בתמיסה. במים מזוקקים המדד Ph הוא 7 (כלומר 1/10,000,000 מולקולות של מים משחררות יוני מימן).[7]
איכות המים במתבטאת ביחס למים טהורים: חומצי<Ph7< בסיסי. ה־Ph מושפע מחומרים מסיסים בעלי תגובה חומצית או בסיסית, מתהליכים אורגניים ומריכוז החמצן. בגלל נוכחות CO2 באוויר המים לעיתים נוטים להיות מעט חומציים (Ph6.8). מים מעשירים בחמצן בדרך כלל מעט בסיסיים (Ph7-8).
ריכוז מומסים במים (TDS Total Dissolves Solids): סך כל החומרים המומסים והמוצקים במים. ערך כללי לטיב המים שלא נמדד בבדיקת עכירות וצבע. (אנ')
תקן ישראלי למערכות מים מגדיר ערכים של 200–1,500 מק"ג (מיקרוגרם) לליטר כסבירים. מסמך של ארגון הבריאות העולמי משנת 1996 קבע את הציונים הבאים לערכי סך מוצקים מומסים של מים, בעקבות מבחני טעימה: מצוין – עד 300 מק"ג לליטר. טוב – בין 300–600 מק"ג לליטר. ריכוזי מתכות וחומרים רעילים נמדדים בחלקי מיליון (PPM).
ריכוז חמצן (Dissolved Oxigen): כמות החמצן המסיס במים. ריכוז חמצן גבוה מעיד בדרך כלל על מים זורמים ללא חומר אורגני מתפרק הסופגים כמות גבוהה של חמצן מהאוויר. מדד חשוב לקיום בעלי חיים כמו דגים. כ-6 מ"ל של חמצן נמסים בכל ליטר מים, כלומר ריכוז החמצן במים קטן פי 30 מריכוזו באוויר. החמצן מגיע למים מהאוויר על ידי המסה, וכן כתוצר הפוטוסינתזה המתרחשת באצות ובצמחים הגדלים במים. תהליך ההתרכבות של חומר אורגני עם חמצן נקרא חמצון וכתוצר שלו משתחרר פחמן דו-חמצני (בחמצון בתנאים של מחסור בחמצן נוצר פחמן חד-חמצני וגם לשחרור גז אתילן ותחמוצת חנקן.[8]
מחסור בחמצן ביוכימי (BOD – Biochmical Oxigen Demand): תהליכים של רקבון, הצטברות חומר אורגני או עודף אצות ומיקרואורגניזמים גורמים להצטברות חומר אורגני שלא התחמצן ונוצר מצב של חוסר חמצן מסיס ותנאים אנאירוביים. זהו מדד חשוב במיוחד להערכה של איכות מים בעיקר במקווי מים שאינם זורמים ומעיד על פעילות מיקרוביאלית מוגברת של חיידקים אנאירוביים. לעיתים מאגרי מים עומדים, נהרות ונחלים שהזדהמו בפסולת אורגנית מפתחים BOD גבוה שלא מאפשר שימוש במים לצרכים אנושיים.[9]
נוכחות חומרים אורגנים נדיפים (VOC – Volatile Organic Compounds): תוצרים של תעשייה כימית, דלק פחמימני, חומרי הדברה וחומרי ניקוי, כהלים, חומרי בנייה נדיפים וכדומה. בדרך כלל ניתן להבחין בריח, אבל בדיקה כימית כמותית הכרחית לקביעת רמת המסוכנות ואיכות המים.[10]
כימיקלים אנאורגניים: כוללים מלחים, כמו פוספטים, ניטרטים, סידן, מגנזיום, נתרן, כלור, גופרית ועוד שהם בדרך כלל כשאריות של חומרי דישון וגם מתכות כבדות כמו כספית עופרת וקדמיום – שהם רעילים במיוחד לחי במים ולאדם.
חומרים רדיואקטיביים ורעלים: עם השימוש בחומרים רדיואקטיביים בתעשייה, בכורים להפקת אנרגיה, לרפואה וייצור נשק, מבחינים בעליה בריכוזים של שאריות רדיואקטיביות בסביבה ובמים. רעלנים (טוקסינים) הקטלניים לאדם ובעלי חיים גם בריכוזים נמוכים מאוד. תעשיות כימיות ופעילות וולקנית וטקטונית במעיינות חמים, ימים ואגמים המייצרים גזים רעילים. בחינה מתמידה של הרדיואקטיביות במי שתייה בעיקר באזורים תעשייתיים ובקרבת כורים גרעיניים ומעקב שוטף לגילוי טוקסינים הם מרכיב הכרחי לבדיקת איכות במערכות מים מודרניות.[11]
גורמים ביולוגיים
מיקרואורגניזמים פתוגניים
חיידקים: (סלמונלה, שיגלה, כולרה, קוליפורמים), וירוסים (פוליו, צהבת, וירוסים פתוגניים שונים) גורמים למחלות ואף למגפות קטלניות כאשר המים מזוהמים ואינם מטופלים.[12]
פרוטוזואה: אמבות ורב תאיים כמו עלוקות, תולעים ממינים שונים הנמצאים בדרך כלל במים עומדים ובשולי נהרות באסיה ואפריקה.[13][14]
אצות, צמחים ובעלי חיים
אצות וצמחים: מלבד היותן מזהם כצמח, ישנן אצות רעילות המייצרות טוקסינים המסוכנים לבעלי חיים. צמחים הגדלים במים או בשולי מקור המים מפיצים לעיתים חומרים טוקסיים בפירות או בעלים ומהווים מקור למיקרואורגניזמים.[15]
בעלי חיים: במים ובסביבת המים מזהמים את המים בהפרשות ובתנועה המעלה משקע של חלקיקים מזהמים.
מקורות זיהום המשפיעים על איכות המים
מקורות זיהום טבעיים
סביבת מקור המים הטבעיים משפיעה על איכות המים. שינויים באקלים, סופות גשמים הגורמות להצפות או התייבשות מקורות המים והפסקה בזרימה חופשית, סחף, משקעי אבק בסופות חול, זיהום מקורות המים על-ידי בעלי חיים וגם שיוניים בקרקע, סופות ברקים, שריפות בסביבת מקור המים, שינויים טופוגרפים ופעילות געשיות (וולקניות) משחררים מזהמים לסביבה ולמים. שחרור גזים רעילים למקווה מים[16] גרם להרעלה ואף לתמותת בקר וחיות בר ששתו מהאגם. כל אלה משפיעים על המדדים הקובעים את איכות המים.
השפעת פעילות האדם על איכות המים
שפכים ביתיים: חיי היום-יום ביישוב אנושי מספקים פסולת אורגנית המועברת למקורות המים, אם על-ידי הזרמה חופשית ובלתי מבוקרת, או חדירה למי התהום וזיהום מקורות המים.
שפכים תעשייתיים: מקור לזיהום עיקרי במדינות המפותחות היא התעשייה המודרנית המשתמשת במים בתהליכי הייצור ומחזירה לסביבה מים שזוהמו בתהליך. שפכים אלה מוזרמים לפעמים ישירות לנהרות שבקרבתם.[17]בעשורים האחרונים מתמקדת פעילות ההשבה של מים באיגום וטיפול בשופכים התעשייתיים אבל חומרים אורגניים, מתכות כבדות וגם חומרים רדיואקטיביים עדיין מגיעים בעיקר לנהרות החוצים את אירופה, אפריקה וארצות הברית.
נגר עירוני וחקלאי: הבניה, סלילת הכבישים ועיבוד שטחים חקלאיים, מקטינים את ספיגת מי הגשמים והפשרת שלגים, ונוצרת זרימה עילית (נגר) של מים הגורפים סחף ושאריות של חומרי ריסוס בשדות, חומרי ניקוי, שמנים ודלק הניגר מכבישים ורחובות בריכוזי אוכלוסין וערים. נגר זה ברוב המקרים איננו מטופל אם מערכות הניקוז לא אוספות אותו למכוני הטיהור. אם שינויי האקלים והתפשטות שיטפונות הנגר העילי מוגבר ומסכן מקורות מי שתייה.
שיט ותעבורה: זיהום של פליטת שמנים, דלק לסוגיו וגם יצירת מערבולות הגורמות לרחף של משקעים בימים ונהרות, כתוצאה מפעילות ספינות, רכב ממונע בכבישים וברחובות ובמתקנים כמו תחנות דלק, חניונים וכפקקי תנועה, יוצרים זיהום במים ובאדמה. הזיהום שלא נסחף כנגר, מצטבר באדמה ושוקע למקורות מי תהום.[18]
פסולת מכרות וחציבה: כריית פחם, עפרות מתכות, חציבת חומרי בנייה, הפקת נפט וגז טבעי – יוצרים מרכזי זיהום הזורם לנהרות וימים. כתוצאה מהרעלה של דגים ובעלי חיים נוצר מצב של נהרות שלא ניתן להשתמש בהם לשימוש אנושי.
פסולת מוצקה ושאריות תוצרי תעשיית הפלסטיק: מקור זיהום חשוב המשפיע על איכות המים באגמים, בימים וגם ביבשה הם שאריות פולימרים כפסולת שאיננה מתפרקת, מצטברת בכמויות גדולות ברחבי העולם ובדרך כלל מתפוררת לחלקיקים קטנים (מיקרופלסטיק) הפוגעים בעיקר בבעלי החיים בים ובנהרות וגם חודרים את המסננים של מערכות הטיפול במים וגורמים למחלות ואף מעלים את שכיחות התמותה. על אף המאמצים למנוע הצטברות על-ידי איסוף ושריפה או הטמנה, כיום אין מענה מספיק למניעת זיהום זה.
גשם חומצי: נוצר כתוצאה של הצטברות תחמוצות פחמן חנקן וגופרית הנפלטים לאטמוספירה בעיקר מפליטת ארובות תחנות כוח, מכוניות ומטוסים. מלבד ההשפעה הכללית על איכות האוויר, מומסים תחמוצות אלה במים שבעננים, מומסים ויצרים חומצות, עננים אלה מורידים גשמים המכילים חומצות שמשפיעות על הסביבה – צמחייה טבעית, חקלאות ומגורי האדם. כך למשל גשם חומצי יורד בקנדה לאחר שעוברים העננים מעל מרכזי תעשייה, ריכוז רכב ותעבורת מטוסים בצפון ארצות הברית הפולטים גזים ומרעילים את המים המתעבים בעננים.
קביעת תקנים לאיכות מים לפי ייעודם
הנחיות ארגון הבריאות העולמי (WHO) למי שתייה
- שם המסמך: Guidelines for Drinking-water Quality
- מקור: World Health Organization (WHO)
- קישור: ניתן למצוא את המהדורה האחרונה ואת התוספות שלה באתר של ארגון הבריאות העולמי:[19]
תקנות וסטנדרטים של הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית (EPA) למי שתייה
- שם המסמך: National Primary Drinking Water Regulations
- מקור: U.S. Environmental Protection Agency (EPA)
- קישור: מידע מפורט על התקנות והסטנדרטים השונים ניתן למצוא באתר של ה-EPA[19]
תקנות איכות מי שתייה בישראל (משרד הבריאות)
- שם המסמך: תקנות בריאות העם (איכות מי שתייה ומתקני מי שתיה), התשע"ג-2013
- מקור: משרד הבריאות, מדינת ישראל
תוכן ההנחיות
ההנחיות קובעות את השיטות לדגימה, לבדיקה ולטיפול במים כאשר מצוין ריכוז מקסימלי של מיקרואורגניזמים לסוגיהם (סוגי חיידקים ווירוסים), של מתכות, חומרים מומסים לסוגיהם, גזים רעילים ותרחיף. הגורם המנחה העולמי הוא תקן WHO.
קישורים חיצוניים
הערות שוליים
- ↑ איכות מי השתיה, באתר המים שלי – משרד הבריאות
- ↑ אחו לח, באתר מסע אחר, 13 בספטמבר 2006
- ↑ שפכים תעשייתיים, באתר infospot, 1 ביוני 2024
- ↑ [1]
- ↑ רמי בלנק, איכות המים, באתר הספרייה הווירטואלית של מט"ח
- ↑ מהי עכירות?, באתר Treitel Online, 22 בפברואר 2021
- ↑ ד"ר ארז גרטי, סולם pH, באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 11 באוקטובר 2011
- ↑ ינון בר-און, לאן נעלם החמצן שבמים?, במדור "חדשות מדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 10 במרץ 2020
- ↑ Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Water | U.S. Geological Survey, USGS, 22 באוקטובר 2019 (באנגלית)
- ↑ מה הם תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs)?, באתר MRC Lab
- ↑ חומרים רדיאקטיביים, באתר טיפה טק, 20 בינואר 2020
- ↑ שירה מאירי, כל הנחלים הולכים אל הים – והים מלא (חיידקים), באתר זווית | סוכנות ידיעות למדע ולסביבה, 30 ביוני 2023
- ↑ סכנת טפילי מעיים במי השתייה, באתר טיפה טק, 5 באפריל 2020
- ↑ ד"ר איתי גל, אטילה שומפלבי, חשד לטפיל במי הכנרת: מהם התסמינים ועד כמה הוא מסוכן?, באתר ynet, 10 בנובמבר 2022
- ↑ נגה סטמבלר, עדי לוי, גד וייס, גידי לוי, דן-רובין מילר, טל קדוש, תומר בורובסקי, אלה אלסטר, פריחות של מיקרו-אצות וחיידקים כחולים בסביבה המימית והסיכונים מהן, אקולוגיה וסביבה 9, 30 באפריל, 2018
- ↑ אור אליאסון, הגזים הנפלטים מים סוף, במדור "חדשות מדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 8 באפריל 2020
- ↑ אריאל כהן, ניסים קשת, יוסי הראל, התפשטות זיהום מאזור התעשייה רמת חובב בנחלי הסביבה – הערכת מצב על בסיס ממצאי הניטור בשנים 1998–2011, אקולוגיה וסביבה 3, 26 בפברואר, 2012
- ↑ ירון דרוקמן, המבקר מתריע: מי התהום נתונים בסכנת זיהום והמלחה הולכת וגדלה, באתר ynet, 19 באוקטובר 2021
- ^ 19.0 19.1 OW US EPA, Drinking Water Requirements for States and Public Water Systems, www.epa.gov, 2015-07-31 (באנגלית)
איכות מים40954921Q625376