גוריון בנגב -אוניברסיטת בןהפקולטה למדעי ההנדסה

המחלקה להנדסה גרעינית

ידי קרינת גמא ואלקטרונים -טהור בוצה על

דוח סופי מוגש לנציבות המים

מגידוביץ שלומית : מאת

גד שני ' פרופ

2006אוגוסט ו"אב תשס

גוריון בנגב-אוניברסיטת בן

הפקולטה למדעי ההנדסה

המחלקה להנדסה גרעינית

ידי קרינת גמא ואלקטרונים -טהור בוצה על

מוגש לנציבות המים –דוח סופי

מגידוביץ שלומית : מאת

גד שני ' פרופ: מנחה

ו "אב תשס

תקציר

בוצה בספיקת , ש דן הוא אחד האזורים הגדולים ביותר של שפיכת בוצה לים התיכוןכיום אזור גו

פי תיקון אמנת -על. 1-1.5%יום ובריכוז מוצקים של /ק"מ 14,040עודף הנמדדת בממוצע שנתי של

חוק מניעת זיהום הים ממקורות יבשתיים אוסר על הזרמת פסולת או , 1995ברצלונה משנת

ההזרמה צריכה להיפסק ופתרון יבשתי הולם לטיפול הבוצה צריך , פיכךל. שפכים ממקור יבשתי

. להימצא

הפתרון צריך להיות כזה שיהיה ניתן לטפל ולחטא את הבוצה כך שיהיה ניתן לנצלה כמשאב

. וליישמה בחקלאות

בעיקר קוליפורמים המעידים על חשד לנוכחות פתוגנים , הבוצה מכילה מגוון של אורגניזמים

. חומרים אורגנים שונים ומפיצה צחנה, הבוצה מכילה מתכות כבדות הרעילות לבני האדם. במים

. חייבים להיות מורחקים לפני ששימוש כלשהו יעשה בבוצה כך שהיא תעמוד בתקן הנדרש, אלה

, U.V, אוזון, שריפה, קבורה סניטרית: מהן, חיטוי הבוצה/קיימות כמה שיטות לטיפול

חסרונן של שיטות אלו בכך שהן אינן כלכליות . ייבוש בחום ופסטור, טיפול בסיד, קומפוסטציה

, שיטה פשוטה, הוצעה שיטה שמבחינה כלכלית כדאית יותר, לכן. ולעתים יוצרות מטרד נוסף

. ידי הקרנה-טיהור הבוצה על

ידי קרינת גמה -האחד על: ידי שני סוגי קרינה-הניסויים שבוצעו היו על, בעבודה זו לטהור הבוצה

ידי קרן -והשני על, ואן במרכז הגרעיני בשורק-שסופק מחברת שור בעזרת מקור

. אלקטרונים ממאיץ אלקטרונים הנמצא במפעל הפלסטיק בשער הגולן

0.2Mrad, 0.4Mrad, 0.8Mrad, 1.6Mrad, 2.5Mrad: מנות הקרינה שבהן הוקרנה הבוצה היו

(1Mrad=10kJ/kg) .דגימות הבוצה שהוקרנו ודגימות הבוצה שלא הוקרנו , לאחר הקרנתן

. נבדקו, ששימשו כבסיס השוואתי להשפעת הקרינה על הבוצה

מספר , ספירה כללית של חיידקים לגרם חומר: הפרמטרים שנבחנו לפני ואחרי ההקרנה הם

צריכת החמצן , מספר חיידקי קולי צואתי לגרם חומר, לגרם חומר( קוליפורמים)ולי חיידקי ק

, תכולת המתכות הכבדות בבוצה, פירוק חומרים אורגניים, צריכת החמצן הכימית, הביולוגית

השפעת הקרינה על שקיעת , ריח, הערכת כמות הנגיפים, (pH)ערך ההגבה , תכולת מתכות קלות

ימוש הבוצה המוקרנת להשקיה ודישון שטחים חקלאים בעזרת החומר המוצק בבוצה וש

. טפטפות

ידי הקרנה יכולה להוות שיטה טובה -התוצאות שנצפו הראו כי אכן שיטת טיהור על

עבור בוצה שלא הוקרנה מספר חיידקי הקוליפורמים היו . ואלטרנטיבית לשיטות טיהור אחרות

10בסדר גודל של 4-10

ליפורמים לא שרדו ומספרם היה מתחת לרמה הקו, בכל מנות הקרינה. 8

-ו 1.6Mradמנות קרינה ברמות של , עבור ספירת החיידקים הכללית. הניתנת לגילוי במעבדה

2.5Mrad מנות קרינה , עם זאת. הורידו את מספר המושבות מתחת לסף הגילוי של המעבדה

ם אך גרמו לירידה אמנם לא חיסלו את החיידקי 0.2Mrad-ו 0.8Mrad, 0.4Mradברמות של

10בפקטור של 3-10

. ומספר החיידקים השורדים הגיע לעשרות עד מאות בודדות 4

מידת שרידות הקוליפורמים הראתה כי הקוליפורמים חוסלו וכי גם לאחר זמן המתנה של כמה

ידי מדידת צריכת החמצן -אפיון החומר האורגני נעשה על. שבועות לא נצפה גידול במספרם

. לעומת צריכת החמצן הכימית שהראתה שינוי קטן 70%אשר הראתה ירידה של הביולוגית

קרינה משפיעה על החומר האורגני בכך שהוא מפרק את המולקולות למולקולות קטנות בסיסיות

ואכן חלק מהחומרים האורגנים הראו ירידה משמעותית בריכוזם לאחר קרינת הבוצה ברמה של

0.8Mrad .ממצא חשוב מאחר ומצב , וספת על יעילות שקיעת המוצקיםהקרינה הראתה השפעה נ

. השפעה נראתה על מספר הנגיפים והריח בבוצה. נוזל-זה נותן הפרדה טובה יותר של מוצק

. בוצע ניסוי הזרמת הבוצה במערכת טפטפות, לשאלת יישומיות המחקר, לבסוף

קן טיהור טכנולוגי אשר ביצוע מחקר יסודי על טיהור הבוצה כבסיס לתכנון מת, המטרה הייתה

. יספק בוצה מטוהרת לחקלאות

הבעת תודה

. הסיוע והתמיכה בעבודה זו, ההנחייה המקצועית, גד שני על הקדשת הזמן' תודה מקרב לב לפרופ

. תודה מיוחדת לנציבות המים בישראל על מימון מחקר זה

חברת , ן"השפד: קר זהברצוני להביע את הערכתי לגופים הבאים שתרמו רבות לפרי מח, בנוסף

מעבדת , קיבוץ שער הגולן -גולן מוצרי פלסטיק, המרכז למחקר גרעיני שורק -מ"ואן בע-שור

ר יהודה זעירי על מדידות "ד, תל השומר -המעבדה לנגיפים, מעבדת שירות שדה גילת , אמינולאב

. נטפים -מר דניאל ספרן ומר דובי סגל ומר סבסטיאן שיפריס, הכרומוטוגרפיה

על כך שתמיד , אחי שהביעו התעניינות לאורך כל הדרך-מעומק ליבי להורי וחנן, תודה מיוחדת

. תומכים ואוהבים, עוזרים, נמצאים לצדי

. התמיכה והעידוד, בן זוגי וחברי הטוב על הסובלנות, תודה לך יואב

תוכן עיניינים

1................................................................................................... סקר ספרות. 1

1.........................................................................................................הקדמה . 1.1

1................................................................................אמנת ברצלונה . 1.1.1

2-8..................................................................................? מהי, בוצה. 1.1.2

9.............................................................................טיפול בוצה /שיטות לסילוק. 1.2

9-10.............................................................הטמנה -קבורה סניטרית. 1.2.1

10-11............................................................................מתקן שריפה . 1.2.2

11............................................................................................אוזון . 1.2.3

1.2.4 .U.V ............................................................................................11

12-13...........................................................................קומפוסטציה . 1.2.5

13...................................................................................טיפול בסיד . 1.2.6

14...................................................................................ייבוש בחום . 1.2.7

14..........................................................................................פסטור . 1.2.8

15............................................................................................הטיפול בקרינה . 1.3

15-20................................................................רקע תיאורטי -קרינה. 1.3.1

21-23..................................................................הקרינה והשפעותיה . 1.3.2

24...................................................................בוצה והסביבה , קרינה. 1.3.3

25..........................................................................הקרנה ידי-טיהור הבוצה על. 1.4

25-27..........................................................................סקירה כללית . 1.4.1

27-28.................................................השימוש בקרינה לטיהור שפכים . 1.4.2

28-30..........................................................................הקרנת הבוצה . 1.4.3

31............................................................................................ מטרות המחקר. 2

32......................................................................................... שיטות ניסיוניות. 3

32.........................................................................................................הבוצה . 3.1

32..............................................................................................מתקני הקרנה . 3.2

33-34......................................מ "ואן הקרנות בע-מתקן ההקרנה בשור. 3.2.1

35-36.................................................מאיץ האלקטרונים בשער הגולן . 3.2.2

37.................................................................................שנעשו בבוצה הבדיקות . 3.3

37-38..............................................................חיידקים ספירה כללית . 3.3.1

38-39.............................................................................קוליפורמים . 3.3.2

39....................................................................קוליפורמים צואתיים . 3.3.3

3.3.4 .BOD ......................................................................................39-40

3.3.5 .COD ...........................................................................................40

41...............................................................סריקת חומרים אורגניים . 3.3.6

41-42.........................................................................סריקת מתכות . 3.3.7

pH ..............................................................................42 -ערך הגבה. 3.3.8

43....................................................................הערכת מספר הנגיפים . 3.3.9

43............................................................................................ריח . 3.3.10

43-46.................................................................................................טפטפות . 3.4

47........................................................................................................ תוצאות. 4

47-53...........................................................................בדיקות מיקרוביולוגיות . 4.1

54-61.......................................................................................בדיקות כימיות . 4.2

62.........................................................................................................נגיפים . 4.3

63-64.................................................................................בדיקות פיזיקאליות . 4.4

65-71.....................................................................................שימוש בטפטפות . 6.5

72-76.......................................................................................... דיון ומסקנות. 5

77-85................................................................................................. מראי מקום

רשימת איורים

9......................................................................... 2005יעדי סילוק בוצה בישראל . 1.2.1איור

16........................................................ אטי של דעיכת מקור תאור סכמ. 1.3.1.1.1איור

18.........................................................................התפלגות מנת קרינה במים. 1.3.1.2.1איור

19............................תאור סכמאטי של פילוג הדוזה כפונקציה של עובי החומר . 1.3.1.2.2איור

22.................ידי קרינה -א על"תאור סכמאטי של שבירת הקשרים הכפולים בדנ. 1.3.2.1.1איור

34..................................................ואן -בשורתאור סכמאטי של מתקן ההקרנה . 3.2.1.1איור

36...........................................................מאיץ האלקטרונים בקיבוץ שער הגולן . 3.2.2.1איור

ונוסתה במערכת הטפטפות 0.8Mradן אשר הוקרנה במנת קרינה "בוצת השפד. 3.4.1איור

44.........................................................................................................בנטפים

45.........................................................................תיאור מערכת ניסוי הטפטפות . 3.4.2איור

0.8Mradבבוצה שהוקרנה במנת קרינה BOD,CODידי –ן החומר האורגני על אפיו. 4.2.1איור

1.6Mrad ...................................................................................................54-ו

58..........................קרנה שעות לאחר הה 24התנהגות שקיעת המוצקים כפי שנצפה . 4.2.2איור

59..............................התנהגות שקיעת מוצקים כפי שנצפה יומיים לאחר ההקרנה . 4.2.3איור

60............................ימים לאחר ההקרנה 5התנהגות שקיעת מוצקים כפי שנצפתה . 4.2.4איור

63...............................................ימת בוצה שלא הוקרנה מספר מולקולות הגז בדג. 4.4.1איור

0.8Mrad .....................64מספר מולקולות הגז בדגימת הבוצה שהוקרנה במנה של . 4.4.2איור

שעה /ליטר 1אחוז ספיקות הטפטפות המשתנה בזמן עבור טפטפות בעלות ספיקה של . 4.5.1איור

.....................................................................................................................67

68.....שעה /ליטר 1אחוז טפטפות שנסתמו עם הזמן עבור טפטפות בעלות ספיקה של . 4.5.2איור

24-ו 8, 4עבור טפטפות בעלות ספיקה של אחוז ספיקות הטפטפות המשתנה בזמן . 4.5.3איור

69.....................................................................................................שעה /ליטר

24-ו 8, 4אחוז אחוז הטפטפות שנסתמו עם הזמן עבור טפטפות בעלות ספיקה של . 4.5.4איור

70.....................................................................................................שעה /ליטר

רשימת טבלאות

47.......................הקרנת הבוצה בקרינת גמא והשפעתה על שרידות הקוליפורמים . 4.1.1טבלה

48.............בוצה בקרינת אלקטרונים והשפעתה על שרידות הקוליפורמים הקרנת ה. 4.1.2טבלה

49.......הקרנת הבוצה בקרינת גמא והשפעתה על שרידות הקוליפורמים הצואתיים . 4.1.3טבלה

50............................הקרנת הבוצה בקרינת גמא והשפעתה על שרידות החיידקים . 4.1.4טבלה

51.................הקרנת הבוצה בקרינת אלקטרונים והשפעתה על שרידות החיידקים .4.1.5טבלה

52........................................................................שרידות חיידקי הקוליפורמים . 4.1.6טבלה

הקוליפורמים הקרנת בוצה ראשונית מאשדוד בקרינת גמא והשפעתה על שרידות. 4.1.7טבלה

53....................................................................................................הצואתיים

53....הקרנת בוצה ראשונית מאשדוד בקרינת גמא והשפעתה על שרידות החיידקים . 4.1.8טבלה

מטר 60קולונה , 0.8Mradרגנים בבוצה שהוקרנה במנה של סריקת חומרים או. 4.2.1טבלה

...................................................................................................................56

מטר 30לונה קו, 0.8Mradסריקת חומרים אורגנים בבוצה שהוקרנה במנה של . 4.2.2טבלה

....................................................................................................................56

57.........................................השוואת ערך הגבה עבור בוצה מוקרנת ולא מוקרנת . 4.2.3טבלה

0.8Mrad .......61סריקת המתכות בבוצה שלא הוקרנה ובבוצה שהוקרנה במנה של . 4.2.4 טבלה

62...............................................כמות מספר הנגיפים לפני ואחרי הקרנת הבוצה . 4.3.1טבלה

66............................תוצאות בוצה מקדימות עבור בדיקת מעבר הבוצה בטפטפות . 4.5.1טבלה

מילות מפתח

, צריכת חמצן ביולוגית, חומרים אורגנים, פתוגנים, קרינת אלקטרונים, קרינת גמא, טיהור, בוצה

. טפטפות, (pH)ערך הגבה , מתכות, צריכת חמצן כימית

סקר ספרות. 1

הקדמה. 1.1

-מליון תושבים בשטח עירוני ותעשייתי של כ 1.5כיום משרת ( ן"שפד)מפעל טיהור שפכי גוש דן

פתח , בני ברק, גבעתיים, רמת גן, יפו-תל אביב: ר הכולל את הערים החברות באיגוד"קמ 220

גבעת , רמת אפעל, נס ציונה, ראש העין, קרית אונו, רחובות, ראשון לציון, בת ים, חולון, תקווה

-ן מערים אלו היא כ"מות השפכים המגיעה כיום לשפדכ. כפר אזר וכפר קסם, גני תקווה, שמואל

. ק שפכים לשנה המהווים כשליש מכמות השפכים הנוצרת בישראל"מיליון מ 127

הבוצה העודפת נשאבת . ן מוזרמת לים ומהווה פוטנציאל למפגע סביבתי ימי"כיום בוצת השפד

ספיקת עודף הבוצה . 1.5%מזרם הבוצה המוחזרת ורובה עוברת הסמכה לריכוז מוצקים של עד

[. 1]יום /ק"מ 14,040המסולקת לים נמדדת בממוצע שנתי של

אוסר הזרמת פסולת או שפכים ממקור יבשתי אלא , חוק מניעת זיהום הים ממקורות יבשתיים

ההזרמה אמורה להיפסק עם מציאת פתרונות . על פי היתר של הוועדה למען היתרים להזרמה לים

[. 2]ה אולי ניתן להפוך את הבוצה למשאב סביבתי בר מחזור יבשתיים לבוצה ובכך יהי

הפתרון שנמצא כיעיל לבוצה היה שימושה לחקלאות כמרכיב מזין , בסין בדומה למדינות רבות

שימוש הבוצה , עם זאת. לקרקע מאחר והבוצה מכילה רכיבים אורגנים וחומרים מזינים לצמח

א מסובך היות שיש צורך לשפר את איכות הבוצה בקרקע במדינה גדולה כמו סין יכול להיות נוש

[. 3]אדם -בכדי להעלות את תנובת היבול ובכדי להימנע מזיהום סביבתי וחשיפה לבני

מציאת פתרון מועדף . המטרה המרכזית בעבודה זו היא לבחון אפשרות חלופית לטיפול בבוצה

ון להפוך את הבוצה ממטרד פתרון זמין וזול בניסי, שלא יהווה מפגע סביבתי או סכנה ממשית

למשאב שימושי בכדי לנצלה כמקור מים נוסף לחקלאות אשר תהווה תרומה משמעותית למשק

. המים הישראלי

אמנת ברצלונה. 1.1.1

(UNEP – United Nations Environmental Program)ם "ביוזמת תוכנית הסביבה של האו

אמנה זו הינה אמנה בדבר הגנת . 1978שנת ונכנסה לתוקף ב 1976נחתמה אמנת ברצלונה בשנת

ונכנסה לתוקף בשנת 1995אמנה זו שונתה בשנת . הסביבה הימית ואזור החוף של הים התיכון

בכדי לקבע את עקרון הזהירות כעקרון מוביל בקביעת המדיניות הסביבתית של המדינות , 2004

אמנה זו .ת אל אזורי החוףתיקונים אלו גם הרחיבו את תחום הפעילות של התוכני, השונות

להפחית , מחייבת את המדינות החתומות לנקוט בכל האמצעים המתאימים על מנת למנוע

. ולהילחם בזיהום הים התיכון וכמו כן להגן ולשפר את הסביבה הימית באזור

בוסניה , יריה'אלג, אלבניה: המדינות בעלות הברית המשותפת בחתימת אמנה זו הינן 22

, איטליה, ישראל, יוון, צרפת, מדינות האיחוד האירופי, מצרים, קפריסין, קרואטיה, והרצגובינה

. טוניס וטורקיה, סוריה, ספרד, סלובניה, סרביה ומונטנגרו, מרוקו, מונקו, מלטה, לוב, לבנון

.(Co-Ordination Unit- MEDU MAP)י יחידת תיאום "יום ע-תוכנית הפעולה מנוהלת ביום

: ו פועלת בשלוש רמותאמנה סביבתית ז

אמנת ברצלונה והפרוטוקולים הנלווים לה מתוכננים להבטיח לגיטימיות –ברמה המשפטית

על מנת להפוך . ממשלתית באשר לאופן ההתנהלות בנושאי המדיניות הסביבתית-משפטית בין

מהמדינות 3/4למסמך משפטי מחייב ברמה הבינלאומית על האמנה להיות מאושררת בלפחות

. ברות בההח

כמו , מעקב והערכה של מצב הסביבה, תוכנית הפעולה שואפת ליצור הבנה מדעית -ברמה המדעית

. בקרב כלל המדינות החברות" שפה מדעית משותפת"כן היא פועלת ליצירת

קיימא בקרב -מטרת התוכנית היא לקדם אסטרטגיות תכנון ברות -אקונומית-ברמה הסוציו

. מגישה אזורית כוללת המדינות החברות וזאת כחלק

אחד . המפרטים את דרכי הפעולה להשגת מטרותיה, אמנה זו מכילה מספר פרוטוקולים

: Land Based Sources (LBS) Protocol –הפרוטוקולים הינו בדבר מקורות יבשתיים

הפרוטוקול מתמקד . פרוטוקול זה מכוון למניעת זיהום ממקורות יבשתיים או מפעולות יבשתיות

וחומרים (Persistent) חומרים יציבים ,( Toxic) רעיליםקת זיהום של חומרים בהפס

[.4,5] המצטברים בשרשרת המזון במישרין משפכים המרוקנים לים או באמצעות סילוק חופי

? מהי, בוצה. 1.1.2

מקור . בוצה הינה חומר אורגני הנוצר כחלק בלתי נפרד מתהליך הטיהור במתקן טיהור שפכים

צה הינו ממוצקים השוקעים באגני הטיפול הראשוני ומהמיקרואורגניזמים שפירקו את הבו

הבוצה היא פסולת ומטרד ותכולת המזהמים בבוצה היא פונקציה של . החומר האורגני שבשפכים

ש והטיפול בבוצה לאחר "סוג המט, (ש"מט)איכות השפכים הנכנסים למכון טיהור השפכים

זרחן , חנקן, הכוללים חומרים אורגנים)רכיבים חיוניים ולא מזיקים הבוצה מכילה [. 6]ייצורה

וחומרים מזהמים המכילים בדרך כלל מתכות ( גפרית ומגנזיום, סידן, ובשיעור נמוך יותר, ואשלגן

חומרים אורגנים מזהמים ופתוגנים כאשר טיפול בבוצה נגזר מהשימוש בבוצה לאחר , כבדות

. הטיפול

: בוצה קיימת הבחנה בין סוגי

תהליך זה מכיל טיפול פיזיקאלי או כימי כדי . בוצה זו נוצרת עקב טיפול ראשוני -בוצה ראשונית

הטיפול (. שמנים ומזהמים שונים, מוצקים: לדוגמה)להסיר חומרים הנמצאים בהשהייה

הכולל הסרת מוצקים מרחפים מהנוזל על ידי , הפיזיקאלי הנפוץ ביותר הינו תהליך השיקוע

המבוסס על הצפה של תרחיף , תהליך פיזיקאלי נוסף הינו ציפה. שיקוע גרביטציוני תהליך

שיקוע פשוט מהווה את השיטה הנפוצה . מוצקים מרחפים בעלי צפיפות קטנה מזו של המים

מהמוצקים המרחפים 50% -שיטה זו מסירה בערך כ. ביותר עקב פשטותה והעלות הנמוכה

. תלוי באופן ותדירות סילוק הבוצה, 5%עד 1.5% -של כ ומייצרת בוצה בעלת ריכוז מוצקים

אשר ניתנים , (יצירת פתיתים)ופלוקואלציה ( הקרשה)התהליכים הכימיים הם קואגולציה

לשימוש להפרדת מוצקים מרחפים כאשר קצב השיקוע הנורמאלי נמוך מידי בכדי לספק הבהרה

. על ידי גרביטציה

תהליכים כימיים אלו יכולים . Al -ו Feרשה כוללים מלחי הוספת הכימיקלים עבור תהליכי ההק

מהמוצקים המרחפים ומפיקים כמות גדולה של בוצה לא רק בעקבות 90% -להשיג הסרה של כ

. אלא בעקבות ייצור בוצה, הגברת הסרת המוצקים

המפרקים את , לרוב חיידקים, בוצה הנוצרת בעקבות ריבוי מיקרואורגניזמים -בוצה שניונית

ומרים האורגנים ומשתמשים בחלק מהם עבור תהליך הסינתזה במשך הטיפול הביולוגי של הח

בדרך כלל בדומה לגדילת חומרים מרחפים , ניתן להשתמש במערכות ביולוגיות שונות. השפכים

לכן הבוצה הנוצרת תיקרא בוצה עודפת ומכילה בעיקר חיידקים עם . או סיפוח גידול ביומסה

. 5% -ל 1%של בין תכולת מוצקים יבשים

. שני סוגי הבוצה שתוארו לעיל יכולות להיות מעורבבים ליצור סוג בוצה חדש -בוצה מעורבת

תהליך נוסף לתהליך הטיפול השניוני המתוכנן , בוצה הנוצרת מטיפול שלישוני -בוצה שלישונית

ע תהליכים חיידקיים באמצעות בצו( לרוב חנקן וזרחן)לטפל בשאריות לא רצויות של נוטריאנטים

בוצה שלישונית מקושרת בדרך כלל להסרת זרחן היכול להיווצר עקב השימוש . או כימיים

תהליכים כימיים המכילים הפרדה כימית המשתמשת . בתהליכים כימיים או טיפול ביולוגי

כימית של זרחן מעלה את כמות הבוצה הנוצרת על ידי /הסרה פיזיקאלית. בתוספת אחרי השיקוע

היכולים לאגור , טיפול ביולוגי מעסיק מיקרואורגניזם מסוים. 30% -פעלי בוצה משופעלת בכמ

בוצה שלישונית יכולה להיקשר . זרחן המצטבר בתוך החיידק מונע את הסרתו עם שאר הבוצה

שפיכה זו מאופיינת . במטרה ליצור שפיכה באיכות גבוהה, לסינון בחול לאחר הטיפול הביולוגי

. המתאימים למטרות מחזור" ממוחזרים מים"לעתים כ

שניונית או מעורבת לאחר קבלת טיפול מסוים , מונח זה מתייחס לבוצה הראשונית -בוצה מיוצבת

הורדת עומס , במכון לטיפול שפכים על מנת לייצב את החומרים האורגנים והורדת הצחנה

מש בכמה טיפולים כדי ניתן להשת. הפתוגנים והורדת המסה בעקבות הריסת החומר האורגני

. ברוב המקרים עיכול אירובי ואנאירובי, להשיג מטרה זו

אינו מוריד את כמות המים הנמצאת בבוצה וגם לא , בדומה לעיכול, ייצוב -בוצה מיובשת מיוצבת

לעתים משתמשים בייבוש , כדי להוריד את כמות המים ולכן את נפח הבוצה. את נפח הבוצה

, 35%עד 18% -תכולת המוצקים של הבוצה המיובשת מגיעה לכ. כההמשולב עם תהליך הסמ

[. 7]תלוי בסוג הבוצה ובשיטת הייבוש שאומצה

אין ספק כי השימוש . בחקלאותבעולם קיימים ידע וניסיון רב בשימוש בוצת שפכים עירונית

וות תוספת הבוצה המכילה חומרים אורגנים יכולה לה, בבוצה יביא תועלת למגזר החקלאי

יישום הבוצה בחקלאות מחייב תיאום ופיקוח ברמה . תרומה רבה להשבחת ושיפור היבולים

קרקע , סביבה, אדם-גבוהה מאחר ושימוש לא נכון בבוצה לאורך זמן עלול לגרום לפגיעה בבני

. חייב להימצא פתרון יעיל המאפשר שימוש בבוצה ללא הסתייגויות, לכן. ובמים

תכולת הבוצה. 1.1.2.1

מאפייני הבוצה תלויים בעומס הזיהום המקורי של המים המטופלים ובמאפיינים הטכניים של

-98מכיל ברוב המקרים , מסוכן -החלק החיוני שאינו, עם זאת. תהליכי הטיפול בשפכים ובבוצה

40-70%בהתחשב בכך ובעובדה כי החלק האורגני היעיל מכיל . מכמות המוצקים הכוללת 99%

ביטוי זה מדגיש . במקום בביטוי בוצה "biosolids"ים רבות משתמשים בביטוי פעמ, מהמוצקים

בעוד שיחד עם זה הוא משקף מידה מסוימת של אופטימיות עם , את יתרון כמות נפח הבוצה

אך בעל חשיבות גדולה , התחשבות בבעיות הפוטנציאליות היכולות להיגרם על ידי הזנחה בכמות

מזהמים אורגנים ופתוגנים אשר מקורם , ם כמו מתכותלחלק הבוצה המתייחס לזיהומי

[. 7]זרימת מי גשמים ושפכי תעשייה , משימושים ושירותים ביתיים

החלק החיוני והלא מסוכן. 1.1.2.1.1

, מגנזיום, גפרית, זרחנים ותרכובות אחרות כמו אשלגן, חנקן, חלק זה מכיל חומרים אורגנים

. נתרן וכדומה

, חלבונים או שומן בבוצת שפכים, אמינו -חומצות, בדומה לפחמימן, גניםתכולת החומרים האור

תכולה זו מגוונת עקב הטיפול והתנאים , (מהחומר היבש 50%-בדרך כלל יותר מ)הינה גבוהה

החומרים האורגנים מביאים תועלת לקרקע בשיפור התכונות הפיסיקליות של . המיושמים בבוצה

שיפור השפעת חוזק הקרקע וירידת , ינרלים והמיםשמירת קיבולת המ, (מבנה)הקרקע

הפחתה בחומר האורגני יכולה להעלות את תכולת . הפוטנציאל לזרימת קרקע וסחיפת מים

המשתחררים באיטיות רבה מדשן , ('מגנזיום וכו, לדוגמה חנקן)הרכיבים בעלי ערך חקלאי

האורגני מהווה מקור אנרגיה החומר , לסיכום. מינראלי ולכן חיוני יותר בטווח הארוך ליבול

. למיקרואורגניזמים החיים בקרקע

או (NH4)החנקן ברוב המקרים ימצא בבוצה בצורתו האורגנית ובשיעור נמוך יותר כאמוניום

ולכן מהווה את הדאגה עבור Nהינו החומר המסיס ביותר של NO3חנקן אנאורגני כמו . ניטראט

חנקן אורגני חיוני עבור גדילת הצמח . בכל סוגי הקרקע תהום עקב הניידות הגבוהה שלו-זיהום מי

. ויעילותו תהיה תלויה בסוג הבוצה

תלוי בסוג , מהזרחנים הכוללים 30-98%הזרחן בבוצה לרוב יהיה בצורתו המינראלית מייצג

. תכולת הזרחן בבוצה אינה יורדת באופן משמעותי במהלך אחסון. הבוצה

, קובלט, בורון)מגנזיום נתרן ואלמנטים מועטים נוספים ,אשלגן, רכיבים אחרים כמו גפרית

עם זאת הם . כל אחד מהם שימושי עבור התפתחות וגדילת הצמח, בעלי ערך חקלאי( סלניום ויוד

[. 7]נמצאים בבוצה במגוון צורות והשפעותיהם תלויות בזמינותם

החומרים המזהמים. 1.1.2.1.2

: תחלקים לשלושה סוגיםהמזהמים המשפיעים על איכות הבוצה מ

רמת סניטציה של . המקור העיקרי לזיהום פתוגנים בבוצת שפכים הינו מצואת אדם -פתוגנים

הפתוגנים הנמצאים בבוצה מתחלקים . האוכלוסייה קשורה ישירות לעומס הפתוגנים בבוצה

ברות ההצט. תולעי טפילים ופרוטוזואה, פטריות ושמרים, ווירוסים, חיידקים: לחמישה סוגים

ידי ספיחה על חומרים מרחפים כמו פתיתי –או על ( ביצים)שלהם בבוצה נעשית באכלוס ישיר

סיכון הקשור לבטיחות המוצר , סיכון בריאות מקצועי: הסכנות העיקריות. בוצה משופעלת

פתוגנים מהווים איום לציבור כאשר הם מועברים ליבולי מזון בקרקע המכילה . וסיכון סביבתי

. [7]בוצה

על תכונות הקרקע , המתכות הכבדות יכולות להשפיע על הצומח וגדילתו -מתכות כבדות

מתכות כבדות מהוות מפגע סביבתי קשה בשל . על החי ובריאות האדם, והמיקרואורגניזמים

מתכות כבדות המוזרמות למערכת הביוב העירונית . רעילותן ונטייתן להצטבר בשרשרת המזון

[. 2]בבוצה ובכך לפגוע קשה ביכולת מחזורה לדישון חקלאי נוטות לשקוע ולהצטבר

מחסור בחומרי הזנה יכול להיגרם כאשר הצמח אינו מסוגל להשיג כמות מספקת של חומרי הזנה

הרעלת . בעוד שכמות מוגזמת של מתכות כבדות מביאות להרעלת הצמח, עבור צרכים פנימיים

מסוגלת לתמוך בייצור נורמלי של הצמח הקרקע במתכות כבדות מתרחשת כאשר הקרקע אינה

אדם בהתאם לתנאים בריאותיים -או אינה מסוגלת ליצור מזון מתאים עבור בעלי חיים או בני

ריפוי הקרקע מזיהום המתכות יכול להיות . ומזינים עקב אספקה מוגזמת של המתכות בקרקע

. עיקר בגלל התחברות כימית חזקה של המתכות עם רכיבים הנמצאים בקרק

, (Cd)קדמיום , (Zn)אבץ , (Pb)עופרת : בכל מה שקשור לבוצה יש להתייחס למתכות הבאות

, (Se)סלן, (As)ארסן , (Mo)מוליבדן , (Ni)ניקל , (Hg)כספית , (Cu)נחושת , (Cr)כרום

. המצורף מאחר וגם הוא רעיל (Al)וכן אלומיניום (Fe)ברזל , (Mn)מנגן , (Sb)אנטימון

איכול צינורות , (Hg)תרמומטר שבור ומוצרי רוקחות , (Pb)צבעים : ת מגוון ביניהןמקור המתכו

(Pb, Cu) , גשם(Pb, Cd, Zn) , צמיגים(Cu, Cd) , איכול גגות(Zn, Cu) , שמן(Pb) , פלדה

. (Ni)וסגסוגות מתכות עבור מטבעות

ים עבור תפקודם אבץ וברזל הם יסודות הזנה חיוניים לצמח, מוליבדן, חשוב לציין כי נחושת

. אולם הם דרושים בכמויות זעירות. הביוכימי הפיזיולוגי וכאשר הם חסרים נהוג להוסיפם

[. 8,9]כמויות גדולות מהדרוש עלולות לגרום נזק לצמח ואף להוות מפגע תברואתי , מאידך גיסא

מוך והוא ניתן לקבוע כי בארץ בהשוואה לתקנים אירופיים ריכוז המתכות הכבדות בבוצה הינו נ

. הולך ופוחת בעקבות המודעות הגבוהה

קיימת בנוסף התייחסות לרכיבים אורגנים המתכלים בצורה גרועה הנקראים גם

אשר , קיימים חומרים אורגנים מתמידים רבים בשפכים .(POPs)מזהמים אורגנים מתמידים

באופן כללי . וצהאינם מתכלים במהלך טיפול עיכול אנאירובי ונבנים בקרקע היכן ששמים ב

חומרים אורגנים . רכיבים עיקשים אלו הם הידרופוביים והם קשורים לחומרים אורגניים בקרקע

. כימי מצטברים בבוצה-בעלי תכונות פיזקו (DDT)דיוקסין וחומרי הדברה , PCBsעיקשים כמו

. חיים-שימוש חוזר בבוצה עלול להביא למחזור חדש של רכיבים אלו במאכל אדם או בעלי

, קוסמטיקה, מכשירי ניקוי, רפואה, מוצרי טיפול בעצים, ממסים, מקור חומרים אלו הוא צבעים

. זפת וגשם, חומרים מדבירים, שמן

, PAH (Polycyclic aromatic hydrocarbons) :הדאגה היא מקבוצת החומרים המזהמים הבאים

PCB (Polychlorinated biphenyls) ,PCDD/F (Polychlor-dibenzo-dioxins/furans) ,AOX

(Sum of organohalogenous compounds) ,LAS (Linear alkybenzenesulphonates) ,NPE

(Nonylphenol and Nonylphenolethoxylates) ו- DEHP (Di-2-ethylexyl-phthalate)

[7,10,11 .]

: וצותבנסיבות הקשורות לריכוז פתוגנים מחולקות לכמה קב, בוצות המיושמות בחקלאות

. ן"בוצת השפד (untreated) - בוצה לא מטופלת

בוצה . הדרישה בבוצה זו היא הפחתת כמות הפתוגנים מתחת לרמת הגילוי הנדרשת -'בוצה סוג א

לגידולי נוי בגנים המיועדים לשימוש , זו משמשת לטיוב קרקעות ודישון לגידולים חקלאיים

. הציבור הרחב ובנוסף בגינות פרטיות

של ריכוז החיידקים מסוג קוליפורמים צואתיים הצפיפות( א: )הן' הפתוגנים בבוצה אכשדרישות

לגרם אחד של חומר יבש או most probable number (MPN) 1,000-בבוצה חייב להיות קטן מ

לארבעה גרם של חומר MPN 3-שהצפיפות של ריכוז חיידקי סלמונלה בבוצה צריך להיות קטן מ

. יבש

( ג. )לארבעה גרם של חומר יבש PFU 1-כוז נגיפי מעיים בבוצה חייב להיות קטן מצפיפות רי( ב)

. לארבעה גרם של חומר יבש 1-ביצים חיות של טפילים בבוצה צריך להיות קטן מ צפיפות ריכוז

. בוצה זו ניתנת לשימוש ללא הגבלה

לרמה כזו שלא תהווה סכנה דרישות בוצה זו הן הוודאות כי רמת הפתוגנים הופחתה -'ב' בוצה סוג

השימוש בה מותר עבור טיוב קרקעות ודישון לגידולים . ממשית לבריאות הציבור והסביבה

ריכוז הפתוגנים מסוג קוליפורמים : דרישות הבוצה. חקלאיים אשר אינם משמשים לאכילה

[.7,12] לגרם אחד של חומר יבש CFUאו MPNמיליון 2-צואתיים בבוצה יהיה קטן מ

טיפול בוצה/שיטות לסילוק. 1.2

קרקע , סביבה, בעקבות הצורך למציאת פתרון יבשתי לטיפול בבוצה אשר לא יגרום לפגיעה באדם

ורמי ג. יש צורך למצוא שיטה טובה כדי שניתן יהיה להכשיר את הבוצה ליישום בחקלאות, ומים

חומר אורגני מומס וקולואידלי , חנקן, הסיכון המיידים מעל האקוויפר הם פיזור פתוגנים

עומסי בוצה גדולים יכולים לגרום לרעילות אמון ובורון בחלקות , בהעדר אקוויפר. ומלחים

, סיכון נוסף לטווח הארוך עלול להיות הצטברות עודפי זרחן. חקלאיות וכמובן להעלאת המליחות

. ות כבדותומתכ

ניתן לראות את תרשים סילוק הפינוי הצפוי . 1.2.1באיור מספר , גישות/קיימות כמה וכמה שיטות

. והלאה 2005משנת

[. 6] 2005יעדי סילוק בוצה בישראל . 1.2.1איור

קן מתייחס סילוק וחל/גישות המתייחסות לטיפול בבוצה חלקן מתייחסות לטיפול/שיטותה

: לטיהור הבוצה כלדקלמן

הטמנה -קבורה סניטרית. 1.2.1

יש להגביל שיטה זו , אך עם זאת. הטמנת הבוצה היוותה פתרון מקובל עבור סילוק בוצה, עד כה

שיטה זו צריכה להיבחר . המתכלים מאחר וקיימת אסטרטגיה לאומית להורדת כמות השפכים

עקב ריכוז מזהמים גבוה או עלויות בלתי )במידה ופיזור יבשתי ושיטות מחזור שונות אינן ישימות

. וכאשר לא קיימת קיבולת שריפה במקום או באתר קרוב( מתקבלות על הדעת

עם שפכים האחת שימוש בבוצה בלבד והשנייה בוצה יחד , קיימות שתי אפשרויות לקבורת בוצה

. עירוניים

. מים וקרקע, בחירה בשיטה זו מביאה אותנו לבחון כמה אספקטים הקשורים לפליטה לאוויר

פליטות . מדובר על שחרור של גז ושחרור אבק במשך טיפול בשפכים -בהתייחס לפליטה לאוויר

א גז הרכב הגזים העיקרי באתר הקבורה הו. אחרות מקורן מפליטת גז ממנועים הפועלים באתר

(. 40-50%)חמצני -ופחמן דו( 50-60%)מתאן

הכמות המצטברת תלויה בתנאים -ניהול המים המזוהמים המחלחלים -פליטה למים ולקרקע

Ca)המים מכילים יונים . אקלימים ובכיסוי הקבורה2+

, K+, Na

+, NH4

+, CO3

2-, SO4

2-, Cl

-) ,

קיימת אפשרות . ומיקרואורגניזמים( זןבנ, פנול, כלוריד אורגני)רכיבים אורגנים , מתכות כבדות

המים יכולים להסתנן מהקרקע למי . להפחתת הפליטה במידה והמים נאספים במקום ומטופלים

או להיות משוחררים ישירות למים הנמצאים על פני השטח ומהווים השפעה על בריאות , התהום

. האדם והמערכת האקולוגית

ולכן שיטות להורדת נפח המים מהוות תנאים לא ניתן להשתמש בבוצה נוזלית בשיטה זו

הטמנה אינה נחשבת לשיטה הניתנת לקיום , בהעדר תועלת מרכיבי הבוצה השימושיים. מוקדמים

[. 7]מאחר והיא אינה נחשבת שיטה הידידותית לסביבה

(incineration) מתקן שריפה. 1.2.2

יכים רבים אחרים לסילוק בעוד תהל. הגישה בה שורפים את הבוצה נחשבת לגישה מבוססת

הירידה . עקב נוכחות חומרים רעילים או החוסר באתרי קבורה, הבוצה אינם ניתנים ליישום

ירידת או יציבות הרעלים והפוטנציאל של , ההרס, המשמעותית בנפח ובמשקל בוצה רטובה

. השבת אנרגיה מחימום השפכים מהווים את היתרונות העיקרים של השיטה

ם מהווה אלטרנטיבה לסילוק הבוצה אך מדובר בשיטה יקרה בעלת דרישות אחזקה השיטה אמנ

מכיוון שמשמעותה , השיטה אינה ידידותית לסביבה. בעלת הצורך במתפעלים מנוסים,גבוהות

כתוצאה )בזבוז משאבי קרקע לצורכי הטמנה וסיכון מקורות מי תהום , פליטת זיהומים לאוויר

ובזבוזה של הבוצה כמשאב עקרי ( שנותר לאחר שריפת הבוצהמחלחול מזהמים שנשארו באפר

. לחקלאות

כמו כן קיים . גז הגורם להתחממות כדור הארץ, שריפת הבוצה גורמת לפליטת דו תחמוצת הפחמן

[.7]דיוקסין חשש שחומרים פלסטיים הנמצאים בבוצה יפלטו בעת שריפת החומר הרעיל

בעלות יציבות גבוהה מולקולות , (וקסיניםדיא) DLCsתהליך השריפה היוצר את עיקר

הוא ריאקציה הטרוגנית , ופוטנציאל לרעילות גבוהה הגורמות לפגיעה רב מערכתית באדם ובחי

, המשמש גם כקטליזטור הסופח אליו מימנים( Fly Ash)על פני השטח של חלקיקי אפר מרחף

. ות כבדות על פני האפרתהליך זה מואץ בגין קיומן של מתכ. כלור ואף פחמנים, חמצנים

מעלות 300-350כאשר , לטמפרטורת השריפה יש השפעה משמעותית על קצב ייצור הדיאוקסינים

[. 13]צלזיוס היא הטמפרטורה המאפשרת יצירת כמות מרבית של החומר

ביטול הקבורה הפך את . בהולנד קיימות מספר משרפות המופעלות על ידי הממשלה המרכזית

המצב הביא לעודף פסולת על כושר הקליטה של המתקנים . לרחב יותרהשימוש במשרפות

דבר המצביע על אחת מחולשותיו של . וכמויות עצומות של פסולת המצטברות בו ללא פתרון

פתרון השריפה אשר כובל את המשתמשים בו למשך עשרות שנים ואינו גמיש לשינויים בהרכב

[. 14]לויות גבוהות אימוץ פתרון השריפה גרם לע. ובכמות הפסולת

אוזון . 1.2.3

, או לאגן ביולוגי אירובי לצורך טיפול בבוצה, בשיטה זו מחדירים אוזון לאגן הבוצה המשופעלת

החדרת . שיטה זו הוכחה כאפקטיבית לטיהור בוצה. כאשר המטרה הינה הפחתת הבוצה העודפת

כב מכמה שלבים הכוללים את התהליך מור. אוזון נעשית בשלב הניטריפיקציה של מערכת הבוצה

העברת האוזון למים שיטופלו והערבוב והמגע בין האוזון למים להשגת , יצירת האוזון

נספג בבוצה ומגיב ישירות עם , האוזון המומס במים: הטיהור הנעשה מתואר כדלקמן.תוצאות

חושף את האוזון , על ידי פריצת ממברנת התאים ופתיחתן. החומרים שלא פורקו באופן ביולוגי

. תוכן התאים והופך אותם לזמינים לפירוק ביולוגי

במיוחד עבור , יתרונות השימוש באוזון הוא בכך שהשיטה מאוד אפקטיבית עבור טיהור

שיטה זו מעלה את רמת החמצן במים ואינה מותירה . אורגניזמים עיקשים כמו ווירוסים

דורשת תפעול ותחזוק בעלויות גבוהות היא, החיסרון בשיטה זו הוא מהבחינה הכלכלית. השפעות

[. 15-17]ביותר

1.2.4 .U.V

הטיהור בשיטה זו עבור . קרינה אולטרא סגולה מהווה שיטת טיהור אפקטיבית למים ושפכים

תהליך הטיהור נעשה על ידי הקרנה בקרינת אולטרא סגולה . מערכות קטנות מאוד נפוץ ביותר

ורגניזם ומביאה אותם למצב של חוסר שיעתוק של המיקרוא DNA -המפרקת את מבנה ה

שקועות , המערכת הבנויה מכמה נורות אשר נמצאות בתוך שכבת מגן העשויה מקוורץ. וזיהום

נחשפים לקרינה , המים המטופלים עוברים בקצה אחד של הריאקטור. בתוך ריאקטור צינורי

בחלק מהמקרים . ולקיםהמים יוצאים מהמערכת ומס, לאחר חשיפה מספקת. למשך הזמן הנחוץ

[. 18]המים נעים בחופשיות במערכת בכדי לשפר את הסרת הפתוגנים

סקירה . הטיהור בשיטה זו הינו פיזיקאלי ומהווה אלטרנטיבה לטיהור הכימי הנעשה על ידי כלור

מדובר בתהליך פיזיקאלי אשר . קצרה ביתרונות השיטה מראה לנו כי שיטה זו ידידותית לסביבה

מאפשרת חיטוי תוך כמה , מערכת ההפעלה פשוטה ובטוחה, ר רעלים ותוצרי לוואילא מייצ

החסרונות בשיטה זו הם המוצקים . דקות 15שלא כמו בשימוש בכלור הדורש מינימום , שניות

. המרחפים הנמצאים בבוצה שיכולים להפריע עקב המיגון שהם מהווים לחיידקים מפני הקרינה

שתנן יכולה להוריד את מעבר האור בעקבות הבליעה הקיימת נוכחות גבוהה של חלבונים ו

לכן שיטה זו טובה בהרבה מקרים עבור . עלויות הרכש והתחזוקה הינן גבוהות. בחומרים אלו

[. 19]מי שתייה ופחות עבור טיהור בוצה /טיהור שפכים

קומפוסטציה . 1.2.5

מהווה את אחד ת הקרקע וקומפוסטציה הינה שיטה המנצלת פסולת עבור חומר שמטייב א

. מיסודותיה של החקלאות האורגנית

על ידי שימוש בבוצה שעברה , למעשה תהליך ייצוב ביולוגי, קומפוסטציה הינה תהליך אירובי

המאפיין הכי חשוב בתהליך זה הינו ייצור החום במהלך פירוק . עיכול והופכת למוצר סופי יציב

מתכולת החומר הנדיף 20-30%בערך . רמית ביוכימיתהחומר האורגני הנגרם מריאקציה אקסות

המעלה את הטמפרטורה לרמה , חמצני ומים עם שחרור מיידי של חום-בבוצה הופך לפחמן דו

קומפוסט מוגדר כתוצר . כדי להשמיד זרעוני עשבים ופתוגנים, (50ºC-70ºC)מספיק גבוהה

יכול לשמש כמצע גידול בבתי היכול לעודד גידול צמחים וקומפוסטציה המיוצב של תהליך ה

[.7,20,21]צמיחה וכתוסף לקרקע

, יותר מזה. קומפוסטציה יכולה להוות אמצעי פרקטי להורדת כמות המתכות והפתוגנים בבוצה

קומפוסט המיוצר מבוצת שפכים גורם שינוי מוקדם מינימלי בשווי המשקל הקיים בקהילת

העניין נלמד כדי לכמת , ברוסיה. כונות הקרקעהחיידקים בקרקע והשפעה חיובית ארוכה על כל ת

נמצא . את השפעת קומפוסט הבוצה בדרגות שונות על הפעילות החיידקית והביומסה החיידקית

רמת תכולת החומר האורגני . כי הקומפוסט משפיע על כמה פרמטרים הן פיזיקליים והן ביולוגיים

[. 22]עולה עם עליית שינוי הבוצה יחד עם תכולת המתכות

המגזר החקלאי והמגזר , צרכני הקומפוסט מתחלקים לשנים, קיימים שימושים רבים לקומפוסט

החסרונות שיכולים להיווצר משיטה זו הינם היווצרות מפגעי ריח מאתרי . הלא חקלאי

. זיהום אוויר וזיהום מים, הקומפוסט

טיפול בסיד . 1.2.6

השימוש בסיד מאפשר . לייצוב וטיהור הבוצהאשר מנוצל , זמין( אלקאלי)סיד הינו חומר בסיס

אלטרנטיבה טובה עבור מפעלים קטנים וחסרי משאבים כלכליים להמשיך לטיפולים בעלי

. טכנולוגיה גבוהה יותר

והשני CaOהאחד הוא , כתוסף לתהליך ייצוב כימי, קיימות כמה צורות של יישום טיפול בסיד

Ca(OH)2 .לפני הייבוש , יד יכול להתווסף לבוצה לפני ההסמכההס, במהלך הטיפול, יתרה מזאת

. Ca(OH)2 -בתוך כמה דקות ל CaO -בתגובה עם מים הופך ה. או לאחר הייבוש

השימוש בבוצה זו טוב עבור ייצוב הקרקע וניתן לההשתמש כדשן ללא הגבלה בכל הקשור

העלאת , ייבוש הבוצה שיפור תכונות: כשמדובר בבוצה לא מיובשת השפעות הטיפול הן. לפתוגנים

בוצה . השבתת תפקוד פתוגנים וגידול מחדש של פתוגנים, אין העלאת טמפרטורה, ערך ההגבה

יבשה בעקבות התוספות מניבות העלאת טמפרטורה ותכולת מוצקים יבשים מאוד בעקבות

[. 7,23]ללא התפתחות צחנה , דבר זה מוביל לשיפור בטיפול בבוצה ולטיהור לאורך זמן. האידוי

ידי יצור גז האמוניה המחייב סילוק בעזרת איוורור -השימוש בטיפול זה יכול ליצור בעיות על

חסרון נוסף הינו הוספת תכולת . במערכת סגורה והטיםול דורש הגעה ושמירה על ערך הגבה גבוה

[. 21]המתבטא בעליית התכולה שיש להעביר , מוצקים משמעותית לבוצה

בבוצה המהווים סיכון סניטרי משמשים Ascaris eggsטפילים כגון בטיהור זה נוכחות ביצי

על ידי שילוב ערך ההגבה , כאינדיקטור ליעילות השיטה מאחר והם העמידים ביותר לטיפול זה

. השבתת הטפילים במקרה זה אינה מצריכה את הריסתם הפיזיקלית .והשפעת הטמפרטורה

צריך ליצור טמפרטורה הומוגנית וריכוז הסיד , במקרה זה עבור טיהור נאות של הבוצה

המוביל ל רמה זניחה של טפילים היכולים להתקיים Ascaris eggs -הידרוקסיל בסביבת ה

[16,24 .]

(Thermal drying)ייבוש בחום . 1.2.7

התהליך מאפשר . ייבוש בוצת שפכים בחום מצריכה הספקת חום בכדי לאדות מים מהבוצה

היתרון . אשר מוריד את נפח ומסת הבוצה שתטופל או תסולק, 10%-מתחת ל קבלת רטיבות בוצה

בוצה מיובשת בחום . שיפור קיבולת האחסון והרס פתוגנים, בשיטה זו היא הורדת עלות העברה

התוצר הסופי הינו מפוסטר וניתן . יכולה בקלות להיות משווקת כדשן או כחומר טיוב קרקע

תהליך הייבוש הינו . אלטרנטיבה מושכת מטיפול בבוצה נוזלית מציע, לטיפול בצורה בטוחה ולכן

יעילות מתקני הייבוש יכולים להשפיע על האנרגיה . תהליך המצריך דרישה גבוהה של אנרגיה

. הנצרכת מכיוון שדרישת אנרגיה יורדת עם עליית תכולת המוצקים היבשים בבוצה המוזנת

אוויר והשליטה בצחנה המהווים את הבעיה היבט שלא ניתן להתעלם ממנו קשור לזיהום ה

והסרת (fly ash)שני הנושאים הכי קריטיים הם החלקיקים השונים . העיקרית בתהליך טיפול זה

בדרך כלל הבוצה המופקת מטיפול זה מאוחסנת בבור החמצה . החומרים האורגנים הנדיפים

[. 7] הייבוש דורש מערכות מסובכות וצוות הפעלה מיומן. ואטום לסביבה

פסטור. 1.2.8

למשך 65ºC-שיטה נפוצה באירופה הכרוכה בקירור ובייצוב אנאירובי הבא לאחר חימום הבוצה ב

זוהי שיטה יעילה בהורדת מספר . דקות בכדי למנוע זיהום או גידול מחדש של שרידי פתוגנים 30

חנה ואינה כדאית השיטה גורמת לצ. הומוגניות הבוצה נחוצה בטיפול זה. החיידקים והטפילים

[. 7,16,21]כלכלית

שיטות אלו יכולות להיות אפקטיביות אך חסרונן הוא בכך שהן אינן כלכליות והן יוצרות מטרד

מחקר זה עוסק . טיהור על ידי הקרנה, מוצעת בעבודה זו שיטת טיהור אלטרנטיבית, לכן. נוסף

תוך הבאת רמת הבוצה , תר לטיהורבשיטת טיהור זו מאחר ומדובר בשיטה זולה יותר ופשוטה ביו

. לדרגה כזו שניתן לנצלה לחקלאות וליישמה כפתרון יבשתי בר קיימא

הטיפול בקרינה. 1.3

הקרינה הפכה לשימושית יותר ויותר עבור . בעולם מתקיים שימוש נרחב בטכנולוגיית הקרינה

, ינה יכולה להוות פתרון טכנולוגיהקר. רפואה ויישומים מחקריים רבים, הסביבה, התעשייה

. פשוט וזמין לבעיות אקולוגיות רבות הקשורות לטיהור מזהמים

רקע תיאורטי -קרינה. 1.3.1

כימיה קרינתית שונה . שינויים כימיים נובעים מבליעת קרינה בעלת אנרגיה גבוהה היוצרת יינון

די יינון ועירור אטומים י-מתחומים אחרים בכימיה בכך שהריאקציה המתרחשת מתחילה על

במערכת , בנוסף. אלו מגיבים מיידית ונוצרים מכל סוג מולקולה נוכחת. ומולקולות ריאקטיביים

נוזלית ומוצקה המולקולות המיוננות והמעוררות אינן בעלות פילוג אחד בחומר המוקרן אך

האנרגיה . גיה שונותבחומרים שונים נבלעות כמויות אנר[. 25]מרוכזות במסלול הקרינה המייננת

היחידה של מנת . הנבלעת מכל סוג קרינה מסויים ליחידת מסה של הבולע מוגדרת כמנת בליעה

ומוגדרת gray (Gy)קיימת יחידה נוספת הנקראת . 100ergs/grams-ומוגדרת כ, radקרינה הינה

Gy=100 rad [26 .] 1: ידי הקשר הבא-היחידות קשורות בינהן על. joule/kilogram-כ

: ידי השימוש במקורות הקרינה הבאים-חקירת השפעת הקרינה על הבוצה במחקר זה הייתה על

קרינת גמא -.1.3.1.1

. יה מגרעין אטום מעוררידי פליטת אנרג-אלקטרומגנטית הנוצרת על קרינת גמא הינה קרינה

הדעיכה . הקרינה נפלטת במעבר לרמה נמוכה יותר ויכולה להתלוות בדעיכת רדיואיזוטופ

מתבצעת תוך כדי פליטת פוטון בעל אנרגיה השווה להפרש בין המצב ההתחלתי והסופי של הגרעין

איור , Mevלמספר kevאנרגיה אופיינית לקרינת גמא נעה בטווח של כמה , ומעבר הקרינה אחיד

ידי -אינטראקציה של קרינת גמא עם חומר מאופיינת על. מתאר דעיכה של 1.3.1.1.1

ם מנגנונים אלו תלויי. פיזור קומפטון ויצירת זוגות, האפקט הפוטואלקטרי, שלושה מנגנונים

[. 27,28]באנרגיית הפוטון וכך גם איבוד האנרגיה בחומר

ויכולת החדירה , הינו מקור שמשתמשים בו בעיקר לחיטוי מוצרים רפואיים והקרנת מזון

ידי -ייצור הרדיונוקליד נעשה בכור גרעיני על. ים אלושל מקור גמא זה מהווה יתרון ליישומ

כמתואר , ידי לכידת ניוטרון-איזוטופ רדיואקטיבי זה נוצר על. בעזרת נויטרוניםהקרנת

[29 :]

(1.3.1.1.1) 59

Co + n → 60

Co

(1.3.1.1.2) 60

Co → 60

Ni + e-

האנרגיות . תאור סכמאטי של דעיכת מקור . 1.3.1.1.1איור

. הנפלטות בכל דעיכה והתנובה מצויינים למטה

פוטונים באנרגיות גבוהות מאבדים את האנרגיה שלהם בעת אינטראקציה עם אטומים בחומר

הסיכוי שפוטון יבצע אינטראקציה במשך תנועתו תלוי בכמה גורמים הקשורים . הם נעים

I=I0e (1.3.1.1.3) : לבליעתו בחומר- µx

erg·cm]עוצמת הקרינה ההתחלתית I0, כאשר-2

·sec-1

]

I מספר הפוטונים בקרן )עצמת הקרינה המועברת דרך שכבת חומר

x עובי שכבת החומר הבולע[cm]

µ מקדם בליעה לינארי

, יכול לנוע מספר סנטימטרים בתווך, לדוגמה 1MeVנוכל לראות כי פוטון באנרגיה של , פיכךל

. ויאבד אחוז קטן מעוצמתו ועצמת הקרן תקטן, במחקר זה בנוזל בוצה

[. 26,30]תאוריה זו נכונה עבור קרינה אחידה כמו זו של המקור בו הוקרנה הבוצה

רונים קרינה באלקט -מאיץ אלקטרונים. 1.3.1.2

. עבור יישומים סביבתיים השימוש במאיץ אלקטרונים עדיף היותם נבלעים בחומר בטווח קצר

-מאיצי אלקטרונים מייצרים קרן אלקטרונים בעלי אנרגיות הנעות מ, עבור ישומיים מסחריים

היתרון במאיץ אלקטרונים הוא בכך . 300kW-ל 5טווח הספק הקרן נע בין . 10MeV-ל 0.15

. ידי שליטה באנרגיית האלקטרונים-טרונים יכולה להיות מותאמת לישום עלשחדירת האלק

ידי עירור ויינון של האלקטרונים -איבוד אנרגיית האלקטרונים בחומר הבולע מתבצע על

מנגנון נוסף לאיבוד האנרגיה של האלקטרון הינו פליטת קרינה . בניגוד לפוטון, הקשורים בבולע

bremsstrahlung [25,28 .]אלקטרומגנטית ונקראת

אלקטרון נפלט וממשיך את תנועתו עם אנרגיה נמוכה מזו , בעת אינטראקציית אלקטרון עם מים

ההתנגשות האינאלסטית היא זו שתביא לשינוי כימי בתווך והיא זו , עבור האלקטרון. שהתחיל

רגיה הפיזור האינאלסטי יתרחש עבור אלקטרון בעל אנ. שתגרום לאיבוד אנרגית האלקטרון

E>100 eV , [: 28,30]איבוד האנרגיה יוגדר בצורה הבאה

(1.3.1.2.1)

-dE/dx איבוד האנרגיה ליחידת דרך(stopping power) [ergs·cm-1

]

N 3מספר אטומים לסנטימטר

e מטען אלקטרון

Z מספר אטומי של החומר

m0 מסת מנוחה של אלקטרון

E אנרגיה קינטית של אלקטרון[ergs]

v מהירות האלקטרון[cm·sec-1

]

β שווה בערכו ל-v/c , כאשרc מהירות האור

I ממוצע פוטנציאל העירור של אטום החומר[ergs]

האלקטרונים . שדות חשמליים ומגנטיים מאיץ אלקטרונים מייצר חלקיקים טעונים מואצים דרך

האלקטרונים עוברים דרך חלון . צוברים אנרגיה ומואצים דרך מערכת וואקום, נפלטים מהקתודה

התפלגות מנת הקרינה במים הזורמים .מתכתי דק ודרך האוויר לפני שהם פוגעים במטרה

עבור . 1.3.1.2.1יור ניתן לראות בא 5.0MeVעבור אלקטרונים בעלי אנרגיה , בתעלות מתכת

של מים וטווח החדירה 1.6cmעובי המים המוקרנים בצורה אפקטיבית חושב , תאור זה

3cm [31 .]המקסימלי של אלקטרונים אלו למים הוא

התפלגות מנת קרינה במים הזורמים בתעלת מתכת מוקרנים . 1.3.1.2.1איור

. 5.0MeVם בעלי אנרגיה של באלקטרוני

: כמפורט, המאיצים מסווגים לפי טווח האנרגיות של קרן האלקטרונים

מאיצים מסוג זה הינם קטנים . 0.15-0.5MeV ,300-350kW -מאיץ בעל אנרגיות נמוכות( 1)

. מאחר ואין צורך בשפוררת האצה

המרכזי במאיץ מסוג זה הרכיב. 0.5-5.0MeV ,300-350kW -מאיץ בעל אנרגיות בינוניות( 2)

, מעבד הקרן כולל מערכת סריקת קרן. שפופרת האצה ומערכת וואקום, הינו גנראטור מתח גבוה

. לוח בקרה ומערכת בטיחות הכוללת מיגון, מסוע

מאיץ מסוג זה מעביר את האנרגיה . 5.0-10.0MeV ,100kW -מאיץ בעל אנרגיות גבוהות( 3)

ידי קלייסטרון הפועל -גל מסופק על-המיקרו. גל-ידי מיקרו-המואצת לאלקטרונים התרמיים על

[. 29,32]בפולסים קצרים

. השוואה בין מקור גמא למאיץ אלקטרונים מראה הבדל בין קצב הדוזה ועומק חדירת הקרינה

קצר הרבה יותר מאשר חדירת , עבור אנרגיה זהה עומק חדירת קרן האלקטרונים לתוך חומר

עומק חדירה , 10MeVעד 300keV-באנרגיות הנעות מ. 1.3.1.2.2איור , קרינת גמא ממקור

[. 25,29]מקסימלי הינו פורפורציונאלי לאנרגיה ובאופן הפוך לצפיפות החומר המוקרן

תאור סכמאטי של פילוג הדוזה כפונקציה של עובי החומר . 1.3.1.2.2איור

[. 29]הנחשף עבור קרינת גמא וקרינת אלקטרונים אחידה

מאפשרת הקרנת שכבות עבות , ה יותרלקרינת גמא יתרון בכך שהיא בעלת יכולת חדירה גבוה

היתרון שיש למאיצים האלקטרונים הינו היכולת . יותר אך החיסרון ניכר בזמני הקרנה ארוכים

. ידי כיבוי הספק החשמלי-וזמן פעולת על,לשלוט על אופן תפקוד המאיץ

קרינה וחומר . 1.3.1.3

התהליך בו . ים באטום החומרידי מעבר אנרגיה לאלקטרונ-קרינה מייננת מגיבה עם חומר על

, אלקטרונים לדוגמא. שונה עבור קרינת גמא ואלקטרונים, קיים מעבר אנרגיה מקרינה לחומר

. אינאלסטי ופליטת קרינה אלקטרומגנטית כמתואר לעיל, ידי פיזור אלסטי-מגיבים עם חומר על

ועירור בחומר ולכן הוא הפיזור האינאלסטי הינו התהליך היחיד שמייצר יינון , עבור האלקטרונים

[. 25]התהליך היחיד המביא לשינויים כימיים בחומר

. בדרך כלל אינם יציבים ומתחילים תגובות המשך, התוצרים הראשונים המושפעים מהקרינה

מתגובה זו . קבוצת האלמנטים או הרכיבים המוקרנים בולעים את האנרגיה, בעת קרינה מייננת

[: 29]ררות ורדיקלים חופשיים כמתואר מולקולות מעו, נוצרים יונים

(1.3.1.3.1.) AB + e- → AB

* + AB

+ + e

- יינון ועירור אלקטרון

(1.3.1.3.2.) AB+ + e

- → AB

* רקומבינציה

(1.3.1.3.3.) AB* → A

• + B

• התפרקות

(1.3.1.3.4.) AB+ → A

+ + B

התפרקות •

תוצרי הפירוק יכולים להתחיל ריאקציה עם רכיב . א מיוננותהיונים מגיבים לרוב עם מולקולות ל

סופה של השרשת תגיע כאשר אחד . אחר הקיים בסביבתו וזו תגרום ל שרשת ריאקציות נוספות

מתוצרי הפירוק בשרשת יאבד עקב ריאקציה עם מזהם או ריאקציה עם אלקטרון אשר ייתן רכיב

ם לאחר ששני רדיקלים יגיבו יחד ויצרו רכיב לא שרשרת הפירוק של הרדיקלים תסתיי. לא מיונן

[. 25]רדיקלי

קרינה ומים . 1.3.1.3.1

יוצרת מולקולות מים מיוננות ומעוררות , חשיפת מים ותמיסות אורגניות ואנאורגניות לקרינה

במים המולקולות המיוננות מגיבות מיידית ויוצרות רדיקלים . ואלקטרונים חופשיים

H2O → H2O (.1.3.1.3.1.1) : הידרוקסילים*

(1.3.1.3.1.2.) H2O* → H

•+ OH

•

(1.3.1.3.1.3.) H2O+ + H2O → H3O

+ + OH

•

e (.1.3.1.3.1.4): בעוד האלקטרון הופך להידרט- + nH2O → eaq

-

חלק , בעת חזרתן. מולקולות מים מעוררות חוזרות למצבן היציב ללא השפעה כימית גדולה

H3O)מהרדיקלים הזמניים מגיבים אחד עם השני או עם יון מימני +, H2 ,H2O2 ,Hויוצרים (

H2O .ים הרדיקל. תוצרים אלו נמצאים במים לאחר ההקרנה ללא קשר לסוג ואנרגיית הקרינה

Hהראשונים שנוצרים הם • ,OH

eaq -ו •ותגובתם עם חומרים אורגנים יכולים להביא לשינוי -

[. 25,30,33. ]מהותי במולקולות האורגניות

הקרינה והשפעותיה . 1.3.2

קרינה ופתוגנים . 1.3.2.1

כאשר אחת , קרינה במנות גבוהות יכולה להביא לחיסול פתוגנים ונגיפים בצורה יעילה

המטרה העיקרית . פעותיה חשובות ביותר על מיקרואורגניזם הינה הריגת תאיםמהש

ידי קרינה מייננת -פגיעה על. א"מולקולת הדנ, תאים הן חומצות הגרעין-באינטראקצית קרינה

קשר , יחידה-התת. ותגרום לפגיעה ביכולת הרבייה של התא, א תגרום לחוסר פעילות תאית"בדנ

זו שמהווה את האתר הרגיש עבור הקרינה המייננת מאחר וציטוזין היא, במולקולה G-Cהבסיס

(C) רגיש ביותר לרדיקלים החופשיים ובו יתרחש הנזק בעוד הבסיסA-T שבירת . פחות רגיש

ידי הרכיבים -הסליל הכפול מהווה הפרעה מוחלטת לשלמות המולקולה וההרס יתרחש על

ם שוני בהשפעת סוגי הקרינה על שרידות קיי. הריאקטיביים הנוצרים מבליעת הקרינה במים

הקרינה יכולה . א"התאים הנובע מפילוג אנרגיית הקרינה ומהמבנה הגאומטרי של מולקולת הדנ

ידי -הסליל הכפול יכול להישבר על, האחד. 3.2.1.1איור , לפרק את הקשר במולקולה בשני דרכים

מספר השברים , א"רוב מאוד לדנשתי אינטראקציות בו זמנית הנובעות מחלקיק קרינה העובר ק

הסליל הכפול יכול להישבר , בדרך השנייה. בדרך זו יהיה פרופורציונאלי למנת הקרינה הנבלעת

ידי שתי אינטראקציות בלתי תלויות אחת בשניה ונגרמות משני חלקיקים מייננים נפרדים -על

. ת הקרינה הנבלעתבמצב זה מספר השברים יהיה פרופורציונאלי לריבוע מנ. א"הקרובים לדנ

: הינה Dא לאחר מנת קרינה "מכאן נובע שמספר השברים בדנ

(1.3.2.1.1) N=αD+βD2

כימיים ותהליכים כימיים הקשורים -פיזיקו, מכילים בתוכם תכונות פיזיקאליות β-ו αהקבועים

נה במצב הכימי של גרעין התא ובסוג הקרי, קבועים אלו יהיו תלויים בסוג התא. ביצירת השברים

[34,35 .]

αD + βD2

.א על ידי קרינה"תאור סכמאטי של שבירת הקשרים הכפולים בדנ. 1.3.2.1.1איור

עבור 1Mrad-יותר ממנת הקרינה הדרושה הינה , מספר ניסויים הראו כי עבור טיהור מוחלט

פתוגנים וכי מנת הקרינה הנדרשת עבור עבור חיסול אורגניזם בבוצה גבוהה יותר מאשר במים

, (5%~)מנת הקרינה הנדרשת עבור חיסול פתוגנים בבוצה עם אחוז מוצקים נמוך , לפיכך[. 36]

כי מנת , לעבור ווירוסים התקב[. 37( ]95%~)נמוכה יותר מאשר בבוצה עם אחוז מוצקים גבוה

. מאחר ועמידותם לקרינה גבוהה יותר מאשר זו של חיידקים, הקרינה צריכה להיות גבוהה יותר

ידי מעטפת -עמידות הווירוסים יכולה לנבוע מכך שחומצות הגרעין של הווירוס מוגנות על

ה מנת הקרינה צריכ, ככל שגודל המטרה קטן יותר. (25-350nm)חלבונים וכי גודל הווירוס קטן

[. 16,38,39]א שלה "להיות גבוהה יותר כדי לפגוע בדנ

קרינה ומתכות כבדות . 1.3.2.2

קרינה . השימוש במאיץ אלקטרונים נבחן למטרות טיהור שפכים המכילים יוני מתכות כבדות

מייננת יכולה להוריד את יוני המתכות הכבדות או את המלחים שלהם למצב חמצון נמוך בעזרת

eaq) אלקטרון הידרט-רדיקל ההידרוקסיל , מנגד. ואטום המימן שיוביל לתהליך שיקוע בתמיסה (

(•OH) מהווה גורם בעייתי להסרת מתכות כבדות ממים מאחר והוא מחמצן חזק שיגרום לחמצון

הבעייתיות נובעת מכך שחמצון נוסף יכול להביא את . נוסף המלווה בהעלאת רמת הערכיות

יון המתכת יביא אותו לרמת חמצון גבוהה יותר שהיא רעילה יותר המתכת למצב מסיס או חמצון

, Cr(IV) ,Cu(II): לדוגמה, הניסויים בוצעו בתמיסות מודל המכילות ריכוזי מתכות כבדות[. 40]

Ni(II) ,Cd(II) ,Zn(II) ,Co(III) ,Pt ,Pd. שינוי בדוזה יכול להביא להורדת ריכוז המתכות ונראה

גרמה ליצירת משקעים בכל התמיסות ובכדי להשלים את שלב 30Mradכי קרינה במנה של

50-90%-ריכוז המתכות השונות ירד בכ. הייתה נדרשת( ראגנטים)השיקוע הוספת מגיבים

ירידה של , Na2S2O3ידי הוספת ראגנט -והיעילות הגבוהה ביותר שנצפתה הייתה עבור כרום על

ריכוז הכרום ירד בצורה , מציות שהוקרנוהתקבל כי בתמיסות חו. במנות קרינה גבוהות 99%

-ו 2Mradגם במנות קרינה של .גבוהה יותר ושקע מאשר בתמיסות נייטרליות או בסיסיות

10Mrad תגובה זו מתרחשת מאחר וקרן . ידי הוספת ריאגנטים שונים-התקבלה ירידה בריכוז על

עבור . עם המים האלקטרונים יוצרת תגובת שרשרת עם רכיבים גופרתיים מלבד רדיוליזה

מאפשרת הפרדה טובה של 30Mradדוזה של , פלטינה ופלדיום לדוגמה, המתכות השונות

המתכות מהתמיסה עקב שיפור יכולת שקיעת היונים ומורידה בצורה יעילה את רעילות

[. 41]מסיסותם של המלחים במים ובכך הופכת את המתכות לפחות זמינות לצמח

נמצא כי בכדי להשיג רמת הסרה גבוהה יש צורך לשמור את ,במתכות נוספות כמו עופרת

10ריכוז של , כספית. התמיסות בסביבה בסיסית על מנת למנוע חמצון חוזר של העופרת-3

M

. עבור הסרה מלאה 0.3Mradדורשת מנת קרינה של

•בכדי להתגבר על השפעת OH על מנת שלא תתבצע ריאקציה שתגרום ליצירת יונים רעילים ,

לכרום מוסיפים חומצה , לדוגמה. יפים מולקולות שיבצעו ריאקציה עם הרדיקל החופשימוס

-ריכוז חמצן מינימלי נדרש עבור שימוש יעיל ב. אצטית ועבור עופרת וכספית מוסיפים אתאנול

eaqH-להורדת מסיסותם של יוני המתכות הכבדות מאחר ו -

eaq -ו •[. 40]מגיבים מיידית עם חמצן -

קרינה וחומרים אורגנים. 1.3.2.3

מחקר שהתבצע בסין הראה ירידה בכמות . השפעת הקרינה על הפחתת מוצקים עדיין נחקרת

בבדיקה שנעשתה על הרכיבים [. 42]המוצקים המרחפים בבוצה המכילים לרוב חומרים אורגנים

phenol ,chloroform ,tetrachloroethylene (PCE) ,carbon tetrachloride: האורגנים הבאים

(CCl4) ,trichloroethylene (TCE) ,1 ,1-dichloroethane ,benzene ,toluene ו-xilene . נראה

תוצאה זו מראה את . בריכוז הרכיבים 90%עד 50%גרמה לירידה של 0.2Mradכי מנת קרינה של

[. 43]חשיבותה של ההקרנה כמתן פתרון יעיל לסילוק מזהמים מסוכנים

בוצה והסביבה ,קרינה. 1.3.3

אין ספק כי בתעשיית הקרינה . קרינה מהווה כלי חשוב ביותר לשיפור הסביבה בה אנו חיים

טכנולוגיית . הנגרם מפעילות מזהמת אנושית ותעשייתית, פוטנציאל רב להורדת עול מהסביבה

ההקרנה מהווה יישום בעל חשיבות רבה בהגנת הסביבה בכך שהיא מהווה תהליך נקי וידידותי

תהליך ההקרנה במפעל הינו תהליך בטיחותי המלווה . העוזר לרסן ולסלק מזהמים, לסביבה

כל שארית הקרינה נבלעת בקירות המיגון כך שרמת הקרינה מחוץ למבנה אינה עולה . ומוגן

אין דבר . מהקרינה הקוסמית ומהקרינה הטבעית העולה מרדיואקטיביות המתרחשת בקרקע

דיואקטיבית וממילא סוגיית רדיואקטיביות הבוצה המוקרנת לא בתהליך ההופך את הבוצה לר

[. 44,45]קיימת

טיהור הבוצה על ידי הקרנה. 1.4

סקירה כללית . 1.4.1

. שנים האחרונותהשימוש בטכנולוגיית הקרנה לשימור הסביבה הופכת למשמעותית יותר ויותר ב

. יישומי הקרינה עבור הסרת מזהמים ממלאים תפקיד חשוב בהנדסה תברואתית

, המטרה העיקרית היא. הבאת רמת הבוצה לרמה כזו שיהיה ניתן לנצלה לחקלאות דורשת טיפול

השימוש בקרינה מייננת לטיהור שפכים ובוצה היא אפשרות מעניינת . מציאת טיפול זול ופשוט

. קרינה לחדור לחומרים וליצור שינויים מהותייםעקב יכולת ה

ידי הקרנה באמצעות מאיצי אלקטרונים או מקורות -בסקירה זו יוצג הטיפול בשפכים ובבוצה על

Coגמא . בכדי לסלק חומרים אורגניים ומזהמים ביולוגיים 60

. לחקלאותוניצולה , ידי הקרנה-המטרה העיקרית היא להציג את היתרון הטמון בטיהור בוצה על

חמצון מולקולות : השפעת הקרינה על איכות הבוצה יכולה לבוא לידי ביטוי במספר מישורים

הפרעה במבנה המולקולות האורגניות ואנאורגניות ושינוי במערכת הקולואידית , אורגניות

המלווה בהשמדת מיקרואורגניזם עד לרמות כאלו שיאפשרו שימוש בבוצה באזורים ציבוריים

. קריטריונים תברואתיים גבוהים להגנה על בריאות הציבור המצריכים

. הטיפול בקרינה מהווה שיטה אפקטיבית להורדת הפתוגנים בבוצה, בתחום האנרגיות כמפורט

הקיבולת של המפעל הייתה . 1973המפעל הראשון לטיפול בקרינה בבוצה הוקם בגרמניה בשנת

32,000gal/day 300בוצה במנת קרינה שלkrad 450 בשימושkCi של Co, 1976 -ב[. 46,47]60

- 80,000ב מפעל ניסיוני על ידי שימוש בקרינת אלקטרונים לטיפול בכמות"הוקם בארה

100,000gal/day 400בוצה במנת קרינה שלkrad .הצלחת מפעל זה הביאה לשדרוג המאיץ .

-בניו. 1.5mברוחב המערכת שהוקמה הייתה בנויה מקרן אלקטרונים אופקית מול זרימת בוצה

הבוצה המיובשת הייתה מעומסת לתוך שק על גבי מסוע אשר היה עובר באיטיות , מקסיקו

הטיפול נעשה . ומשהיתה מטוהרת היה ניתן להשתמש בה, במסלול ומעביר את הבוצה להקרנה

Cs -בבוצה יבשה על ידי שימוש בי בכדי לנצל את הבוצה לייצוב קרקעות או כתוסף מזון לבעל, 137

70-80%-בכדי להוריד את זמן הכנת הקומפוסט הקרינו את הבוצה המכילה כ, ביפן[. 48,21]חיים

Co -מים בדבר שהביא לטיהור מהימן והוריד את זמן הכנת הקומפוסט לכשליש מהזמן הדרוש 60

מיוצבת , תהליך ההקרנה עבור טיהור בקטריאלי יעיל עבור בוצה גולמית[. 49,50]ללא הקרנה

יעילותו מודגשת עבור השתנות תכולת המוצקים הנמצאים בשפכים נוזליים עירונים . עלתומשופ

שהתהליך מאפשר , יתרון נוסף הוא. או עבור ערך ההגבה שלהם ותכולת החומרים האורגנים

הראו ירידה MIT-ניסויים שבוצעו ב. פירוק חומרים כימיים רעילים ומניעת ייצור תוצרי לוואי

ירידה זו הראתה כי טיפול בהקרנה הופך . של חלק מהמתכות הכבדות משמעותית במסיסות

פותחה שיטת , בקולרדו. נחושת ועופרת להיות פחות זמינות לצמח, כרום, קדמיום: מתכות כגון

שיטה זו , תוך בקרת השפעותיה על הקרקע ומי התהום, קרקעית של בוצה-הזרקה מיוחדת תת

החל [. 51]רים אורגנים ויסודות מזינים לתוך הקרקע מנעה ריחות ואפשרה שילוב מהיר של חומ

של המאה העשרים הוקמו ברחבי העולם מספר מתקני טיהור באמצעות קרינה 70-משנות ה

5.6m -בגרמניה המפעל היה בנוי כך שהוא היה מטפל ב, למטרות מחקר 4%של בוצה המכילה 3

-פעל מאיץ אלקטרונים אשר טיפל בהו, בבוסטון 70-בשנות ה. 0.3Mradמוצקים במנת קרינה של

18.5m3/hr 0.4בוצה נוזלית שהוקרנה במנה שלMrad . 2הבוצה הייתה בעובי שלmm כאשר

. מאחר ולאלקטרונים יש יכולת חדירה מוגבלת, עברה מעל תוף פלדה מסתובב מתחת למאיץ

רוחב . 80-בהתבסס על המפעל בבוסטון הוקם בפלורידה מפעל הקרנה אשר החל לפעול בשנות ה

גובה הבוצה שעברה הקרנה 0.35-0.4Mradומנת הקרינה שהשתמשו הייתה 1.2mהקרן היה

27mוהמערכת אפשרה זרימת בוצה של 4mmהיה 3/hr , התכנון המקורי היה כי שמונה מאיצים

5,000mיעבדו במקביל אשר יוכלו לספק טיהור בוצה של הבוצה שהוקרנה הייתה בוצה . ליום 3

ידי פולימרים -הבוצה הייתה עוברת תהליך ייצוב על, לאחר הטיפול. מוצקים 2%כילה מעוכלת ומ

-50-שם הייתה עוברת תהליך ייבוש לכ, בסוף התהליך הייתה עוברת לאגן, מוצקים 26%-וייבוש ל

בדיקות שנעשו הראו כי בוצה המכילה אחוז גבוה יותר [. 52,53]מוצקים ובסוף בחקלאות 70%

-המפעל תוכנן לטפל ב. מנות קרינה גבוהות יותר עבור טיהור מאורגניזמים של מוצקים דורשת

ליטר לדקה 610ליטר לדקה אך עם זאת ניסויים שבוצעו הראו כי ניתן לטפל בקצב של 460

פותח מתקן מחקר אשר תוכנן לטהר בוצה בכמות 80-בשנות ה, בהמבורג שבגרמניה[. 52,54,21]

500mשל ניסו , 70-באחת האוניברסיטאות בגרמניה בשנות ה. 0.4Mradליום במנת קרינה 3

באנרגיות אלו חדירות . 0.4MeVלפתח מתקן לטיהור בוצה כך שיעבוד באנרגיות נמוכות

ואפקטיביות הטיפול הייתה בכך שעובי הבוצה שהוקרנה הייתה עבה 1mmהאלקטרונים היא

12mm ליצור ערבוב והתפלגות דוזה תוך החדרת אוויר בכדי( פעם 40)ונעה במחזוריות רבה

Coידי -השימוש בבוצה מוקרנת על, במצרים[. 21]בצורה הומוגנית הראתה עלייה בתנובת 60

תוסף הבוצה לקרקע שיפר את . עלייה משמעותית ביחס לקרקע שדושנה בדשן כימי, היבול

סת המים בקיבולת תפי, עלייה בחומר האורגני בקרקע, כימיים של הקרקע-המאפיינים הפיזיקו

[. 55]וירידה בערך ההגבה בקרקע

השימוש בקרינה לטיהור שפכים . 1.4.2

מחקרים בוצעו בכדי להראות את אפקטיביות הקרינה המייננת בטיהור השפכים באופן ישיר או

חמצן מגדיל את יעילות הקרינה בחיסול תאים מאחר והוא ממלא . יחד עם טיפולים נוספים

. כן כי שפכים מאווררים יצטרכו מנה נמוכה יותר של קרינה לטיהורםיית, לכן. תפקיד של זרז

שפכים לאחר טיפול ראשוני ובשפכים הנמצאים , בשפכים לא מטופלים, בניסוי שבוצע בהודו

נראה כי איוורור השפכים לפני ההקרנה כלל לא תרם לערך הדוזה הנדרשת , בשלב האחרון

כימי לא משמעותי -גם להבחין בשינוי פיסיקובניסוי זה היה ניתן . להורדת המיקרופלורה

14%-בעוד צריכת החמצן הכימית ירדה ב 20%-צריכת החמצן הביולוגית ירדה בכ, בשפכים

בניסויים אחרים שבוצעו . המוליכות שנצפתה הראתה עלייה. 10%-והקשיחות הכוללת ירדה בכ

לאחר קרינה במנה 50%-דה בבשפכים לאחר טיפול ראשוני דווח כי צריכת החמצן הביולוגית יר

[. 56]במאיץ אלקטרונים וכי גם צריכת החמצן הכימית הראתה ירידה 2Mradשל

במקרה של הטמנה נחקרה השפעת הקרינה על התכלות השאריות לאחר תהליך הבוצה

התקבל כי צריכת החמצן . במקרה זה נבדקה השפעת ערך ההגבה על איכות הקרינה. המשופעלת

י הרדיקלים החופשיים הנוצרים עקב תהליך ההקרנה מגיבים עם רכיבים הכימית ירדה וכ

עבור ערכי הגבה שונים התקבל כי ערך הגבה חומצי במהלך ההקרנה . אורגנים באופן אקראי

ומוריד בצורה חדה את תכולת , בצורה משמעותית, תורם להורדת הצבע הנגרם מרכיבים שונים

בסס על נתונים אלו ניתן לקבוע כי ההקרנה מהווה כלי בהת. 3Mradהרכיבים האורגנים במנה של

מחקר שבוצע בשפכים שעברו [. 57]חשוב ויעיל ביותר להורדת רכיבים אורגנים עיקשים בשפכים

הראה , ידי כלור-טיפול שניוני מבוצה משופעלת לצורך ההשוואה בין יעילות ההקרנה לטיהור על

. 0.13Mradרידות התרחשה לאחר קרינה במנה של קוליפורמים ללא יכולת ש 99%כי חיסול של

בבדיקות איכות המים בשפכים ניתן היה לראות כי צריכת החמצן הביולוגית לפני ואחרי השימוש

באותה מנת . 0.4Mradמנת הקרינה הייתה , בהתאמה 24%-ו 23%בכלור הראתה ירידה של

33%-ו 23%-ש בכלור בקרינה התקבל כי צריכת החמצן הכימית ירדה לפני ואחרי השימו

בבדיקה שנעשתה בבוצה מוקרנת מיוצבת לאחר טיפול שניוני אנארובי התקבל כי . בהתאמה

בצריכת החמצן הביולוגית לעומת צריכת החמצן הכימית שלא הראתה 24%קיימת ירידה של

תוצאות אלו הראו כי אכן ניתן להחליף את השיטה . 2Mradשום שינוי במנות קרינה של עד

במיוחד כשמביאים בחשבון את נושא , טיהור בכלור לשיטה חלופית כמו הקרנה, ורתיתהמס

במחקר נוסף היה ניתן לבחון את אפקטיביות טיפול ההקרנה עבור טיפול מקדים לבוצה . המחזור

בכדי לבדוק האם קיים שיפור בתהליך העיכול האנארובי ולבחון את ירידת כמות , משופעלת

[. 58,59. ]הקוליפורמים

הקרנת הבוצה . 1.4.3

ועוד יכולה , הקרנת מוצרי קוסמטיקה, חיטוי מוצרים, קרינה המהווה כלי חשוב בהקרנת מזון

מים ואדמה מהווים , זיהום אוויר[. 60]מהירה ויעילה עבור מחזור הבוצה , להוות שיטה אמינה

. ידי הקרנה-צה עלמספר אפשרויות נחקרו בעבר עבור טיפול בבו. מקור דאגה ברמה עולמית

תוך שילוב נוסף של טיפולים אחרים כמפורט , [61]מספר מפעלים ניסיוניים הוקמו ברחבי העולם

(. טיפול באצווה) "batch system"רוב המפעלים שהוקמו למטרות מחקר פעלו בשיטת . בהמשך

שרים לאחר מכן הבוצה מעורבבת עם שבבי עץ המאפ, הבוצה עוברת תהליך ייבוש קצר ,בקנדה

התהליך יכול להתבצע . השלב הסופי הינו הקרנת הבוצה. ריכוז מוצקים 55-60%-לבוצה להגיע ל

במתקן . גם בסדר אחר כאשר השלב הראשון הינו העירבוב ולאחר מכן ייבוש והקרנת הבוצה

Coידי מקור -הבוצה מוקרנת על, הקרנה זהבמבחן התוצאות הבדיקה של השפעת הבוצה . 60

ידולים נמצא כי אין הבדל משמעותי בתנובת הגידול בהשוואה לצמחים שהוזנו המוקרנת על הג

[. 62,63]ידי סוגים שונים של חומרי דישון -על

הבוצה נלקחה ממקומות שונים . בוצעו ניסויים בבוצה שהוקרנה במאיץ אלקטרונים ,בפולין

וצה שהוקרנה הייתה הב. הטפילים וביצי הטפילים, ונבדקה השפעת הקרינה על החיידקים, בפולין

סידרי גודל בכמות 2-3התוצאות שהתקבלו הראו ירידה של . מוצקים 35%בוצה מיובשת המכילה

שרידות ביצי הטפילים . 0.5-0.7Mradהחיידקים בבוצה וחיסול תמידי של הטפילים במנת קרינה

כי המחקר הראה . גם הראתה ירידה מאחר והם פחות רגישים לקרינה מאשר הטפילים עצמם

בדיקה שנעשתה הראתה כי . במנת הקרינה כמפורט 70tons/day-תכולת ההקרנה יכולה להגיע לכ

יותר מאשר ירקות שגדלו רק בקרקע ללא 50%-תנובת גידול הירקות שהוזנו מהבוצה הייתה ב

[.64]שום תוסף

Coידי -תוכנן מפעל בסדר גודל תעשייתי לטיהור בוצה נוזלית על ,בארגנטינהתוכנן המפעל. 60

46,600mלתפוקה שנתית של . מוצקים 8-10%ידי עיכול אנארובי המכילה -בוצה מיוצבת על 3

מהטפילים שנשארו 99%חיסלה את החיידקים וכי 0.2Mradבדיקות שנעשו הראו כי מנה של

השפעת הקרינה נראתה גם על החומרים האורגנים . לאחר תהליך העיכול חוסלו בעזרת הקרנה

פשרה את פירוקם דבר שיבוא לידי תועלת בבוצה שריכוז החומרים האורגנים כאשר הקרינה א

ידי הבוצה המוקרנת מביא תועלת לגדילת -המחקר הראה כי אמצעי הדישון על. נמוך באופן יחסי

[. 65,66]היבולים

בוצע מחקר על יישום מאיץ האלקטרונים לפירוק החומרים האורגנים משפכים ,בברזיל

הניסויים בוצעו בבוצה שנאספה לאחר עיכול אנארובי כאשר . הבוצה מפתוגנים תעשייתים וטיהור

הורידה את כמות מושבות החיידקים 1Mradמנת קרינה של . 30%-ו 16%ריכוז המוצקים היה

שכבת בוצה . 3.3mm-ו 1.85mmסדרי גודל בזמן שגובה שכבת הבוצה המוקרנת הייתה 3-בכ

. הביאה לחיסול כלל המושבות 1.5Mradהוקרנה במנת קרינה ש 4.5mm-ו 3.3 ,1.85 ,1.00בגובה

Co ידי -בבוצה שהוקרנה על. ניתן היה להבחין בהבדל בין רגישות הקוליפורמים לסך החיידקים60

בכדי להפחית את עלויות מתקן ההקרנה ובכדי לאפשר יעילות כלכלית עבור מתקן בסדר גודל

האנרגיה המועברת לשטף הבוצה עם מתח פותח מתקן הקרנה המפחית את תלות, תעשייתי

[.29,67-69( ]אפשרות חדירה)האצה של הקרן

ייתכנות עלייה בכמות ייצור הבוצה בשנים הקרובות הביאה את הצורך לשלוט בסילוק ,במקסיקו

ידי הקרנה מהווה פתרון יעיל ויעזור במלחמה נגד מחלות הנגרמות -טיהור הבוצה על. הבוצה

בכדי לנסות ולאפיין מתקן שכזה עבור הטיפול בוצה מספר ניסויים . םמשייארים של שפכי

-כמות המזהמים. מעבדתיים במאיץ אלקטרונים בוצעו כדי לבחון את ירידת המזהמים האורגנים

כמות החיידקים ירדה . בהתאמה 84%-ו 79% -ירדו בכ 1.2-1.8Mradפנול ודטרגנט במנות קרינה

0.7Mrad [70 .]סדרי גודל במנת קרינה 6-בכ

Coידי -מתקן מחקר שהוקם אפשר הקרנת בוצה על, בהודואגן שיקוע , לאחר כל שלב טיפול 60

הקרנת הבוצה בוצעה . מוצקים 2.5-4%הבוצה הכילה . עיכול אנארובי או אגן שיקוע סופי, ראשון

הבוצה הועברה בצורה מכאנית לכלי ההקרנה . במערכת מחזורית סגורה -האחת: בשתי שיטות

3mתכולה של )60mקצב זרימה )הבוצה הייתה נעה במחזוריות . ידי מנוע-על( 3

3/h ) עבור זמנים

מערכת -השנייה. לאחר הטיפול הבוצה הייתה מועברת לייבוש בשמש. בהתאם לדוזה, שונים

12m)הבוצה הייתה מועברת . מחזורית פתוחהלכלי , ידי מנוע-על, דרך צינור מתחתית המיכל( 3

בסוף הטיפול הבוצה הייתה . ר הבוצה התבצע לאותו מיכל מלמעלה במחזוריותההקרנה ושחרו

תוצאות הקרנת הבוצה במערכת הסגורה ובמערכת הפתוחה הראו ירידה . מועברת לייבוש בשמש

. אך עם זאת היה קיים שוני 0.3-0.5Mradסדרי גודל בקוליפורמים בבוצה שהוקרנה במנות 4של

ה חל גידול חוזר של קוליפורמים בעוד בבוצה שהוקרנה במערכת בבוצה שהוקרנה במערכת הסגור

תוצאה . הקוליפורמים חוסלו ללא יכולת הישרדות, הפתוחה לא היה גידול חוזר של קוליפורמים

זו נבעה הן מקצב זרימה שונה שהיה נמוך פי שתיים מקצב הזרימה במערכת סגורה והן מחדירה

במחקר הנוכחי גם . ערכת אשר תרמה לתהליך ההקרנהתמידית של חמצן המשמש כזרז לתוך המ

' תיקון'חיידקים אלו אחראים על , בבוצה המוקרנת( Rhizobium)נבדקה גדילת סוג חיידקים

מתצפית שנעשתה היה ניתן . חיים-ידי צמחים ובעלי-אטמוספירת חנקן כך שיהיה ניתן לשימוש על

דקים אלו השפיעה בצורה טובה על לראות כי קרקע שהוזנה בבוצה מוקרנת המועשרת בחיי

[. 71]הגידול לעומת קרקע שהוזנה בבוצה לא מוקרנת ומועשרת בחיידקים אלו

ידי מאיץ אלקטרונים לבין טיפול בגלי מיקרוגל -בוצע ניסוי המשלב בין הקרנת בוצה על ,ברומניה

טיהור , םבוצעו כמה ניסויי. במטרה להוריד את הדוזה הנבלעת ואת זמן ההקרנה למינימום

ידי שילוב בין -טיהור הבוצה על, ידי גלי מיקרוגל-טיהור הבוצה על, ידי אלקטרונים-הבוצה על

ידי שילוב בין השניים -טיהור הבוצה על, ידי אלקטרונים היה ראשון-השניים כאשר הטיפול על

-הור בוידי גלי מיקרוגל היה ראשון והניסוי האחרון שילוב של שתי שיטות הטי-כאשר הטיפול על

, זמני של השיטות מביא להשפעה קטלנית על המיקרואורגניזם-הניסוי הראה כי טיפול בו. זמנית

[. 72]ההנחה כי גלי המיקרוגל ממתנים את רגישות האורגניזם להקרנת האלקטרונים

מטרות המחקר. 2

יפול כזה ט. המטרה העיקרית בעבודת מחקר זו הינה מציאת פתרון טיפול הולם לטיהור בוצה

זול , המטרה היא מציאת פתרון זמין. מהווה פתרון חיוני למניעת הזרמת הבוצה לים התיכון

פתרון נאות יכול להביא , מאחר ומדובר בכמות של כשליש מכמות השפכים בישראל. ופשוט

פתרון יבשתי כפי שמוצע במחקר זה מאפשר . לשיפור מאזן המים בישראל הנמצא במצוקה קשה

הבוצה למשאב סביבתי בר מחזור ושימושה בחקלאות כמרכיב הזנה לקרקע עקב את הפיכת

מאחר והיעד הוא פיזור הבוצה . נושא זה מצריך בדיקה מקיפה. תכולתה הרבה ברכיבים אורגנים

. יש לבדוק נושאים הנוגעים לבריאות הציבור ומטרדים סביבתיים, בשטחים חקלאיים נרחבים

פשוט וזול , בתעשיות רבות ומגוונות ואי לכך נבחרה ככלי יעילקרינה מהווה כלי מאוד חשוב

השפעת הקרינה על הבוצה נבדקה בעבודה זו לעומקה בתחומים רבים הן . לטיהור הבוצה

מניעת זיהום )מהבחינה המיקרוביולוגית והן מבחינת הבדיקות הכימיות העומדות בתקנות המים

.2004 -ד"התשס, (שימוש בבוצה וסילוקה( )מים

כיצד ניתן יהיה , מטרה נוספת של המחקר הינה בדיקת היבטים יישומים של תוצאות המחקר

, האם ניתן להשתמש בצורה המקובלת. לפזר את הבוצה המוקרנת בשטחי הגידול החקלאיים

. השקיית השטחים על ידי פיזור בעזרת טפטפות ובאילו תנאים יהיה ניתן לפזרה

המחקר היו מציאת הדרך הטובה והנוחה ביותר להקרנת הצעדים הראשונים לביסוס היפותזת

מציאת הדרך הישימה ביותר עבור הקרנת כמות גדולה של בוצה וקביעת מקור הקרינה . הבוצה

. המתאים ביותר מבחינה מעשית

השלב הסופי במחקר הינו הבאת האפשרות כי מתקן טכנולוגי ייעודי יהווה פיתרון הולם לטיפול

יקת ייתכנות הקמת מתקן טיהור בוצה בעזרת הקרנה שיעבוד בהספק ובד, טיהור הבוצה

תוך כדי הבאת פתרון הולם לבעיית הזרמת הבוצה , אופטימאלי ויספק מים וחומר טיוב לחקלאות

. לים התיכון

שיטות ניסיוניות. 3

הבוצה. 3.1

, (כפי שהוזכר קודם לכן)בוצה בלתי מטופלת , ן"הבוצה שנלקחה לשם המחקר הינה בוצת השפד

הדגימות שנבדקו . ממכון הטיהור באשדוד( כמפורט במבוא)ולשם השוואה נלקחה בוצה ראשונית

פרט לבדיקות הכימיות ובדיקות הנוגעות לשקיעת מוצקים בהם נפח , 100mlהיו בנפח של

, ום הוקרנון ובאותו י"הדגימות נאספו לרוב ממכון טיהור השפכים שפד. הדגימות היה ליטר אחד

והן במפעל לפלסטיקה הן במרכז למחקר גרעיני בנחל שורק שם הוקרנו על ידי מקור גמא

ובאו משהוקרנו הדגימות הן ה. שער הגולן אשר שם הוקרנו הדגימות על ידי מאיץ אלקטרונים

מעבדת , לבדיקות במעבדות אמינולאב המתמחה בבדיקות כימיות ומיקרוביולוגיות בפארק המדע

שרות שדה גילת התומכת בחקלאי הנגב במועצה אזורית בני שמעון ובמעבדה המרכזית לנגיפים

בקשות . ל עובדות לפי התקן הנדרש"המעבדות הנ. ש חיים שיבא בתל השומר"במרכז הרפואי ע

. בודה בוצעו בהתאם לנושא הנבדקהזמנות הע

מתקני הקרנה . 3.2

מ במרכז המחקר הגרעיני נחל "ואן הקרנות בע–דגימות הבוצה הובאו כאמור להקרנה הן בשור

המפעלים פועלים על פי סטנדרטים בינלאומיים . שורק ובמפעל לפלסטיק בקבוץ שער הגולן

המפעלים . ת הסביבה ומשרד העבודההמשרד לאיכו, ונמצאים תחת פיקוחו של משרד הבריאות

נמצאים תחת פיקוח שוטף של מעבדה מוסמכת לבטיחות קרינה על פי הנחיות המשרד לאיכות

. הסביבה ומשרד העבודה

כאשר המנה בה נעשו רוב , 2.5Mrad-ל 0.2Mradדגימות הבוצה הוקרנו במנות קרינה של בין

ברוב הבדיקות שנדרשו נה הסטנדרטיתמנה זו נקבעה כמנת הקרי, 0.8Mradהבדיקות הייתה

. למחקר מאחר ומנה זו מספיקה לחיסול פתוגנים באופן משמעותי כפי שיוסבר בתוצאות המחקר

מ "ואן הקרנות בע-מתקן ההקרנה בשור. 3.2.1

המפעל עוסק ביישומים תעשייתיים של קרינה ". שורק"המפעל ממוקם במרכז למחקר גרעיני

מוסדות מחקר ובתי , מוצרים רפואיים, שירותי עקור והקרנה לתעשיות המזוןמתן , מייננת

.מפעלי אריזות למזון והתעשייה הכימית, חולים

, המוצרים המוקרנים נחשפים לקרינה ברמה ובפיזור המבטיחים עיקור ברמת הבטיחות הנדרשת

המוצרים . לתהחדירה העמוקה של קרני הגמא מבטיחה כי כל נפח המוצר חשוף לקרינה המטפ

ללא צורך , הופכים למעוקרים עם צאתם מחדר ההקרנה ומותרים לשימוש מיידי לאחר ההקרנה

. בידוד או כל תקופת המתנה אחרת, באוורור

בנפח ליטר והן בבקבוקונים קטנים 1דגימות הבוצה שהובאו לשורק היו הן בבקבוקי פלסטיק של

ומערכת תפעול מכאנית ,מבנה מוגן כאשר ההקרנה נעשתה במתקן אשר מכיל 100mlשל

יעילות .מערכת מסוע ותמיכה, JS-6500מסוג NORDIONתוצרת מקרן -עבור המקור

למעט מילוי מקור הקובלט ופעילויות הספק זמן 95%-המפעל בכך שהוא מתוכנן לעבוד בכ

והצפיפות gr/cc0.3צפיפות המוצרים העוברים הקרנה צריכה להיות מקסימום . תחזוק שגרתיות

. gr/cc0.05המינימלית צריכה להיות

מנת הקרינה הנדרשת עבור החומרים ואקטיביות , פיפות החומריםמהירות המסוע תלויה בצ

gr112עפרונות מקור אשר כל אחד מהם מכיל 252מתלה מקורות הקובלט מכיל . מקור הקובלט

מקורות . curies7560אשר ייתן אקטיביות כוללת של curies30של קובלט ואקטיביות של

ין שימוש במקורות קיימת בריכת אכסון חלד ובזמן שא-הקובלט אטומים בעפרונות פלדת אל

, במחקר זה הבוצה, החומרים. להגנה ובה מים כמקובל בבריכות איחסון במתקנים מסוג זה

לעבר תא ההקרנה בשמונה מחזורים ומשם אל מחוץ , עוברים במתקן בתוך תיבות על גבי המסוע

[. 73. ]3.2.1.1איור , למתקן

.ואן-ר סכמאטי של מתקן ההקרנה בשורתאו. 3.2.1.1איור

מאיץ האלקטרונים בשער הגולן . 3.2.2

. מאיץ האלקטרונים בשער הגולן נמצא במפעל המספק שירותי הקרנה לצינורות פלסטיק

הצינורות המכילים חומר גלם בעל משקל מולקולארי גבוה וצפיפות גבוהה עוברים צילוב בתהליך

קשרים בלתי הפיכים ויציבים והופכים את צינור הפלסטיק לחומר תרמואלסטי כימי אשר יוצר

. יציב

( מתח האצה) end pointהעובד באנרגיות , (Dynamitron)" דינאמטרון"מקור האלקטרונים הוא

סריקת הקרן מגיעה לפס , mA50טווח אנרגיות בינוני וזרמים של עד , Mev3-ל Mev1שבין

, היישומים הרבים של מאיץ זה נעוצים בצילוב חומרים פולימרים .2.5cm ורוחב 1.83mבאורך

. ב"ארה RDIי חברת "המאיץ מיוצר ע. חיטוי מוצרים רפואיים ופירוק טפלון, תהליכים כימיים

. שימוש במאיץ האלקטרונים מאפשר שינוי כימי במוצר או הריסת מזהמים ביולוגים כנדרש

, תפוקה גבוהה יותר, שליטה בתהליך, החומרים תועלת נוספת למאיץ הינה בשיפור אפיון

. ידידותיות לסביבה ועלויות נמוכות

1.2-גובה שכבת הבוצה לא עלה על יותר מ, דגימת הבוצה שהוקרנה הונחה במגש אלומיניום

איור , המגש הונח על גבי שולחן ההקרנה. סנטימטר בכדי לאפשר חדירת אלקטרונים בנוזל

3.2.2.1 .

ב א

. האלקטרונים בקיבוץ שער הגולן מאיץ. 3.2.2.1איור

טווח החדירה של . המאיץ יוצר קרן אלקטרונים אחידה אשר סורקת את הבוצה קדימה ואחורה

מנת הקרינה . האלקטרון נקבע על ידי האנרגיה שלו שתאבד לאחר אלפי התנגשויות בבוצה

. שתבלע בבוצה היא זו שתגרום לשינוי תכולת חומר הבוצה ותביא לטיהורה

הבדיקות שנעשו בבוצה . 3.3

דגימות הבוצה המוקרנות והלא מוקרנות עברו בדיקות מיקרוביולוגיות ובדיקות כימיות

. מעבדת שדה במועצה אזורית בני שמעון-במעבדות אמינולאב בקרית ויצמן ובמעבדת גילת

לדרישות ההסמכה של המטרה הייתה לבחון את רמת זיהום הבוצה והבדיקות בוצעו בהתאם

[. 74]הרשות הלאומית להסמכת מעבדות ונבדקו בשיטות שונות כמפורט

SM 9215 B -חיידקים ספירה כללית. 3.3.1

בדיקה זו הינה חשובה לצורך . הספירה הכללית מהווה מבחן לאיכות המיקרוביאלית של המים

כללית בבוצה נעשתה בשיטת ספירת החיידקים ה. הערכת יעילות טיפול החיטוי המתבצע בבוצה

(pour plate) .0.1-שיטה זו קלה לביצוע ויכולה לאפשר בדיקה של דגימות בנפחים הנעים מml ל-

2.0ml .המראות נטייה נמוכה לפלישה אחת אל , המושבות שנוצרות הן קטנות וקומפקטיות

ים גדלות לאט מושבות שקועות לעת, מצד שני. השניה מאשר אלו המיוצרות על ידי גידול משטחי

אך , בקרת אמבטיית מים תרמוסטאטית במקרה זה נחוצה עבור מיתון מצע אגר. וקשות להעברה

-משמעותי מחשיפת המעבר של הדגימה לאגר מ heat shockעם זאת יכול להיגרם לבקטריה

46Cº-45Cº .

ה מיד לאחר הקרנת הדגימה היא הובאה לבדיקת מעבדה בכדי להקטין את שינוי האוכלוסיי

במידה . שעות 8הזמן המקסימלי המומלץ בין נטילת הדגימה לבדיקה הינה . הבקטריאלית

זמן . 4Cº -שמירת הדגימה נעשית בטמפרטורה הנמוכה מ, והבדיקה אינה יכולה להיערך בזמן זה

הכנת הדגימה לבדיקה נעשית . שעות 24ההמתנה בין הבאת הדגימה לבדיקתה אסור שיעלה על

לשם . רישום תאריך ועוד פרטים הנחוצים לפני הבדיקה, מיהול, ר הדגימהמספו: באופן הבא

65cm)הבדיקה משתמשים בכוסות סטריליות2צלחות פטרי פלסטיק חד פעמיות מחוטאות או (

(57cm2. שניות 15ערבוב הדגימה נעשה ביסודיות על ידי שייקר חשמלי למשך . (

מדידת חלק הדגימה . 300-ל 30יהיו בין בחירת המיהול נעשית כך שסך המושבות על הצלחת

. יש להחליפה, במידה והפפטה מזדהמת תוך כדי העברה. מתבצעת על ידי שימוש בפפטה סטרילית

יש להיזהר במעבר הפפטה מהדגימה . אין למהול ולשפוך לצלחת כאשר יש אור שמש באופן ישיר

מתחת לשטח הדגימה או סנטימטר 2.5 -אין להכניס את הפפטה יותר מ, בכדי למנוע זיהום

. המיהול

ידי חשיפה לזרימת אדים –הכיסוי נעשה על ידי המסת מצע אגר מוצק במים רותחים או על

אך עם זאת יש להימנע מחשיפה ממושכת לטמפרטורה גבוהה לא נחוצה , במיכל סגור למחצה

, סהיש להשתמש בכל חלק להמ, אם המצע נמס בחלק אחד או בשניים. במשך ולאחר ההמסה

יש להגביל את מספר הדגימות בכל סדרה כך שלא יחלפו . דבר זה מספק המסה של כל התכולה

10-20mlיש לשפוך . דקות בין המיהול הראשון והשפיכה של הצלחת האחרונה בסדרה 20-יותר מ

כאשר שופכים לכל צלחת יש . לכל צלחת בזהירות 44-46Cºמצע נוזלי השמור בטמפרטורה של

ע הנמס ביסודיות לצלחת פטרי בזהירות בכדי שהתערובת לא תגלוש מעבר לשפה לערבב את המצ

יש לתת לצלחת להתמצק . ידי טלטול–בעת סיבוב הצלחת לכיוון אחד ואחר כך לכיוון השני או על

(. דקות 10למשך )ברמת המשטח

. השלב הבא הינו אינקובציה ומיד לאחר מכן ספירת כל המושבות על הצלחת הנבחרת

SM 9221 B -קוליפורמים. 3.3.2

המעיד על חשש , הקוליפורמים הינם קבוצת חיידקים המהווים אינדיקאטור לרמת זיהום

קבוצה זו מתאימה ביותר . לנוכחות אורגניזם ופתוגנים במים וקריטריון לתנאים סניטרים

ולות חיים ומופרשים בכמויות גד-כאינדיקאטור לזיהום הבוצה מאחר והם חיים במעי בעלי

Mostשפופרות כאינדקס -ידי תהליך התססה רב-נהוג לדווח על תוצאות הקוליפורמים על. בצואה

Probable Number (MPN) אינדקס זה הוא מספר הקוליפורמים אשר . כפי שנעשה במחקר זה

כאשר זה ; יותר מכל מספר אחר את התוצאות הצפויות מבדיקה מעבדתית, סביר להניח, ייתן

בהליך זה צפיפות הקוליפורמים מדווחת בצורה שגרתית כספירת . הכמות בפועל אינו קובע את

MPN 100 -לml .במקרה , שימוש בהליך זה מאפשר להעריך את האיכות הסניטרית של המים

. שלנו בוצה והשפעת תהליכי טיפול

הראשון מביניהם הינו השערת הפאזה, השיטה עבור בדיקת הקוליפורמים בנויה מכמה שלבים

של דגימה לא 100ml-ו 10ml ,20mlאשר כולל את הכנת המצע לרמה כזו של חוזק אשר הוספת

שפופרות בשורה כך שמספר השורות 10, 5התהליך הינו סידור . תשפיע על ריכוזי מרכיבי המצע

. שפופרות עבור כל מיהול 5-עבור הבוצה יש צורך ב, ונפח השפופרות תלוי באיכות המים הנבדקים

24כעבור . ידי ניעור ולאחר מכן הכנסתה לאינקובציה-הדגימה המהולה עם המצע נעשה על ערבוב

-גז ותגובה חומצתית במידה ולא הובחן דבר הדגימה מוחזרת ל, שעות יש לבחון האם קיים גידול

העדר תגובה חומצתית או גז פרושה תוצאה . שעות נוספות אשר בסופן נבדקת הדגימה שוב 48

בשלב זה נבדקת כל , השני מכיל אימות הפאזה אשר גם פה יש צורך בגידול המצעהשלב . שלילית

השלמת . שעות 24כמות מסוימת של גז או תגובה חומצתית בתוך , שפופרת שהראתה גידול

. הפאזה הינה השלב האחרון בבדיקה זו אשר פה נקבעת הנוכחות הבקטריאלית של הקוליפורמים

. וצאה חיובית המראה נוכחות קבוצות קוליפורמיםייצור גז בשלב סופי זה מהווה ת

SM 9221 E -קוליפורמים צואתיים. 3.3.3

ח ולבעלי דם "הקוליפורמים הצואתיים מתפתחים בטמפרטורות גבוהות ומאופיינים ביותר לבע

במחקר זה של , חיידקים אלו מהווים אינדיקאטורים יותר ספציפיים לזיהומי המים בשפכים. חם

טת בדיקה זו עבור קוליפורמים צואתיים מבוצעת בשלב אחד על ידי סוג מצע מסוים שי. בוצה

(A-1) .10כך שחוזקו יאפשר הוספת , השלב הראשון בבדיקה הינו הכנת המצעml ולא מהדגימה

שעות או פחות במצע הינה תגובה 24היווצרות גז תוך . יפגע בריכוז מרכיבי המצע הסטנדרטי

MPNהשלב האחרון בבדיקה זו הינה חישוב . חות קוליפורמים צואתייםחיובית המראה על נוכ

. מהמספר החיובי הנראה במצע

3.3.4 .-BOD SM 5210 B

Biochemical Oxygen Demand- שיטה זו הינה בדיקה אמפירית . ב"צח, צריכת חמצן ביולוגית

לבדיקה . המיםומים שופעים ומזו, אשר קובעת את יחס רמת החמצן הנדרשת עבור שפכים

הבדיקה בודקת את תפוקת . יישומים רבים במדידת עומס שפכים למפעלים שמטפלים בשפכים

החמצן המולקולארי במשך תקופת דגירה מסוימת עבור פירוק ביוכימי של החומר האורגני

הבדיקה יכולה . והשימוש בחמצן לחמצון חומרים אנאורגניים כמו גפרית וברזל( צריכה פחמנית)

אלא אם ( צריכה חנקנית)גם את כמות החמצן הנדרשת עבור הפחתת החמצון של חנקן למדוד

הבדיקה נעשית בכדי להעריך את כמות החומר האורגני בבוצה ובמים . חמצונו נמנע על ידי מעכב

. תוך מדידת החמצן הנצרך על ידי מיקרואורגניזם אירוביים עבור פעילותם המטבולית

הבדיקה שיושמה . 7.5-ל 6.5בערך הגבה הנע בין BODפשר הערכת תהליך הזריעה והמיהול מא

הצפת /ימים כאשר עקרון שיטה זו מבוססת על מילוי 5במחקר זה הינה בדיקה בתקופה של

. בקבוק אטום על ידי הדגימה והכנסתו לאינקובציה בטמפרטורה קבועה למשך חמישה ימים

מחושב מההפרש בין BOD-קובאטור וההחמצן שהתמוסס נמדד בתחילה ולאחר מכן נכנס לאינ

נקבע מיד לאחר המיהול DO-מאחר וה. ההתחלתי לסופיDO (Dissolved oxygen) -ערך ה

נכלל , דקות הראשונות 15-כולל זה שמתרחש ב, כל החמצן שנספג, (לשם איזון צריכת החמצן)

. BOD-במדידות ה

זמן אכסון רב בין לקיחת הדגימה דגימות עבור הבדיקה יכולות לרדת באופן משמעותי במשך

ניתן למנוע זאת על ידי ניתוח מיידי או קירור הדגימה . נמוכה BODכשהתוצאה ברמת , וניתוחה

את הדגימות יש לחמם לפני הבדיקה . לטמפרטורה הקרובה לטמפרטורת קיפאון במשך האכסון

. Cº20 -לטמפרטורה של כ

. 250-300ml משתמשים בבקבוקים נקיים בעלי נפח של

מאחר ויש צורך באוכלוסיית מיקרואורגניזמים המסוגלים לחמצן את החומר האורגני המתכלה

. ידי הוספת חיידקים-אפשרות של פירוק ביולוגי נבדקה גם על, מעצמו

3.3.5 . SM 5220 D- COD

Chemical Oxygen Demand ,כ משמש כמדידה שוות ערך "הצח. כ"צח, צריכת חמצן כימית

עבור . ידי חומר כימי מחמצן-ל תכולת החומר האורגני בדגימה אשר נוחה לחמצון עללחמצן ש

פחמן אורגני או חומר , BOD-יכול להיקשר בצורה אמפירית ל COD, דגימה ממקור ספציפי

. אורגני

מאחר ורוב , Closed Reflux, Colorimetricהשיטה בה נבדקה צריכת החמצן הכימית הינה

הדגימה . ידי תערובת רותחת של כרומית וחומצה גופרתית-מתחמצנים עלהחומרים האורגנים

, לאחר עכול. כרומט-לתמיסת חומצה עודפת ידועה של אשלגן ודי" אגרסיבי"מוכנסת באופן

החומצה שלא התפרקה עוברת טיטרציה עם אמוניום גופרתי ברזלי בכדי לקבוע את כמות

. ן מחושב כפונקציה של החמצןוכמות החומר האורגני שחומצ, החומצה שנצרכה

. ידי מדידת נפח הדגימה וחומרי הריאקציה והכנסתם לתוך אמפולה-הבדיקה מתבצעת על

מקררים את הדגימה . למשך שעתיים 150Cº-מכניסים את הדגימה המוכנה לחימום ב

מבצעים טיטרציה עם החומרים שנקבעים מראש וכאשר מגיעים לנקודה , לטמפרטורת החדר

. ה מבחינים בשינוי חד בצבע ניתן למדוד על ידי חישוב את צריכת החמצן הכימיתמסוימת ב

סריקת חומרים אורגניים. 3.3.6

עבור חומרים אורגנים , ספקטרומים 350000המכילה wiley 7מול ספריית GC-MS -נעשתה ב

מסה מולקולארית בעלי )מטר ועבור חומרים אורגנים חצי נדיפים 60נדיפים ישנו שימוש בקולונה

.o-xyleneריכוז החומרים חושב לפי . מטר 30בקולונה של ( גבוהה יותר

ומתאים עבור ניתוח ספקטרום , ספקטרוסקופיה של מסות/ידי כרומטוגרפיה-הניתוח נעשה על

. כמות החומר מתבצעת על ידי שילוב יון יחיד נוכח. רחב של החומרים במים

בקבוקוני המדידה צריכים להיות נקיים . ל פי הסטנדרטיםהשלב הראשון הינו הכנת הציוד ע

הגז , החומר האורגני עובר שינוי פאזה מנוזלית לגז תוך כדי תסיסה. והמכשור צריך להיות מכויל

לאחר מכן מחממים ומזרימים גז אינרטי . נסחף דרך חומר בולע אשר אוסף את החומר האורגני

, אשר בעזרת טמפרטורה מתאימה, הכרומטוגרפיההגורם לרכיבים להשתחרר לתוך עמודת גז

. הגלאי הינו ספקטרומטר מסות. גורמת להפרדת הרכיבים

SM 3120 Bכולל הכנה , סריקת מתכות לפי תקן. 3.3.7

ICP (Inductively Coupled Plasma) הינה שיטה נוחה לקביעת מתכות בדגימות מים ושפכים .

כיל זרימת גז ארגון מיונן על ידי שדה תדירויות רדיו מ ICPהעיקרון בשיטה זו היא כי מקור

, ידי מים-ידי סליל המקורר על-שדה זה מצומד לגז מיונן על. 27.1MHz-אופייני המתנדנד ב

, הבוצה, תרסיס מהדגימה. קוורץ התומך ותוחם את הפלסה" לפיד"הנמצא מסביב למעין

רך שפופרת הזרקה הממוקמת בתוך נלקח לפלסמה ד, ידי מכשיר מתאים ותא ריסוס-המיוצר על

חושף את האטומים הנבחרים לטמפרטורות של , ICP-תרסיס הדגימה מוזרק ישירות ל. הלפיד

6000-8000ºK . מושגת ירידה , מראות הפרדה מוחלטת של מולקולותמאחר ותוצאות אלו

הטמפרטורה הגבוהה של הפלסמה מאפשרת לאטומים מעוררים . משמעותית בהפרעה הכימית

מספק ICP-ה. אחוז יינון גבוה של אטומים מאפשר ייצור ספקטרום פליטה יוני. היפלט ביעילותל

. אשר אינו כפוף לבליעה עצמית פרט למקרים בודדים" דק"מקור

צימוד עם , לכן. הינה מוגבלת לאלמנטים רבים ICPידי תוצאות –יעילות העירור המסופקת על

לפתח ICP -האור הנפלט מה. של אלמנטים מתכתיים טווח דינאמי רחב מאפשר קביעה יעילה

השימוש בחריץ מיועד לבודד את . החריץ של המונוכרומטור או של הפוליכרומטור היוצר פיזור

המונוכרומטור . הספקטרום החלקי הנפלט מהעוצמה הנמדדת בעזרת שפופרת פוטומולטיפלייר

שתמש בבקרת סריקה ממוחשבת בכדי משתמש ביציאת חריץ יחידה או פוטומולטיפלייר ויכול לה

הפוליכרומטור משתמש בחריצי יציאה רבים מקובעים ושפופרות . לבחון אורכי גל הנפלטים ברצף

. במקביל מתבצע מעקב של אורכי הגל תוך שימוש בבקרת מחשב. פוטומולטיפלייר תואמים

pH 4500-H -ערך הגבה. 3.3.8+ B

, להגיד כי כמעט כל שלב בהספקת מים וטיפול בשפכיםניתן , (pH)כשמדברים על ערך הגבה

תלויים ברמת , חיטוי ובקרת קורוזיה, הקרשה, שיקוע, ריכוך מים, בסיס-לדוגמה נטרול חומצה

תחמוצת הפחמן ומדידות -משתמשים בערך ההגבה עבור מדידות אלקליות ודו. (pH)ערך ההגבה

נתונה עוצמת החומצה או הבסיס עבור בטמפרטורה . חומצה-משקל בסיס-רבות אחרות של שווי

. ידי פעילות יוני המימן–או על (pH)אפיון התמיסה מבוטאת על ידי ערך ההגבה

. תפקטור החומציו" עצמת"המבטא את , מבוטא על ידי (pH)ערך ההגבה

(3.3.8.1)

pOHניתן להגדיר גם סקלת

(3.3.8.2)

משקל-לו קשורים באמצעות מכפלת היונים של מים בשוויעבור תמיסה נתונה ערכים א

(3.3.8.3)

(3.3.8.4)

:רכאש

ליטר/פעילות יוני ההדרוניום ביחידות מול

ליטר /ולפעילות יוני ההידרוקסיד ביחידות מ

השיטה . ידי מדידה אלקטרומטרית-במחקר זה היה על (pH)השיטה בה נמדד ערך ההגבה

. מתבססת על קביעת אקטיביות יוני המימן בעזרת מודד פוטנציאל

הנגיפים הערכת מספר. 3.3.9

בעזרת בפאזה הנוזלים ומיצוי polyethylene glycol (peg)על פי נוהל טיפול בבוצה הכולל טיפול

beef extract וכלורופורם מהפאזה המוצקה.

. plaque forming assayבשיטת RDהערכת מספר הנגיפים נעשתה על שורת התאים מסוג

. ידי הווירוסים-הדגרה של ווירוסים על שכבת בודדת של תאים המלווה בהדבקה של התאים על

ת הבסיס לשכבה הבודדת של הווה א carboxymethlcellulose עבור בדיקה זו מצע אגר או

ידי -התוצאות מבוטאות על. ירוסים שהדביקו את התאים יצרו פלאק על גבי האגרהוו. התאים

עוברים ' פאג-בשלב זה הבקטריו. (plaque-forming units-PFU)מספר היווצרות הפלאקים

ן לראות בסוף התהליך נית. ידי אותה שיטה בכדי לבדוק את מספר הפלאקים-את אותה בדיקה על

[. 75]בחיידקים (lysis)בתהליך יצירת ליזיס

ריח . 3.3.10

מטרד מאוד משמעותי הינו הריח אשר מקורו . שימוש הבוצה בחקלאות תלוי בכמה גורמים

. ושינויים ביולוגיים וכימיים אשר מתרחשים תוך כדי טיפול, מרכיבים מקוריים של השפכים

צה ויותר מכך בכדי לבדוק האם קיימת השפעה כזו או בכדי להעריך את השפעת ההקרנה על הבו

הניתוח התבצע תוך בדיקת הגזים . נבדקה דגימת הבוצה בקריה למחקר גרעיני בדימונה, אחרת

המאפשר לראות נוכחות כימיקלים ,GC-SMהנמצאים בנפח הדגימה מעל שכבת הבוצה בעזרת

בוצה מתחלקים /יבי הריח עבור שפכיםרכ. ונותן את האמצעי הטוב ביותר עבור הפרדת רכיבי ריח

. אלדהידים וקטונים, חומצה, חנקן, חומרי גופרה: לכמה קבוצות

פי אותו עקרון כפי שמתואר בבדיקת החומרים -ידי גז אינרטי ונותחו על-הרכיבים הופרדו על

[. 76-78]האורגנים כפי שמצוין לעיל

טפטפות . 3.4

הניסוי נעשה . ניצול הבוצה המוקרנת למטרות חקלאיותניסוי זה נעשה בכדי לבחון את אפשרות

כמות . כאשר המטרה הייתה לבדוק את יכולת מעבר הבוצה במערכת ההשקיה, במעבדת נטפים

והוקרנו בקרינת גמא במנת הקרינה , ריקנים'ליטר שאוכסנו בג 200הבוצה שנבדקה הייתה

. 0.8Mrad, הסטנדרטית שנבחרה

עברה מספר בדיקות במעבדת גילת בנגב בכדי לדמות מצב אמיתי לפני שימושה בטפטפות הבוצה

ידי -ערך ההגבה והמוליכות החשמלית נבחנו על. ולבחון האם באמת יהיה ניתן לנצלה לחקלאות

עקרון שיטה זו היא כי הדגימה , נתרן ואשלגן מסיס נבדקו בעזרת פוטומטר להבה. מכשיר אנליטי

הספקטרום הרצוי מבודד והעוצמה . תחת תנאים מבוקריםמותזת לתוך להבת גז והעירור מתבצע

ידי -הכלור נבדק על. עצמת האור הנמדדת הינה פרופורציונאלית לריכוז האלמנט הנמדד. נמדדת

פי פיתוח צבע -בדיקת החנקן האמוני התבצעה על. פחמה עם חומצה-טיטרציה עם כסף נטרט והדו

. פי שהוסבר לעילכ ICP-שאר המתכות נבדקו ב, ובדיקה בספקטרומטר

לאחר מספר ימים בודדים שהבוצה עמדה , הבוצה שהועברה במערכת הטפטפות עברה סינון גס

. 3.4.1איור , החלק הנוזלי, נלקח רק החלק העליון, לאחר ההקרנה

ב א

ונוסתה במערכת הטפטפות 0.8Nradן אשר הוקרנה במנת קרינה "בוצת השפד. 3.4.1איור

, בוצהבאמצע בוצה מסוננת ומימין משקע ה, הבוצה ללא סינון משמאל( א), בנטפים

הבוצה כפי שהיא נראית מעורבבת בצורה הומוגנית כאשר היא אינה מסוננת ( ב)

. ומימין הבוצה לאחר סינון

. כאשר כל שלב בניסוי עסק בכמות ספיקה שונה לטפטפת, הניסוי התחלק למספר שלבים

: זה נעשה שימוש בסוג הטפטפות כפי שיפורט עבור מקרה, קיימים כמה וכמה סוגי טפטפות

משעברו . בטפטפת זו המים נכנסים לפילטר המספק סינון גס -טפטפת לא מווסתת אינטגראלית

( הלחץ הרצוי ביציאה הינו אפס)את הלחץ " שבור"המים סינון עוברים דרך מבוך אשר תפקידו ל

ומאפשרת ניקוי , לקיקים במבוךדבר הגורם לזרימה טורבולנטית בטפטפת המונעת שקיעה של ח

. הדרך הסופית שעוברים המים הינה באמבטיית הטפטפת ומשם החוצה להשקיה. עצמי טוב יותר

.הטפטפת מודבקת אל דופן הצינור, מאחר וטפטפת זו הינה אינטגראלית

ניתן לשלב טפטפות אלו בכל , "כפתור"או כפי שהיא נקראת טפטפת -טפטפת מווסתת ננעצת

. לוחהמקום בש

ממברנה , (השומר על וויסות הממברנה)מכסה : טפטפות מסוג זה בנויות משלושה חלקים

בעלת מנגנון ניקוי עצמי והחלק ( לחץ משתנה)המווסתת את הלחץ ושומרת על ספיקה קבועה

. האחרון הוא תא הוויסות

סות משני הספיקה נשארת קבועה מאחר וקיים ווי, היתרון בטפטפת זו היא שבמידה והלחץ עולה

. צידי הממברנה

קוטר השלוחה , מטר 15אורך כל שלוחה . 3.4.2איור , המערכת הייתה מחולקת למספר שלוחות

השלוחות היו בצבע שחור הפועל נגד קרינת . מילימטר 0.9מילימטר ועובי דופן הצינור הינו 17

U.V בכדי שהצינור לא יתכלה .

הטפטפות בסוף כל . ימטר בין טפטפת לטפטפתסנט 20מיקום הטפטפות על גבי כל שלוחה היה

יותר משקעים מאשר בהתחלה עקב המהירות הגבוהה של המים בכניסה " סובלות"שלוחה

חשוב לציין כי הניסוי בוצע כך שכל טפטפת קיבלה , לכן. לעומת המהירות הנמוכה בסוף השלוחה

(. מהירות זרימת המים)לחץ זהה " קיבלו"וכולם , את אותם תנאים

ב א

מבט על השלוחות והטפטפות בכל שלוחה ( א)תיאור מערכת ניסוי הטפטפות . 3.4.2איור

. החלוקה פר שלוחה במערכת הניסוי( ב), ושלוחה

הינן טפטפות מווסתות בעוד A ,B ,Cטפטפות . D-ו A ,B ,Cנוסו טפטפות , רה הראשוןבמק

שעה ועבור כל סוג טפטפת /ליטר 1ספיקת כל אחת מהטפטפות הייתה . לא מווסתת Dשטפטפת

כל אחת 340כמות הטפטפות היו , B-ו Aעבור טפטפות . זמן הניסוי היה כחודש. נעשו חמש חזרות

. טפטפות כל אחת D 225-ו Cואילו עבור

אלא איכות המים נקבעה רק על ידי שכבת הנוזל העליונה , מאחר ומידת הסינון לא הייתה גבוהה

החומר האורגני . נבדקה האפשרות לסינון עבור מעבר הבוצה בטפטפות במידת הצורך, בבוצה

לא רק ,מוצקים מרחפים שמעל מיקרון) =TSS 1000המהווה את רוב המשקע מכיל רפש וסיבים

(. ביומסה

הינן טפטפות מווסתות בעוד G-ו E ,Fטפטפות . H-ו E ,F ,Gנוסו טפטפות , במקרים הנוספים

. טפטפת לא מווסתת אינטגראלית Hשטפטפת

ספיקת , שעה/ליטר 4הייתה Eספיקת טפטפת , ספיקת הטפטפות בבדיקות אלו שונו בצורה הבאה

שעה וספיקת הטפטפת /ליטר 24הייתה Gספיקת טפטפת , שעה/ליטר 8הייתה Fטפטפת

. שעה אך סוג הטפטפת היה שונה כפי שפורט קודם לכן/ליטר 8האחרונה הייתה

מספר הטפטפות היה שונה . חזרות לטפטפת 5במקרה זה מספר החזרות עבור כל סוג טפטפת היה

חת ניסוי טפטפות כל אחת עבור כל שלו 40היה E ,F ,Gמספר הטפטפות מסוג . מסוג אחד לשני

עבור סוג טפטפות אלו זמן . טפטפות עבור כל שלוחת ניסוי 220היה Hומספר הטפטפות עבור סוג

. הניסוי היה חודש

תוצאות. 4

ן והוקרנו "נעשתה על פי דוגמאות בוצה שנלקחו מהשפד, אנליזת תוצאות הקרנת הבוצה בפרק זה

ההקרנה נעשתה בשתי . כמפורט לעיל, יםוהן במאיץ אלקטרונ 60הן בקרינת גמא ממקור קובלט

ניתן לצפות כי הבדל משמעותי לא . דרכים אלו בכדי לוודא כי אין הבדל בין שתי תוצאות ההקרנה

. יהיה פרט לאחידות התפלגות מנת הקרינה בבוצה

בדיקות מיקרוביולוגיות. 4.1

פתוגנים -הקרנת הבוצה והשפעתה על הריגת הקוליפורמים

ידי קרינת -ניתן לראות את תוצאות השפעת הקרנת הבוצה הן על. 4.1.2-ו 4.1.2.1 בטבלאות מספר

. ידי קרינת אלקטרונים-גמא והן על

תוצאות הקרנת הבוצה בקרינת גמא והשפעתה . 4.1.1טבלה

. פתוגנים -על הישרדות רמת הקוליפורמים

מנת קרינה

[Mrad]

בקר קוליפורמים

[MPN/gr]

קוליפורמים לאחר הקרנה

[MPN/gr]

2.5

1.1x105

1.4x106

3.5x106

2 < 2 < 2 <

1.6

3.4x106

1.1x106

2.4x104

2 < 2 < 2 <

0.8

3.4x104

1.1x106

2.4x104

2 < 2 < 2 <

0.4

2.4x106

2 < 2 < 2 <

0.2

3.5x106

2 < 2 < 2 <

מנת קרינה [Mrad]

2בדיקה 1בדיקה

בקר

קוליפורמים [MPN/gr]

קוליפורמים לאחר הקרנה

[MPN/gr]

בקר

קוליפורמים [MPN/gr]

קוליפורמים לאחר הקרנה

[MPN/gr]

2.5

3x105

2.2x106

3 x105

2 < 2 < 2 <

6.3x107

3.5x108

4.1x107

2 < 2 < 2 <

1.6

2 < 2 < 2 <

2 < 2 < 2 <

1

2 < 2 < 2 <

0.8

2 < 2 < 2 <

2 < 2 < 2 <

0.4

8 2 <

2

2 < 2 <

2.4x103

0.2

130 2 <

70

2 < 40

2 <

תוצאות הקרנת הבוצה בקרינת אלקטרונים והשפעתה . 4.1.2טבלה

. פתוגנים -על הישרדות רמת הקוליפורמים

תוצאה בעלת , ניתן לראות כי כל מנת קרינה ולו הנמוכה ביותר מביאה לחיסול כל הקוליפורמים

. חשיבות רבה

די קרינת י-בוצה מיובשת שעברה עיכול אנאירובי וסינון במערכת וואקום הוקרנה הן על, בברזיל

בניסוי היה ניתן להבחין ברגישות החזקה של הקוליפורמים לקרינת . גמה והן במאיץ אלקטרונים

מספיקה בכדי לחסל את הקוליפורמים 0.5-0.6Mradהגמה והתוצאות הראו כי מנת קרינה של

[. 67. ]4.1.1בהשוואה למנת הקרינה הנמוכה יותר כמפורט בטבלה

חיסול הקוליפורמים 0.4Mrad ,0.2טרונים נצפה כי במנות הקרינה ידי אלק–בהקרנת הבוצה על

כפי ' רמה זו הינה נמוכה יותר ומעבר לתנאי הנדרש עבור בוצה סוג א, לא היה מוחלט אך עם זאת

הסיבה להישרדות הקוליפורמים . לגרם MPN 1000שמצוין בחקיקת תקנות המים לבוצה שערכן

קטרונים יכולה לנבוע מחוסר אחידות במנות הקרינה לאורך במנות קרינה נמוכות אלו בקרינת אל

לא בטוח כי משטח המגש אכן , חתך שכבת הבוצה מאחר וההקרנה נעשתה על גבי מגש נירוסטה

גובה בו טווח חדירת , סנטימטר 1.2-גובה שכבת הבוצה שהוקרנה במגש היה מתחת ל. היה ישר

א היה ישר או ששולחן ההקרנה לא היה ייתכן ומאחר ומשטח המגש ל. האלקטרונים מתאפשרת

, בפולין. בתחום מסוים גובה שכבת הבוצה היה גבוה יותר והקשה על חדירת האלקטרונים, ישר

הבוצה . 0.5-0.7Mradוהוקרנה במנת קרינה 2.5-3cmגובה שכבת הבוצה שהוקרנה הייתה

בספירה הכללית של סדרי גודל 3-4בהקרנתה הייתה בוצה מיובשת והתוצאות הראו ירידה של

שטחים חקלאיים שהשתמשו בבוצה זו כחומר יבש לטיוב הקרקעות . החיידקים והקוליפורמים

, בברזיל[. 64]הראו עלייה משמעותית בתנובת היבולים לעומת שטחים שלא הועשרו בבוצה

התוצאות שהתקבלו על ידי הקרנת בוצה בשכבות שונות ,ידי אלקטרונים-בהקרנת הבוצה על

מספיקה בכדי להוריד את מספר החיידקים הכללי בשלושה 1-1.5Mradכי מנת קרינה הראו

[. 67,68]סידרי גודל ולפעמים אף חיסול טוטאלי של החיידקים

בדיקת , נערכה בדיקה נוספת לפתוגנים, בכדי להחמיר בבדיקה ולהסביר את החשיבות הרבה

ספציפית יותר לזיהום המים , קטורבדיקה זו משמשת כבדיקת אינדי". קוליפורמים צואתיים"

0.4Mradמראה כי אכן מנת קרינה מעל 4.1.3טבלה מספר . בשפכים ונכחותם מוכיחה זיהום מים

". קוליפורמים הצואתיים"מחסלת את ה

מנת קרינה

[Mrad]

קוליפורמים צואתיים לאחר הקרנה

[MPN/gr]

9.2x104 בקר

0.4 2 <

0.2 680

תוצאות הקרנת הבוצה בקרינת גמא והשפעתה על . 4.1.3טבלה

. פתוגנים -הישרדות רמת הקוליפורמים הצואתיים

הקרנת הבוצה והשפעתה על הריגת חיידקים כללית

המייצגת את תוצאות 4.1.4השפעת הקרינה על הריגת החיידקים ניתן לראות בטבלה מספר

. כלליתספירת החיידקים ה

מנת קרינה

[Mrad]

בקר ספירה כללית

[CFU/gr]

ספירה כללית לאחר הקרנה

[CFU/gr]

2.5

2.7x106

4.5x107

1.5x107

10 < 10 < 10 <

1.6

1.4x105

6.7x107

2.3x108

10 < 10 <

10

0.8

1.4x105

6.7x107

2.3x108

775 430 325

0.4

2.3x107

1.4x103

2.6x103

2.6x104

0.2

1.2x108

4.6x104

4.7x104

4.7x104

תוצאות הקרנת הבוצה בקרינת גמא והשפעתה . 4.1.4טבלה

. על הישרדות רמת החיידקים הכוללת

מתחת למנת קרינה זו . דקיםלא קיימת הישרדות חיי 0.8Mradניתן לראות כי מעל מנת קרינה

בטבלה מספר . כמות החיידקים בספירה הכללית עדיין קיימת אך ירדה בסדרי גודל משמעותיים

. ניתן לראות את השפעת קרינת האלקטרונים על הספירה הכללית 4.1.5

מנת קרינה [Mrad]

2בדיקה 1בדיקה

בקר ספירה

כללית [CFU/gr]

ה כללית ספיר

לאחר הקרנה [CFU/gr]

בקר ספירה

כללית [CFU/gr]

ספירה כללית לאחר הקרנה

[CFU/gr]

2.5

1.8x108

1.6x108

1.4x108

325

3.7x105

10 <

3.7x108

1.5x108

2.2x108

10 < 10 < 10 <

1.6

2.2x105

10 < 10 <

10 < 170

10 <

1

1.4x103

2.1x105

250

0.8

15 275 10

2.2x106

1.2x106

2.2x108

0.4

240 170 180

7.1x104

1.0x105

1.5x105

0.2

2.6x104

2 x104

1.8x104

1.8x104

5.1x104

5.4x103

תוצאות הקרנת הבוצה בקרינת אלקטרונים והשפעתה . 4.1.5טבלה

. על הישרדות רמת החיידקים הכוללת

כמות החיידקים שנבדקה בספירה הכללית הראתה תוצאות יותר , בהקרנת הבוצה באלקטרונים

. טובות שכן במנות הקרינה הנמוכות יותר נצפתה ירידה משמעותית בכמות החיידקים

מנת . קרינה סטנדרטית בה לאורך המחקר נבדקו מדדים נוספים תוצאות אלו הביאו לקביעת מנת

מנה אשר ממנה והלאה ירד מספר החיידקים לסדרי גודל של , 0.8Mradהקרינה שנקבעה הייתה

. מאות בודדות

חיסול כולל של , תוצאות אלו מהוות את אחת הסיבות העיקריות לשימוש קרינה בכדי לטהר בוצה

. החיידקים בבוצה

ת שרידות הקוליפורמיםמיד

לקביעת מידת שרידות הקוליפורמים 0.8Mradהבדיקה שנעשתה בבוצה שהוקרנה במנת קרינה

מתארת תקופות המתנה לבדיקת חזרת 4.1.6טבלה מספר . הראתה כי הם חוסלו בצורה מוחלטת

ניתן לראות כי לאחר תקופת בדיקה שנקבעה מראש הקוליפורמים . קיום קוליפורמים בבוצה

תמיד היו מתח לסף גילוי המעבדה דבר המעיד כי הקוליפורמים חוסלו סופית ולא חזרו לגדול

. במצע הבוצה שנבדק

תקופה

[MPN/gr]קוליפורמים לאחר הקרנה

9.2x1010 בקר

בדיקה לאחר הקרנה

2 <

בדיקה לאחר שבוע

בדיקה לאחר שבועיים

בדיקה לאחר חודש

. שרידות חיידקי הקוליפורמים. 4.1.6טבלה

ן הינה עודף בוצה ביולוגית שניונית בלבד הנשאבת "ידי השפד–כיום הבוצה המסולקת לים על

. 1.5%מזרם הבוצה המוחזרת וכפי שהוזכר קודם לכן רובה עוברת הסמכה לריכוז מוצקים של עד

שנלקחה ממכון טיהור , ניתבכדי לבחון את יעילות ההקרנה נבחנה אפשרות ההקרנה בבוצה ראשו

ן ממנת קרינה של "התוצאות הראו כי בדומה לבוצה השניונית שנלקחה מהשפד. שפכים אשדוד

0.8Mrad הקוליפורמים הצואתיים מחוסלים וספירת החיידקים יורדת בכמה וכמה סדרי גודל ,

של במחקר שבוצע בערב הסעודית התקבל כי מנת קרינה , בדומה. 4.1.8-ו 4.1.7טבלאות

0.13Mrad [. 58]מספיקה בכדי לחסל את הקוליפורמים הצואתיים ללא גידול חוזר

מנת קרינה

[Mrad]

בקר קוליפורמים צואתיים

[MPN/gr]

קוליפורמים צואתיים לאחר הקרנה

[MPN/gr]

2.5 2.4x105 2 <

1.6 4.9x103

0.8

ת הבוצה הראשונית מאשדוד בקרינת גמא והשפעתה תוצאות הקרנ. 4.1.7טבלה

. פתוגנים -על הישרדות רמת הקוליפורמים הצואתיים

מנת קרינה

[Mrad]

בקר ספירה כללית

[CFU/gr]

ספירה כללית לאחר הקרנה

[CFU/gr]

2.5 3.3x107 10 <

1.6 9.5x106

345

0.8 30

תוצאות הקרנת הבוצה הראשונית מאשדוד בקרינת גמא . 4.1.8טבלה

. והשפעתה על הישרדות רמת החיידקים הכוללת

בדיקות כימיות. 4.2

אפיון החומר האורגני בבוצה

ידי שני פרמטרים דומיננטיים המתארים את הפעילות -אפיון החומר האורגני בבוצה נעשה על

צריכת החמצן , COD -ו BOD. דבר החשוב לייצוב הבוצה, כימית והביולוגית בבוצהה

-ו 0.8Mradהדגימות הוקרנו במנת קרינה . הביוכימית וצריכת החמצן הכימית בהתאמה

1.6Mrad ,לעומת זאת צריכת החמצן הכימית השתנתה 70%-צריכת החמצן הביוכימית ירדה בכ

-המדידה הראתה כי קיימת ירידה של כ, בערב הסעודית. 4.2.1איור מספר , בכמה אחוזים מעטים

במאיץ אלקטרונים 0.4Mradמערך צריכת החמצן הביוכימית בבוצה שהוקרנה במנה של 23%

. 2Mrad-ואילו בצריכת החמצן הכימית לא נראה שום שינוי בבוצה שהוקרנה עד מנת קרינה של כ

0.2-0.8Mradדי קרינת גמה במנת קרינה של י-תוצאות הניסוי עבור הקרנת הבוצה על, בהודו

מנת קרינה של , לעומת זאת. לא השתנה COD-וערכו של ה BOD -בערך ה 20%הראו ירידה של

[. 56,58]בבוצה גולמית BOD-בערך ה 50%-הראתה ירידה של כ 2Mrad-כ

בבוצה BOD, CODידי -אפיון החומר האורגני על. 4.2.1איור

. 1.6Mrad-ו 0.8Mradשהוקרנה במנת קרינה

הריגת החיידקים , ידי השימוש בחמצן-החומר האורגני משמש כספק אנרגיה עיקרי לחיידקים על

ב "כ וברמת הצח"מאחר ולא נראה שינוי ניכר ברמת הצח. ות החומר האורגניהביאה לשינוי פעיל

הוספו חיידקים לדגימת הבוצה שהוקרנה בכדי לבחון האם ייתכן פירוק , כן היה ניתן לראות שינוי

. ביולוגי לאחר ההקרנה והאם אכן ההקרנה הורגת את פעילות החומר האורגני

ידקים הפעילות הביולוגית נמוכה יותר ממה שנבדק לפני בבדיקה זו נראה כי גם לאחר הוספת החי

דבר נוסף שיש להתייחס אליו הוא . דבר המצביע על שינוי הרכב מסוים בחומר האורגני, ההקרנה

כמות צריכת החמצן הביוכימית שאינה יורדת לרמה מינימאלית דבר היכול להתרחש עקב אי

מחסלת את 0.8Mradמנת קרינה של , לכןכפי שהוזכר קודם . חיסול וודאי של כל החיידקים

החיידקים אך עם זאת ראינו בתוצאות כי לעיתים למרות שכמותם יורדת בכמה סדרי גודל עדיין

. דבר המצביע על אפשרות של פעילות ביולוגית מסוימת, לא כולם מחוסלים

כמות החומר דבר המלמד כי החומר האורגני עדיין קיים וכי , צריכת החמצן הכימית ירדה במעט

ייתכן כי ההקרנה מפרקת מולקולות אורגניות מסוימות אך עדיין . האורגני אינה ניתנת לפירוק

, שמן)מדידה זו הראתה כמה חומר אורגני קיים בבוצה הנבדקת . החומר האורגני נמצא בשלמותו

(. סוכר ועוד

ר כל מנת קרינה קיים עבו, לכן. מאחר ומנות הקרינה שונות, דגימות הבוצה הוקרנו בימים שונים

. ידי קו שבור-מצוין על 1.6Mradעבור מנת הקרינה 4.2.1בקר כפי שניתן לראות באיור

השפעת הקרינה על החומרים האורגנים בבוצה

מראות סריקת החומרים האורגנים בבוצה וריכוזם לפני ואחרי 4.2.2-ו 4.2.1טבלאות מספר

, חלק מהחומרים האורגנים הושפע מהקרינה וריכוזם ירד בצורה משמעותית. הקרנת הבוצה

חשוב לציין כי הבוצה שנבדקה הייתה בוצה נקייה יחסית מחומר אורגני . וחלק הושפע פחות

כפי שדובר קודם לכן מדובר . מאחר ומדובר בבוצה שעברה טיפול בבריכות פירוק חומר אורגני

ידי קרינה בכך שהן מתפרקות –יות גדולות מושפעות על מולקולות אורגנ. בבוצה עודפת

. מים ומתאן, תחמוצת הפחמן-למולקולות קטנות בסיסיות יותר כמו גז דו

חומר אורגני

Mrad 0.8 בקר

איכות ספריית

חיפוש

ריכוז חושב לפי

o-xylene [ppb]

איכות ספריית

חיפוש

ריכוז חושב לפי

o-xylene [ppb]

Methanethiol 86 7.5 83 3.1

2-Propanone 64 26 72 21

Methane,

thiobis

91 72 90 7

Carbon

disulfide

9 14 9 13

Ethane, 1, 2-

dichloro

97 17 97 10

Ethene,

trichloro

94 8 83 4

Disulfide,

dimethyl

95 193 97 39

2-pentanone 64 2.5

אורגנים לפני ואחרי הקרנת הבוצה סריקת החומרים ה. 4.2.1טבלה

. מטר 60קולונה , 0.8Mradבמנת קרינה

חומר אורגני

Mrad 0.8 בקר

איכות ספריית

חיפוש

ריכוז חושב לפי

o-xylene [ppm]

איכות ספריית

חיפוש

ריכוז חושב לפי

o-xylene

[ppm]

Phenol, 4-methyl 97 0.4

Hydroxylamine,

O-deeyl

78 0.03

סריקת החומרים האורגנים לפני ואחרי הקרנת הבוצה . 4.2.2טבלה

. מטר 30קולונה , 0.8Mradבמנת קרינה

ערך הגבה של הבוצה

ערך ההגבה בבוצה נמדד מאחר . בסיסיות הקרקע/רה שונה לחומציותגידולים שונים מגיבים בצו

ניתן לציין כי בתמיסות בעלות ערך הגבה . 4.2.3טבלה , והוא יהווה גורם משפיע על הערך בקרקע

לפי התוצאות נראה . אטומי המתכת נקשרים לחומרים מסוימים ואינם זמינים לגידול 6.5-גבוה מ

. אינה משתנה עקב ההקרנהרמה ש, 6.2-כי הערך נע סביב ה

מנת קרינה

[Mrad]

pH בקר

pH לאחר הקרנה

2.5 6.3 6.0

1.6 6.2 6.3

0.8 6.2 6.3

. השוואת ערך הגבה עבור בוצה מוקרנת ולא מוקרנת. 4.2.3טבלה

שקיעת המוצקים בבוצה

חשיבות גדולה דבר בעל, בשלב זה במחקר נבדקה השפעת ההקרנה על שקיעת המוצקים בבוצה

, שכמות כל אחת מהן הייתה ליטר, הדגימות. למטרות ההשקיה כפי שיהיה ניתן לראות בהמשך

ניתן היה , שעות לאחר ההקרנה 24מתצפית שנעשתה . 1.6Mrad-ו 0.8Mradהוקרנו במנות קרינה

חלה שקיעה חזקה יותר של מוצקים לעומת 1.6Mradלראות כי בדגימה שהוקרנה במנה של

בדגימה שלא הוקרנה 4.2.2איור , ודגימה שלא הוקרנה כלל 0.8Mradמה שהוקרנה במנה של דגי

דבר , דבר אשר היה נראה בדגימות שהוקרנו אך במידה מאוד מזערית, היה ניתן להבחין בקצף

. המצביע על תסיסה גבוהה בבוצה הלא מוקרנת

בקר

ב א

שקיעת ( א. )שעות לאחר ההקרנה 24התנהגות שקיעת המוצקים כפי שנצפה . 4.2.2איור

דגימת בוצה , תסיסה המתרחשת בדגימת הבקר( ב), המוצקים בדגימות השונות

. שלא הוקרנה

ניתן היה להבחין כי הבוצה בדגימות שהוקרנו , בתצפית שנעשתה יומיים לאחר הקרנת הבוצה

. 4.2.3איור , בדגימה שלא הוקרנה המוצק בבוצה מתחיל לצוף. שקעה בצורה ברורה יותר

צק נמצא במותניים הצרים של המו, א ניתן לראות את המוצק בתהליך הציפה. 4.2.3באיור

. הבקבוק ובחלק העליון מעל הנוזל בעוד בשאר הבקבוקים שהוקרנו מוצק הבוצה שקע

ב א

.8 ד ג

שקיעת המוצקים ( א. )התנהגות שקיעת מוצקים כפי שנצפה יומיים לאחר ההקרנה. 4.2.3איור

, כמות מוצק אשר החלה לצוף בדגימת הבוצה שלא הוקרנה( ב), בדגימות השונות

דגימת הבוצה שהוקרנה ( ד), 0.8Mradדגימת בוצה שהוקרנה במנת קרינה ( ג)

. 1.6Mradבמנת קרינה

בתצפית זו הובחן כי בדגימות . 4.2.4איור , בוצעה תצפית נוספת, חמישה ימים לאחר ההקרנה

בבוצה שלא הוקרנה , לעומת זאת. שהוקרנו המוצק שקע אף יותר מביום הראשון לאחר ההקרנה

דבר הנובע מתסיסה מוגברת שהתרחשה בדגימת הבקר בניגוד לדגימות , המוצק צף על פני הנוזל

לכך שהמוצק יהיה התסיסה גרמה כנראה . ששם היה ניתן לראות כי התסיסה ירדה, שהוקרנו

ממצא זה הינו בעל . ספוג בגזים שלא היו יכולים להשתחרר והם אלו שגרמו למוצק בבוצה לצוף

מאחר והחומר המוצק שקע ואת רוב נפח הדגימה מהווה הנוזל המיועד לשימוש , חשיבות גדולה

, בנוסף. ידי שאיבת הנוזל-במצב זה יהיה ניתן להפריד את הנוזל מהמוצק ביתר קלות על. חקלאי

המוצק שוקע וכפי שניתן לראות הנוזל נמצא , שקיעת המוצק מהווה השפעה רבה על ריח הבוצה

. דבר הגורם לנוזל להדיף פחות ריח מהמוצק כפי שיהיה ניתן לראות בהמשך, בשכבה העליונה

מגובה הכלי הכיל 95%תוצאה דומה נצפתה בניסוי שנערך בגרמניה והתקבל כי בבוצה שהוקרנה

[. 79]מגובה הכלי 5%-ואילו המוצק שקע והגיע לגובה של כ מים

בא

ד ג

שקיעת ( א. )ימים לאחר ההקרנה 5התנהגות שקיעת מוצקים כפי שנצפתה . 4.2.4איור

פני הנוזל בדגימת כמות המוצק אשר צף על ( ב), המוצקים בדגימות השונות

( ד), 0.8Mradדגימת בוצה שהוקרנה במנת קרינה ( ג), הבוצה שלא הוקרנה

. 1.6Mradדגימת הבוצה שהוקרנה במנת קרינה

ריכוז המתכות הכבדות בבוצה

ש הבוצה בחקלאות הינה ריכוז המתכות בעיה גדולה הניצבת בפני החקלאים בכל הנוגע לשימו

בדיקה הנעשתה לקביעת ריכוז המתכות ולשם . ריכוז מתכות כבדות גבוה מזיק לגידולים. הכבדות

הראתה כי ההקרנה לא השפיעה במידה כזו רבה , קביעה האם ניתן להשתמש בבוצה זו לחקלאות

מפרטת את 4.2.4בלה מספר ט. למרות שריכוז של כמה אכן ירד, על רמת ריכוז המתכות הכבדות

ניתן לראות כי ריכוז המתכות הינו מתחת לסף המדידה . ריכוז המתכות הכבדות המצויות בבוצה

ריכוז הקדמיום והכספית המהוות את הבעיה המרכזית עבור השימוש בחקלאות היו . המתבקש

. מתחת לגבול הרגישות המצוין

שם המתכת

סימון

בקר

Mrad 0.8- 1יקה בד

[mg/L]

Mrad 0.8- 2בדיקה

[mg/L]

Ag 0.05 ≥ 0.07 0.2 כסף

Al 14 12 22 אלומיניום

> As 0.1 < 0.1 < 0.1 ארסן

B 0.4 0.4 0.4 בורון

> Cd 0.05 < 0.05 < 0.05 קדמיום

> Co 0.05 < 0.05 < 0.05 קובלט

Cr 0.4 0.4 0.7 כרום

Cu 1.1 1.0 1.3 נחושת

> Hg 0.05 < 0.05 < 0.05 כספית

> Li 0.05 < 0.05 < 0.05 ליתיום

Mn 0.4 0.3 0.5 מנגן

≤ Mo 0.08 0.06 0.05 מוליבדן

Ni 0.3 0.2 0.4 ניקל

Pb 0.2 0.1 0.2 עופרת

≤ Se 0.05 ≥ 0.05 ≥ 0.05 סלן

Sn 0.2 0.2 0.2 בדיל

Zn 5 4 6 אבץ

גימות בוצה סריקת המתכות בדגימה שלא הוקרנה ובד. 4.2.4טבלה

. 0.8Mradשהוקרנו במנת קרינה

נגיפים . 4.3

ווירוסים עמידים יותר לקרינה מאשר חיידקים לכן היה צורך לחקור את כמות הווירוסים

ווירוסים עמידים לקרינה ורגישותם לקרינה יכולה להיות מושפעת . הנמצאים בבוצה

נדרשות מנות גבוהות של קרינה בכדי לחסל . ה ומהסביבה בהם הם נמצאיםמטפמפרטור

מאחר ומנת הקרינה עבור חיסול ווירוסים גבוה יותר מהמנה [. 38]ווירוסים בצורה מוחלטת

נמצא כי ריכוז . 2.5Mradהוקרנה דגימת בוצה למנת קרינה של , הסטנדרטית שנבחרה במחקר זה

לשם השוואה במנת . מריכוז הווירוסים בבוצה הלא מוקרנת 60%-הווירוסים במנה זו ירד בכ

, ריכוז הנגיפים ירד גם כן בצורה משמעותית, 0.8Mrad, הקרינה הסטנדרטית עבור מחקר זה

במנת קרינה זו בשל הריכוז . 4.3.1טבלה מספר , מריכוז הבוצה הלא מוקרנת 70%ירידה של

נפח , מאחר ומשקל המוצקים נמוך. הדגימה ריכוז הנגיפים חושב לפי משקל, הנמוך של המוצקים

. הדגימה כמעט זהה ולכן משקף גם את משקל המוצקים

דגימה

משקל דגימה

[gr]

משקל מוצקים

יבש [gr]

חומר מוצק

)%(

ריכוז

ml100/נגיפים

19 0.66 0.7 105 בקר

Mrad 2.5 104.8 0.7 0.66 7

א

דגימה

משקל דגימה

[gr]

משקל מוצקים

יבש [gr]

חומר מוצק

)%(

ריכוז נגיפים

/gr100

18.8 109.4 בקר

Mrad 0.8 104 6

ב

ריכוז נגיפים במנת קרינה ( א)כמות מספר הנגיפים לפני ואחרי הקרנת הבוצה . 4.3.1טבלה

2.5Mrad 0.8ריכוז נגיפים במנת קרינה ( ב), מיליליטר 100-לMrad גרם 100-ל .

ברור כי אלו . השפעת הקרינה על מספר הווירוסים היה זהה, בשתי רמות הקרינה שנבדקו

מספרים נמוכים בכדי להסיק מסקנות על השפעת קרינה על ווירוסים אך זו לא הייתה מטרת

. המחקר

בדיקות פיזיקאליות. 4.4

אחת לפני , לשם כך נבדקו דגימות בוצה. וצה מהווה מטרד סביבתי ולכן יש צורך לטפל בוריח הב

התוצאות שנעשו בעזרת מערכת . ואחת אחרי הקרנה בכדי לראות האם קיימת השפעה על הריח

GC-MS ,הבדיקה נעשתה במערכת . הראו כי הקרינה אכן משפיעה על הריח הנפלט מהבוצה

קודם לכן נצפה כי המוצק בבוצה . סות רחב של מולקולות גז שונותהמאפשרת גילוי ספקטרום מ

הלא מוקרנת עקב כמות הגזים מתחיל לצוף ואילו בדגימת בוצה מוקרנת המוצק שוקע ורוב נפח

המוצק המכיל רוב גדול של חומרים אורגנים וצף על פני הנוזל ופולט ריח (. מים)הכלי מכיל נוזל

, ניתן לראות את מספר מולקולות הגז שמעל הבוצה הלא מוקרנת 4.4.1באיור . בעוד שהמים לא

ניתן לראות כי כמות מולקולות הגז שמעל הבוצה הלא . תוצאה זו מתארת לנו את הריח הנפלט

תוצאה זו , 0.8Mradמהכמות שנמדדה בדגימת בוצה שהוקרנה במנה של 13מוקרנת גדול פי

. 4.4.2איור , מעידה כי אכן הקרנה משפיעה על הריח

. מספר מולקולות הגז בדגימת הבוצה שלא הוקרנה. 4.4.1איור

התוצאה מראה כי אכן המים מדיפים ריח אך בכמות מזערית לעומת החומר המוצק הנמצא

. המים גם מהווים כמעין חוצץ המונע מן הריח במוצק ששקע להיפלט החוצה. בבוצה

ניתן לראות כי מספר מולקולות הגז גבוה יותר מאחר ובמקרה , תבספקטרום הבוצה הלא מוקרנ

תוצאה זו יחד . זה המוצק הוא זה שנמצא בשכבה העליונה של הנוזל המכיל את רוב הגזים בבוצה

מהבוצה המוקרנת נקבל ( המים)עם תוצאת השיקוע נותנת את האפשרות כי על ידי שאיבת הנוזל

. בוצה שאינה מדיפה ריח

. 0.8Mradמספר מולקולות הגז בדגימת הבוצה שהוקרנה במנת קרינה . 4.4.2איור

שימוש בטפטפות . 4.5

נבדקה , מאחר והמטרה העיקרית עבור הבוצה שהוקרנה הינה פיזורה בשטחים החקלאיים

עיה של מעבר הנוזל המוקרן בדיקה זו בוצעה מאחר ויכולה להיות ב. אפשרות השימוש בטפטפות

השלב האחרון למחקר . בטפטפות כתוצאה מפירוק לא מלא של המשקע בבוצה והפרדה לא טובה

. קיבוץ חצרים, זה היה בדיקת מעבר הבוצה המוקרנת בטפטפות במעבדת הניסוי בנטפים

.מראה את תוצאות ריכוז היונים כמדד עתידי להשקיה בשטחים חקלאיים. 4.5.1טבלה מספר

הבדיקה

1בדיקה

2בדיקה

לפני סינון

אחרי סינון

לפני סינון

אחרי ס ינון

pH 6.20 6.40 6.70 7.10

מוליכות חשמלית

[dS/m]

2.80 2.7 2.09 1.85

כלור

[meq/L]

9.5 9.6 8.2 8.2

נתרן

[meq/L]

10.9 10.5 9.1 8.9

סידן ומגנזיום מסיס

[meq/L]

10.8 10.4

סידן ריכוז כולל

[meq/L]

16.4 5.4 9.4 4.9

מגנזיום ריכוז כולל

[meq/L]

7.9 5.6 5.0 4.4

N חנקתי

[mg/L]

0.0 0.0 0.0 0.0

N אמוני

[mg/L]

137.0 121.0 73.9 42.1

זרחן כללי

[mg/L]

249.8 167.3 64.2 111.2

א

הבדיקה

1בדיקה

2בדיקה

לפני סינון

אחרי סינון

לפני סינון

לפני סינון

אשלגן מסיס

[meq/L]

2.92 2.66 1.92 1.78

בורון

[mg/L]

0.27 0.15 0.20 0.20

פחמה-דו

[meq/L]

13.8 12.4 11.4 9.4

ברזל

[mg/L]

27.954 4.344 9.770 0.980

מנגן

[mg/L]

0.684 0.165 0.326 0.113

SAR יחס ספיחת נתרן

5 5

ב

. תוצאות בוצה מקדימות עבור בדיקת מעבר הבוצה בטפטפות. 4.5.1טבלה

במקרה זה מדובר בבוצה כך , עבור איכות מי השקיה יש צורך לבדוק את הרכב היונים

השפעת היונים . 'בוצה סוג אשההתייחסות הינה אמנם למי השקיה אך המטרה להביאה לרמת

המוליכות . הקטנת מוליכות והפחתת האוורור, השונים יכולים להשפיע על מבנה הקרקע

, 1.6-1.7החשמלית אינה גבוהה במידה רבה ובהשוואה לרמת מי הקולחין ששם מדד זה עומד על

ים מראה ירידה הרכב היונ. ולכן אינה מהווה בעיה, 3-4ומי ההשקיה בערבה 0.8-1.4מי השקיה

אמוני וברזל דבר המעיד כי ניתן להשתמש בבוצה N, מסוימת כפי שניתן לראות בריכוז הסידן

. כמו שהיא או אפילו תבחן האפשרות מיהול על ידי מים

שהינו מדד חשוב לחקלאים מראה כי עבור רוב הגידולים ( זרחן ואשלגן, חנקן) NPK -מדד ה

הצורך יהיה ניתן להוסיף או לדלל כך שאין זה מהווה מכשול תוצאות מדד זה מספקות אך במידת

. ידי מיהול מים-ניתן לראות כי רמת הזרחן הינה גבוהה דבר שניתן לפתרון על, מסוים

ניתן לפתור , פחמה בבוצה-יהיה קצת גבוה ויהווה בעיה עקב ריכוז הדו 7מעל , סבירה pH -רמת ה

. ידי מיהול הבוצה על ידי מים-זאת על

יחס גבולי , 5במקרה זה היחס מראה , המדדים עבור מי השקיה הינו בדיקת בספיחת הנתרןאחד

. דבר שאינו מצריך בקרה 6-אך עדיין מתחת ל

ידי שאיבה והשארת המשקע -הבוצה שנלקחה עבור הניסוי הייתה השכבה הנוזלית העליונה על

שנסתם (מיקרון 130)' מש 120רמת הסינון נבדקה ובתחילה היה שימוש במסנן , בנוסף. ריקן'בג

דבר שגרם לטפטפות ( מיקרון 400)' מש 40נבדקה אפשרות השימוש במסנן , לכן. תוך דקה

תוצאות זרימת הבוצה . מכאן הוחלט כי הניסוי יערך ללא סינון כלל. דקות 5-להיסתם בזמן של כ

אחוז , הבטפטפות מראות כי בתחילה קיימת זרימת בוצה אך ככל שהזמן עובר אחוז הזרימ

. 4.5.1איור , תלוי בסוג הטפטפת, מהספיקה הראשונית 75%-44%-הספיקה יורד עד לכ

אחוז ספיקת הטפטפות המשתנה בזמן עבור טפטפות . 4.5.1איור

. שעה/ליטר 1בעלות ספיקה של

נעשתה חודש לאחר תחילת הניסוי והראתה שעה /ליטר 1הבדיקה האחרונה עבור ספיקת טפטפת

התייבשות המשקע נגרמה כנראה . כי במשך הזמן הנתון התרחשה התייבשות של המשקע האורגני

דבר שגרם לעלייה , עקב החום ומעבר של הזרקת מים נקיים גרמה לחלק מהטפטפות להיפתח

. תלוי בסוג הטפטפת 90%-65%-עלייה לכ, חדה ברמת קצב זרימת הבוצה

. סתימות 50%, ממחיש את אחוז הטפטפות הנסתם עם הזמן. 4.5.2יור א

אחוז הטפטפות שנסתמו עם הזמן עבור טפטפות . 4.5.2איור

. שעה/ליטר 1בעלות ספיקה של

מראות כי קיים שיפור D-ו A ,B ,Cאשר נבדקו בספיקות שונות מטפטפות H-ו E ,F ,Gטפטפות

Hעבור טפטפת . 4.5.3איור , הגדלת הספיקה תרמה במקצת. בקצב זרימת הבוצה בטפטפות

בלבד מהספיקה 30% -שעה ניתן היה להבחין בירידה של כ/ליטר 8שנבחנה בספיקה של

. הראשונית של טפטפת זו

ת המשתנה בזמן עבור טפטפות אחוז ספיקת הטפטפו. 4.5.3איור

. שעה/ליטר 24-ו 8, 4בעלות ספיקה של

בהתאם לסוג הטפטפת והספיקה , 60%-ל 30%אחוז הטפטפות שנסתמו במשך חודש שלם נע בין

. 4.5.4איור , עבורו

טפטפות אחוז הטפטפות שנסתמו עם הזמן עבור. 4.5.4איור

. שעה/ליטר 24-ו 8, 4בעלות ספיקה של

חייבת להיות הפרדה . תוצאות אלו מראות כי ניתן להזרים בוצה עבור השקיה בתנאים מסוימים

מה טובה בין שכבת הנוזל העליונה למשקע האורגני המלווה לאחר מכן ששימוש מקדים בסינון בר

הטפטפות שיוכלו לבצע משימה מסוג זה הינן טפטפות לא מווסתות אינטגראליות . 'מש 120של

יש לבחון אפשרות מיהול הבוצה . Hבדומה לטפטפת , שעה לפחות/ליטר 8, ובספיקות גבוהות

10:1לפחות מיהול מים ובוצה ביחס של , במים עקב הכמות הגבוהה של המשקע האורגני

שניתן להציע הינו התקנת שני צינורות מקבילים בקרקע כאשר האחד פתרון נוסף. בהתאמה

. בוצה לדישון יספק במקצת גם מי השקיה" מי"מיועד להשקיה והשני

לדוגמה )שעה /ליטר 1חשוב לציין כי למרות ההתרשמות הראשונית כי טפטפת בספיקה של

תן להסיק כי אכן היא דומה בתוצאותיה לטפטפות השונות בספיקות גבוהות לא ני( Bטפטפת

זמני , אוויר שונה-תנאים שונים היכולים להתבטא במזג, הניסויים בוצעו בימים שונים. טובה

הטפטפות בעלות הספיקה . גורמים אלו ואחרים יכולים להשפיע על תוצאות הניסוי, מדידה שונים

פת עם ספיקה הגבוהה יותר גדולות יותר ואי לכך בעלות פחות אפשרויות לסתימות לעומת טפט

. שעה/ליטר 1של

מסקנות ודיון. 5

מידי שנה נוצרות כמויות רבות של . ייצור בוצה מהווה חלק בלתי נפרד מתהליך טיהור שפכים

נושא הבוצה הופך . כמויות שתגדלנה עם השנים ולכן קיים צורך לטפל בתוצר לוואי זה, בוצה

נוח , קיים צורך במציאת פתרון יבשתי פשוטלבעייתי יותר ויותר מאחר וחל איסור לסלקה לים ו

הבוצה מכילה רכיבים מזהמים רבים אך עם זאת מכילה רכיבים נוספים היכולים להוות . וזול

הרכיבים המזהמים מצריכים טיפול טיהור כך שיהיה ניתן , בהתאם לזאת. חומר טיוב קרקע טוב

מטרד וסיכון לבריאות להשתמש בבוצה ולנצלה למטרות חקלאיות בצורה כזו שלא תהווה

. הציבור

חלקן אינן מטהרות באופן יעיל כך שגם , חלקן טובות, קיימות מספר שיטות לטיפול וטיהור בוצה

חלקן יוצרות מטרד נוסף ומרביתן אינן כדאיות , לאחר הטיפול נשאר ריכוז מסויים של פתוגנים

זולה ואמינה , פשוטה, חהשיטה נו, הוצעה שיטה חדשנית לטיהור הבוצה, במחקר זה. כלכלית

. ידי הקרנה-טיהור הבוצה על, אשר לא יוצרת תוצרי לוואי

בתעשיית , בתעשיית המזון, הקרנה מהווה כלי חשוב בתעשייה לצורך חיטוי מוצרים רפואיים

תהליך ההקרנה מאפשר טיפול נאות בתוצר ללא ייצור , מההיבט הסביבתי. הפלסטיקה ועוד

חוסר השימוש ברכיבים : טמונים בתהליך ההקרנה רבים ועמם נמניםהיתרונות ה. תוצרי לוואי

השיטה טובה ויעילה להריגת פתוגנים כפי , אמין וקל לשליטה, התהליך והציוד פשוט, כימיים

. שיפורט בהמשך ופירוק רכיבים אורגנים שונים

זוטופ האחת הקרנה בקרינת גמא הנפלטת מהאי, בעבודה זו התייחסנו לשתי אפשרויות הקרנה

ההקרנה בקרינת גמא היא לכאורה פשוטה . והשניה הקרנה באלקטרונים הנפלטים ממאיץ,

. מערכות מסובכות וידע רב בתפעול, היות והיא אינה מצריכה מתקן מסובך הדורש הספק חשמלי

כמות , יטה זו יכולה להוות חיסרון מאחר ועבור טיהור של כמויות בוצה גדולות כפי שצוין לעילש

דבר ההופך את המתקן ליקר מאוד ובלתי כדאי , החומר הרדיואקטיבי הדרושה גדולה

מתקנים . מתקן המבוסס על מאיץ אלקטרונים יכול לאפשר טיפול זול בבוצה, לעומת זאת.כלכלית

לקטרונים ניתנים לכיבוי עבור שירותי תחזוק כאשר הם אינם בשימוש ובכך המכילים מאיצי א

. הופכים את המתקן לכדאי יותר מבחינה כלכלית

במטרה לבחון 2.5Mrad-ל 0.2Mradהבוצה הוקרנה במנות קרינה שונות הנמצאות בטווח בין

הקרינה על בתחילה נבדקה השפעת. מהי המנה הנדרשת עבור הריגת פתוגנים והורדת מזהמים

בחירת הקוליפורמים נעשתה מאחר . חיידקי הקוליפורמים ועל מספר מושבות החיידקים בבוצה

ידי מקור גמא והן -הבוצה הוקרנה הן בשורק על. והם מהווים אינדיקטור טוב לנוכחות פתוגנים

התוצאות הראו כי כל מנת קרינה מורידה את . ידי מאיץ אלקטרונים-במפעל שער הגולן על

. 2MPN/gr-פחות מ, לוסיית הקוליפורמים בצורה יעילה לרמה כזו שמתחת לסף הגילויאוכ

המהווים אינדיקטור ספציפי יותר לזיהום , ירידה משמעותית במספר הקוליפורמים הצואתיים

המטרה הייתה להראות כי אין . נראתה גם בבדיקה שנעשתה בבוצה ראשונית באשדוד, מים

טיפול ואכן הקרנת הבוצה במנות קרינה נמוכות יחסית הראו ירידה הבדל בסוג הבוצה שנלקחה ל

הייתה ירידה מתחת לסף הגילוי ועבור 0.4Mradעבור מנת קרינה . באוכלוסיית הקוליפורמים

הדיון על השפעת . מספר הקוליפורמים ירד לכמה מאות בודדות 0.2Mrad, מנה נמוכה מזו

התוצאות שנצפו לאחר הקרנת הבוצה , האחד. נייםהקרינה על מספר החיידקים הכללי יחולק לש

לאחר הקרנת הבוצה . בקרינת גמא והשני התוצאות שנצפו לאחר הקרנת הבוצה באלקטרונים

עם , מספיקה להרוג את החיידקים 1.6Mradבקרינת גמא התוצאות הראו כי מנת קרינה מעל

מושבות לכמה מאות ומנות מורידה את מספר ה 0.8Mrad, זאת ניתן לראות כי מנה נמוכה מזו

עבור הקרנת הבוצה . קרינה נמוכות מאילו מורידות את מספרן בשלושה עד ארבעה סידרי גודל

מהתבוננות בתוצאות ניתן לראות כי חלק מהבוצה , באלקטרונים ניתן לראות בעיתיות מסוימת

למתחת לסף הראו כי מספר מושבות החיידקים ירד , ומעלה 1.6Mradשהוקרנה במנות קרינה של

ניתן היה להבחין בחוסר , בעבור מנות קרינה נמוכות יותר. 10CFU/gr-הגילוי שהינו פחות מ

התוצאות הראו בחלקן ירידה של שלושה עד ארבעה סידרי גודל ובחלקן עבור אותה . אחידות

מחוסר אחידות , הסיבה לחוסר ההתאמה יכולה לנבוע. מדידה ירידה למספר מאות של מושבות

ייתכן וכי גובה שכבת הבוצה השתנה במגש ההקרנה . הקרינה לאורך חתך שכבת הבוצהבמנות

שיש להביאה , סיבה שנייה. דבר אשר הוביל לבעיית חדירת האלקטרונים לשכבה המוקרנת

ניתן להסביר זאת מאחר והקרנת שכבת בוצה . שייתכן כי נעשתה טעות במדידות, בחשבון היא

יימת ולאחר מכן חולקה לשלושה בקבוקונים שונים הראו במגש שהוקרנה במנת קרינה מסו

. יש לבצע חזרות נוספות עבור מדידות אלו. תוצאות שונות

כמנת הקרינה הסטנדרטית עבור שאר 0.8Mradנבחרה מנת הקרינה , מהניסויים שהוזכרו לעיל

ידה הניסויים מאחר ומנה זו הראתה ירידה של מספר הקוליפורמים למתחת לסף הגילוי ויר

הקרנת הבוצה עבור שאר הניסויים בוצעה . במספר מושבות החיידקים לכמה מאות בודדות

. בשורק עקב חוסר הזמינות במאיץ אלקטרונים

היה צורך , מאחר ולא ידוע אם השימוש בבוצה יהיה מיידי. שאלת אכסון הבוצה נבחנה גם היא

שבועיים וחודש , ארו למשך שבועבדגימות שהוקרנו והוש. לבחון את מידת שרידות הקוליפורמים

בשלב . לא נראו חזרות של חיידקי קוליפורמים דבר המעיד על הריגה יעילה של אינדיקטורים אלו

זה ניתן לקבוע כי הקרנת הבוצה הינה כלי חשוב ובעל יעילות בחיסול אורגניזמים פוטנציאלים

. דבר שיאפשר מחזור יעיל של הבוצה, מזיקים

בוצת הפתוגנים העמידה יותר לקרינה מאחר ורגישות ההקרנה מנוגדת ווירוסים נמצאים בק

ובמנת הקרינה 2.5Mrad -דגימות הוקרנו ב, בניסוי שבוצע. פרופורציונאלית לגודל המטרה

ניתן היה להבחין כי הווירוסים רגישים פחות לטיפול הקרינתי בהשוואה , 0.8Mradהסטנטרדית

בריכוז הנגיפים עבור שתי מנות 60-70%רידה של אך עם זאת חלה י, לתאים בקטריאליים

תוצאה מצביעה על כך כי פתוגנים המראים . הקרינה שהוקרנו ושתיהן הראו את אותו ריכוז

עמידות מסויימת מושפעים גם הם מטיפול בקרינה ושינוי במנות הקרינה לא מהווים השפעה

. ן את ריכוז הנגיפיםמנת קרינה נמוכה יותר מספיקה בכדי להקטי. שונה על ריכוזם

ב "בערך הצח 70%-ניתן היה להבחין בירידה של כ, כ"ב והצח"בניסוי אחר נמדדו ערכי הצח

כ מהווים מדד להרכב החומר "ערכי הצח. כ היה במספר אחוזים בודדים"והשינוי עבור הצח

. וגיפעילות החומר האורגני נמדדה בהתאם לחיידקים הפעילים המאפשרים פירוק ביול. האורגני

מטרתה הייתה , מדידה זו. הוחלט לבצע מדידה נוספת, כ"מאחר ולא נראה שינוי בכמות הצח

ידי הוספת חיידקים למצע הבוצה -ניסוי זה בוצע על. לבחון האם פעילות החומר האורגני נפגמה

זאת במטרה לבחון , (הבוצה הייתה ללא נוכחות חיידקים חוץ מאלו שהוספו, כלומר)שהוקרן

באם הפעילות הביולוגית של החיידקים נפגמה כפי . רנה את פעילות החומר האורגנילאחר ההק

ממצא נוסף שיש להתייחס . הרי הרכב החומר האורגני נפגם גם הוא, שניתן היה לראות בתוצאות

המנות . אך עם זאת לא מתרחשת ירידה לרמה מינימאלית 70%-ב בכ"אליו הינו ירידת ערכי הצח

ייתכן כי מספר חיידקים שרדו את , 1.6Mrad-ו 0.8Mradעבור ניסוי זה היו בהן הבוצה הוקרנה

. והם אלו המראים את הפעילות הביולוגית שקיימת, ההקרנה כמפורט קודם לכן

הראתה ירידה , 0.8Mradסריקת חומרים אורגנים שנעשתה בבוצה שהוקרנה במנת קרינה

יש להמשיך . אפשרות פירוק המולקולותדבר המצביע על , משמעותית בכמה רכיבים אורגנים

.ולחקור נושא זה

. וריכוז המתכות הכבדות לא נמצאה כל השפעה של הקרינה על הבוצה (pH)בבדיקת ערך ההגבה

תוצאות . חשוב לציין כי ריכוז המתכות הכבדות הינו מתחת לסף המדידה של המעבדה, עם זאת

. העומדות בתקנות המים

עדיין יש לחשוב על הדרך הטובה ביותר שתבטיח מעבר נוח , ובה נוזליתלמרות היותה בר, הבוצה

מהתוצאות שנראו ניתן לסכם כי קרינה . נבחנה שקיעת המוצקים בבוצה, לצורך כך. להשקייה

1.6Mradעבור דגימות בוצה שהוקרנו במנות קרינה . משפרת את יעילות שקיעת המוצקים

ר חמישה ימים ניתן היה להבחין בהבדל מהותי בין לאח. נראתה שקיעה חזקה לאחר יום המתנה

בבוצה שהוקרנה ניתן היה להבחין בשקיעה מובהקת של . בוצה שהוקרנה ובבוצה שלא הוקרנה

נוזל שיוביל לשימוש יעיל יותר בהשקייה ואילו בבוצה -המוצקים שאיפשר הפרדה טובה בין מוצק

תסיסה . ק מהמוצק לצוף על פני הנוזלשלא הוקרנה נראה כי קיימת תסיסה מסויימת שגרמה לחל

. זו יצרה כנראה ספיחת גזים למוצק שגרם לצחנה

ההקרנה מורידה , בניסוי שבוצע למדידת הריח נמצא כי. צחנה הינה מטרד סביבתי שיש לטפל בו

דיון בנושא מביא אותנו למסקנה כי ייתכן והגזים הספוחים במוצק על . 13את הצחנה בפקטור של

והן 0.8Mradבוצה שהוקרנה הן במנת קרינה של , לעומת זאת. ם אלו שמצחיניםפני הנוזל ה

פני הנוזל . בדגימות אלו המוצק שקע ואי לכך השאיר את הדגימה בנוזל, 1.6Mradבמנת קרינה

לא הכילו מוצקים וניתן לראות מהתוצאה כי הייתה קיימת השפעה של הקרינה על הדגימות

. שהוקרנו

בודה זו הייתה להביא את הבוצה למצב שיהיה ניתן להשתמש בה להשקייה אחת המטרות בע

הבוצה שהוקרנה הועברה , בכדי לבחון את אפשרות השימוש באופן מעשי. ודישון חקלאיים

הקרינה משפיעה ומזרזת את תהליך שקיעת , כפי שהוזכר קודם לכן. במערכת טפטפות שונות

כאשר בוצעה הפרדה בין , ליטר נוזלים 200ת של הניסוי בוצע עם כמו, בהתאם לכך. המוצקים

מבדיקה ראשונית . שהתקבלו והם אלו שעברו דרך מערכת זו( הנוזל)המוצקים ששקעו לבין המים

שבוצעה עבור ריכוז המתכות הקלות ניתן להגיד כי השימוש בבוצה כפי שהיא אחרי הקרנתה

. ידי מים-אפשרי או אולי תבחן גם האפשרות למיהול על

שגרם לסתימתם תוך פרק זמן , נוסתה הזרמת הבוצה בטפטפות תוך שימוש במסננים, תחילהב

הסינון היחידי היה סינון המוצק . קצר דבר שהוביל להחלטה כי הניסוי יערך ללא סינון כלל

, מהתבוננות בתוצאות. ידי שאיבת הנוזל לאחר המתנה להתרחשות שקיעת הבוצה-מהנוזל על

סוג . תלוי בסוג הטפטפת, זרימת בוצה אך עם הזמן אחוז הזרימה יורדזרימת הטפטפות מראה

הטפטפת שנמצאה מתאימה ביותר עבור הזרמת הבוצה הייתה טפטפת שאינה מווסתת בספיקה

בכדי שיהיה ניתן להשתמש בבוצה לחקלאות חייבת להיות הפרדה טובה בין . ליטר לשעה 8של

-אפשרות של מיהול הבוצה על,וז חומר אורגני גדולעקב ריכ. שכבת הנוזל לבין המשקע האורגני

. בהתאמה 10:1ידי מים צריכה להילקח בחשבון ביחס של

-כלומר תנאים שונים עבור מערכת הניסוי כמו מזג, חשוב לציין כי הניסויים בוצעו בימים שונים

אחרים גורמים אלו ו, המטרה הייתה לדמות מצב אמיתי בשטח. זמני מדידה שונים, אוויר שונה

. יכולים להשפיע על תוצאות הניסוי

חנקן , כלור, אוזון, אוויר, חמצן, ידי נוכחות גזים-השפעת הקרינה ניתנת לחיזוק גם על, לסיכום

פרמטרים אלו לא נבחנו במחקר זה אך במידה ואכן יישום הטכנולוגייה יבוא . או יחד עם חימום

אלו תוכל אולי אף להקטין את הוצאות הוספת פרמטרים , לידי ביטוי מאחר והיא ברת ביצוע

. המתקן

התוצאות שמוצגות במחקר זה מחזקות את המסקנה כי טכנולוגייה זו עבור טיהור הבוצה הינה

, הקרינה מאפשרת קבלת תוצר בוצה מטוהר שיכול להיות מקור טוב לטיוב, יעילה ומבטיחה

, שתי בבוצה מבחינה סביבתיתהשיטה מהווה פתרון הולם לטיפול יב. והשקיית שטחים חקלאיים

היא מונעת זיהום היכול להיגרם משיטות טיהור שונות אחרות כמו זיהום אוויר עבור שריפה או

. ופתרון הולם מבחינה כלכלית, זיהום מים כאשר מדובר בסילוק לים

:מראי מקום

חברת המים מקורות , ( 2005)ביולוגי לטיפול בשפכים שבאתר שורק -הפעלת המכון המכני[ 1]

. ן"יחידת שפד, מ מרחב מרכז"בע

. המשרד לאיכות הסביבה, 2001דצמבר , ן"שפד-מאזן מזהמים בשפכי ה[ 2]

[3] M. J. Wang (1997), Land Application Of Sewage Sludge In China, The Science

of the Total Environment, 197, 149-160.

[4] Convention for the Protection of the Mediterranean Sea Against Pollution.

[5] Convention for the Protection of the Marine Environment and the Coastal Region

of the Mediterranean.

.תשתיות, המשרד לאיכות הסביבה, שים עירוניים"סילוק בוצות ממט, (2005)צדיקוב . א[ 6]

[7] United Nation Environment Programme (2005), GuideLines For Sewage

Treatmennt, Disposal And Use, Meeting of the MED POL National Coordinators

Barcelona, Spain.

[8] Z. L. He, X. E. Yang and P. J. Stoffella (2005), Trace Elements In Agroecosystems

And Impacts On The Environment, Journal of Trace in Medicine and Biology, 19,

125-140.

.6ח "כ, עיתון מדעי לכל -מדע, מתכות כבדות ומוצרים חקלאיים, (1984)דיאמנט . צ.ב[ 9]

[10] A R. Rubin, L. M. Safley and J. P. Zublena, Land Application Of Municipal

Sludge- Advantages And Concerns, Soil Facts, North Carolina Cooperative

Extension Service.

[11] E. Abad, K. Martinez, C. Planas, O. Palacios, J. Caixach and J. Rivera (2005),

Prioruty Organic Pollutant Assessment Of Sludge For Agricultural Purposes,

Chemosphere, 61, 1358-1369.

דרישות )אינסטסיביים)הנחיות המשרד לאיכות טיפול וסילוק בוצות ממכוני טיהור שפכים [ 12]

. האגף למים ונחלים, המשרד לאיכות הסביבה, לתהליך ייצוב בוצה

מקומם של , (2004) ינים ופאוריניםדיאוקסהכנסת נציבות הדורות הבאים חוות דעת [ 13]

DLCs (dioxins+Furans) כגורמי זיהום והשפעתם על בריאות האדם בהווה ובעתיד.

רשמים מסיור -הטיפול בפסולת מוצקה במדינה מתקדמת, (1990)פרוזינין . גלס וע. י[ 14]

. 9ט "י, ביוספרה, בהולנד

מים , תהליך הפחתת בוצה באמצעות אוזון, (2001)ראוך . בידינגר וב .ס, גייגר. מ, אורטוין. א[ 15]

. 27-33, 417, והשקיה

[16] G. Bitton (1994), Sludge Microbiology, WasteWater Microbiology, 209-228.

[17] P. Xu, M. L. Janex, P. Savoye, A. Cockx and V. Lazarova (2002), Wastewater

Disinfection By Ozone: Main Parameters For Process Design, Water Research,

36, 1043-1055.

[18] New York State Energy Research and Development Authority (2004),

Evaluation of ultraviolet (UV) radiation disinfection technologies for

wastewater treatment plant effluent, Final Report.

[19] The Clean Water Initiative, Sewage Treatment Systems, Surfers Against

Sewage, Private Report.

, (2000)רובין . ארנון וד. י, ניסים. א, קפואה, ש, יצקי'טרצ. ח, ענבר. י, לבנון. ד, ברגרזון. א[ 20]

המשרד לאיכות , סקר מקורות ושימושים ובחינת כדאיות כלכלית -הקומפוסט בישראל

. לשכות המדען הראשי -הסביבה ומשרד החקלאות

[21] T. Lessel (1997), Disinfection Of Sewage Sludge By Gamma Radiation,

Electron Beams And Alternative Methods, In Sewage Sludge and to Wastewater

will be uses in agriculture, eds. International Atomic Energy Agency, 29-45.

[22] S. Y. Selivanovskaya and V. Z. Latypova (2005), Effect Of Composted Sewage

Sludge On Microbial Biomass, Activity And Pine Seedlings In Nursery Forest,

Waste Management, in press.

[23] W. O. K. Grabow, I. G. Middendorff and N. C. Basson (1978), Role Of Lime

Treatment In The Removal Of Bacteria, Enteric, Viruses, And Colophages In A

Waste Reclamation Plant, Applied and Environmental Microbiology, 35, No.4,

663- 669.

[24] S. C. Banas, M. Deloge, M. Remy and J. Scgwartzbrod (2004), Liming As An

Advanced Treatment For Sludge Santisation: Helminth Eggs Elimination-

Ascaris Eggs As Model, Water Research, 38, 3251-3258.

[25] R. J. Wood (1998), Radiation Chemistry and Its Application to Environmental

Pollution, Environmental Application of Ionizing Radiation, A Wiley-

Interscience Publication, 1-32.

[26] G. F. Knoll (2000), Radiation Interactions, Radiation Detections and

Measurement, John Wiley & Sons, Inc., 29-64.

[27] G. F. Knoll (2000), Radiation Sources, Radiation Detections and Measurement,

John Wiley & Sons, Inc., 1-28.

[28] W. J. Price (1964), Properties of Nuclear Radiation, Nuclear Radiation

Detection, McGraw-Hill Book Company, 1-40.

[29] S. I. Borrely, A. C. Cruz, N. L. Del Mastro, M. H. O. Sampa and E. S.

Somessari (1998), Radiation Processing of Sewage and Sludge. A Review,

Progress in Nuclear Energy, 33, Nos.1-2, 3-21.

[30] I. G. Draganic and Z. D. Draganic (1971), Interaction of Ionizing Radiation with

Water and the Origin of Short-Lived Species that Cause Chemical Changes in

Irradiated Water, The Radiation Chemistry of Water, Academic Press New

York and London, 23-46.

[31] M. R. Cleland and R. A. Galloway, Electron Beam Processing Capabilities for

Treatment Contaminated Water, IBA Technology Group, Private Report.

[32] D. Greene and P. C. Williams (1997), The Electron Beam (Its Production and

Transport), Linear Accelerators for Radiation Therapy, Institute of Physics

Publishing, 55-70.

[33] G. Hughes (1973), Ions and Electron, Radiation Chemistry, Longman Group

Limited, 21-33.

[34] R. H. Haynes (1964), Molecular Localization of Radiation Damage Relevant to

Bacterial Inactivation, Physical Processes In Radiation Biology, Academic

Press New York and London, 51-72.

[35] H. P. Leenhouts and K. H. Chadwick (1978), The Crucial Role of DNA Double-

Strand Breaks in Cellular Radiobiological Effects, Advances in Radiation

Biology, Academic Press New York and London, 7, 55-103

[36] A. J. Sinskey, D. Shah and K. A. Wright (1975), Biological Effects of High-

Energy Electron Irradiation of Municipal Sludge, Radiation for A Clean

Environment, International Atomic Energy Agency, 139-149.

[37] R. L. Ward, J. G. Yeager and C. S. Ashley (1981), Response of Bacteria in

Wastewater Sludge to Moisture Loss by Evaporation and Effect of Moisture

Content on Bacterial Inactivation by Ionizing Radiation, Applied and

Environmental Microbiology, 41, No.5, 1123-1127.

[38] H. S. Lemke and A. J. Sinskey, (1975), Viruses and Ionizing Radiation in

Respect to Waste-Water Treatment, A Review, Radiation For A Clean

Environment, International Atomic Energy Agency, 99-120.

[39] G. Bitton (1994), The Microbiology World, Wastewater Microbiology, Wiley-

Liss, 3-29.

[40] M. Chaychian, M. Al-Sheikhly, J. Silverman and W. L. McLaughlin (1998),

Radiation-Induced Reduction and Removal of Heavy-Metal Ions from Water,

Environmental Application of Ionization Radiation, A Wiley-Interscience

Publication, 353-367.

[41] R. A. Salimov, N. K. Kuksanov, S. E. Petrov and G. A. Spiridonov (1998),

BINP'S Accelerators for Environmental Applications, Environmental

Application of Ionization Radiation, A Wiley-Interscience Publication, 47-62.

[42] Z. Zheng, J. Kazumi and T. D. Waite (2001), Irradiation Effects on Suspended

Solids in Sludge, Radiation Physics and Chemistry, 61, 709-710

[43] M. H. O. Sampa, C. L. Duarte, P. R. Rela, E. S. R. Somessari, C. G. Silveira and

A. L. Azevedo (1998), Remotion of Organic Compounds of Actual Industrial

Effluents by Electron Beam Irradiation, Radiation Physics and Chemistry, 52,

Nos.1-6, 365-369.

[44] N. Bennett, R. Langley and G. Reuter (1998), The Environmental Impact of

Irradiation Plants, Radiation Physics and Chemistry, 52, Nos.1-6, 515-517

[45] A. G. Chmielewski and M. Haji-Saeid (2005), IAEA Programme in the Field of

Radiation Technology, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research

B, 236, 38-43.

[46] O. Luscher (1980), Operating Experience With A Sewage Sludge Hygienization

Plant, Sulzer Technical Review, 2, 70-76.

[47] T. Lessel and A. Suess (1984),Ten-Year Experience in Operation of a Sewage

Sludge Treatment Plant Using Gamma Irradiation, Radiation Physics and

Chemistry, 24, No.1, 3-16.

[48] S. B. Ahlstrom (1985), Irradiation of Municipal Sludge for Agricultural Use,

Radiation Physics and Chemistry, 25, Nos.1-3, 1-10.

[49] S. Machi (1983), Radiation Technology for Environmental Conservation,

Radiation Physics and Chemistry, 22, Nos.1-2, 91-97.

[50] B. Borong and W. Minghong (1999), History and prospect of Irradiation

Treatment of Sewage Sludge, Nuclear Science and Techniques, 10, No.1, 14-18.

[51] J. G. Trump, E. W. Merrill and K. A. Wright (1984), Disinfection of Sewage

Wastewater and Sludge by Electron Treatment, Radiation Physics and Chemistry,

24, No.1, 55-66.

[52] T.D. Waite, C. N. Kurucz, W. J. Cooper and D. Brown (1998), Full Scale

Electron Beam System for Treatment of Water, Wastewater and Medical Waste,

International Atomic Energy Agency, 187-201.

[53] C. N. Kurucz, T. D. Waite and W. J. Cooper (1995), The Miami Electron Beam

Research Facility: A Large Scale WasteWater Treatment Application, Radiation

Physics and Chemistry, 45, No.2, 299-308.

[54] S. B. Ahlstrom (1988), Irradiation of Municipal Sludge for Pathogen Control:

Why Or Why Not?, Radiation Physics and Chemistry, 31, Nos.1-3, 131-138.

[55] R. A. El-Motaium (2000), Alleviation of Environmental Pollution Using

Nuclear Techniques Recycling of Sewage Water and Sludge in Agriculture: a

Case Study, 323-332.

[56] K. P. Rawat, A. Sharma and S. M. Rao (1998), Microbiological and

Physicochemical, Analysis of Radiation Disinfected Municipal Sewage, Water

Research, 32, No.3, 737-740.

[57] B. U . Bae, E. S. Jung, Y. R. Kim and H. S. Shin (1999), Treatment of Landfill

Leeachate Using Activated Sludge Process and Electron-Beam Radiation, Water

Research, 33, No.11, 2669-2673.

[58] A. A. Basfar and F. A. Rehim (2002), Disinfection of Wastewater from a

Riyadh Wastewater Treatment Plant with Ionizing Radiation, Radiation Physics

and Chemistry, 65, 527-532.

[59] S. Lafitte-Trouqué, C. F. Forster (2002), The Use of Ultrasound and γ-

Irradiation as Pre-Treatment for the Anaerobic Digestion of Waste Activated

Sludge at Mesophilic and Thermophilic Temperatures, Bioresource Technology,

84, 113-118.

[60] K. Zaman and H. M. Dahlan (1995), Application of Radiation Processing in

Asia and The Pacific Region: Focus on Malaysia, Radiation Physics and

Chemistry, 46, No.4-6, 1395-1400.

[61] J. F. Swinwood, T. D. Waite, P. Kruger and S. M. Rao (1994), Radiation

Technologies for Waste Treatment: A Global Perspective, International Atomic

Energy Agency, 36, No.1, 11-15.

[62] J. F. Swinwood and F. M. Fraser (1993), Environmental Application of Gamma

Technology: Update on the Canadian Sludge Irradiator, Radiation Physics and

Chemistry, 42, Nos.4-6, 683-687.

[63] J. F. Swinwood and F. M. Fraser (1995), The Canadian Sludge Irradiator

Project: Unexpected Challenges and Opportunities, Radiation Physics and

Chemistry, 46, Nos.4-6, 1147-1151.

[64] A. G. Cemielewski, Z. Zimek, T. Bryl-Sandelewska, W. Kosmal, L. Kalisz and

M. Kazmierczuk (1995), Disinfection of Municipal Sewage Sludges in

Installation Equipped with Electron Accelerator, Radiation Physics and

Chemistry, 46, Nos.4-6, 1071-1074.

[65] J. G. Graino and C. Magnavacca (1998), Sewage Sludge Irradiation Plant In

Argentina, Environmental Applications of Ionizing Radiation, A Wiley-

Interscience Publication, 557-567.

[66] C. Magnavacca and J. G. Graino (1997), Agriculture Reuse Feasibility Studies

of Sludges for The Sewage Sludge Irradiation Plant in Argentina, In: Radiation

Technology for conservation of the environment, Proceeding of a symposium in

Zakopane, IAEA, 311-320

[67] S. I. Borrely, M. O. Sampa, M. Uemi, N. L. Del Mastro and C. G. Silverira

(1998), Domestic Effluent: Disinfection and Organic Matter Removal by

Ionizing Radiation, Environmental Applications of Ionizing Radiation, A Wiley-

Interscience Publication, 369-380.

[68] S. I. Borrely, N. L. Del Mastro, M. H. O. Sampa (1998), Improvement of

Municipal Wastewater by Electron Beam Accelerator in Brazil, Radiation

Physics and Chemistry, 52, Nos.1-6, 333-337.

[69] P. R. Rela, M. H. O. Sampa, C. L. Duarte, F. E. Costa and V. Sciani (2000),

Development of an Up-Flow Irradiation Device for Electron Beam Wastewater

Tretment, Radiation Physics and Chemistry, 57, 657-660.

[70] J. Moreno, A. Colin, M. Balcazar and L. Tavera (2002), Feasibility Analysis of

A Sewage Sludge Treatment by An Irradiation Plant in Mexico, Revista

Internacional Contaminacion Ambiental, 18, No.4, 191-197.

[71] S. Gautam, M. R. Shah, S. Sabharwal and A. Sharma (2005), Gamma Irradiation

of Municipal Sludge for Safe Disposal and Agricultural Use, Water

Environmental Research, 77, No.5, 472-479.

[72] D. I. Martin, I. margaritescu, E. Cirstea, I. Togoe, D. Ighigeanu, M. R. Nemtanu,

C. Oproiu and N. Iacob (2005), Application of Accelerated Electron Beam and

Microwave Irradiation to Biological Waste Treatment, 77, 501-506.

[73] A Cobalt 60 Irradiator, With A Variable Box System, For Medical Products

Sterilization (1971), Atomic Energy Of Canada Limited, Commercial Products,

Technical Report.

[74] A. D. Eaton, L. S. Clesceri and A. E. Greenberg (1995), Standard Methods for

the Examination of Water and Wastewater, 19th

edition, American Public Health

Association.

[75] G. Bitton (1994), The Microbial World, WasteWater Microbiology, Wiley-Liss

Publication, 3-29.

[76] R. Stuetz and F. B. Frechen (2001), Odour Analysis by Gas Chromatography,

Odours in Wastewater Treatment Measurement, Modelling and Control., IWA

Publishing, 155-178.

[77] K. K. Kleeberg, Y. Liu, M. Jans, M. Schlegelmilch, J. Streese and R. Stegmann

(2005), Development of a Simple and Sensitive Method for the Characterization

of Odorous Waste gas Emissions by Means of Solid-Phase Microextraction

(SPME) and GC-MS/Olfactometry, Waste Management, 25, 872-879.

[78] R. Ranau, G K. K. Kleeberg, M. Schlegelmilch, J. Streese, R. Stegmann and H.

Steinhrt (2005), Analytical Determination of the Suitability of Different

Processes for the Treatment of Odorous Waste Gas, Waste Management, 25,

908-916.

[79] P. Holl and H. Schneider (1975), Disinfection of Sludge and Waste-Water by

Irradiation with Electrons of Low Accelerating Voltage, Radiation for A Clean

Environment, International Atomic Energy Agency, 123-138.