מחקרים

מתכנני ערים, אדריכלי נוף, אקולוגים ואנשי חינוך מגלים עניין רב בפרויקט חדש של ביה"ס שעוסק בשיקום המגוון הביולוגי בשטח חקלאי נטוש.

ליאב שלם, אדריכל נוף וסטודנט לתואר שני בביה"ס ללימודי הסביבה ע"ש פורטר, מעולם לא התכוון להיות מדריך תיירים... אך יוזמת המחקר הייחודית שלו - שחזור בתי גידול טבעיים בחלקה חקלאית הסמוכה לצומת גלילות – מעוררת התעניינות רבה, ומושכת אליה מבקרים מכל רחבי הארץ. ליאב מקבל אותם בחיוך, מסייר איתם בשטח, ומציג בפניהם גישה חדשנית ומרתקת לשיקום שטח חקלאי מופר, כחלק אינטגרלי מפארק טבע קהילתי.

"כיום נותרו מעט מאוד בתי גידול טבעיים באזור מישור החוף," מסביר ליאב. "מרבית הקרקעות הפכו לשטחים חקלאיים מעובדים או לאזורים עירוניים. אפילו הפארקים רחבי הידיים, שמטופחים על ידי עיריות רבות, אינם מבוססים בהכרח על מינים מקומיים. הפרויקט שלנו נועד להדגים כי יש דרך לשקם אוכלוסיות מקוריות של החי והצומח שכמעט ונעלמו בשל פעילות האדם. אנו מציעים גישה חדשה שתאפשר למתכננים לשלב מגוון ביולוגי מקומי בנוף העירוני, לטובת הקהילה והסביבה."

המחקר המורכב זוכה לתמיכתה הנדיבה של קרן סמולר-וויניקוב (Smaller-Winnikow Fellowship Fund), ומבוצע בהנחייתם של שני מומחים, משני תחומי מדע שונים: הזואולוג פרופ' אביטל גזית והבוטניקאי ד"ר יובל ספיר, אשר חברו יחדיו תחת המטריה הבינתחומית של ביה"ס ללימודי הסביבה ע"ש פורטר. חלקת הניסוי, בשטח כולל של 12 דונם, הוקצתה לפרויקט על ידי כפר הנוער הכפר הירוק המחנך את תלמידיו למנהיגות אקולוגית.

איך משקמים בית גידול טבעי?

כל מי שלמד במערכת החינוך הישראלית יודע שאזור מישור החוף של ארצנו היה בעבר זרוע ביצות, או במונחים מדעיים ומודרניים יותר – שטחי אחו לח. לפיכך, כדי לשחזר את בית הגידול המקורי, החליטו החוקרים לחפור בריכת חורף, המתמלאת במים עם בוא הגשמים, ומתייבשת לעת קיץ. הבריכה, שנחפרה בסיוע רשות הטבע והגנים, הגיעה לגודלה המרבי – 3 דונם ו- 1.4 מ' עומק - ב-15 בדצמבר 2010, ומשכה עד מהרה מינים רבים של עופות מים. אלה הביאו בנוצותיהם מגוון מרתק של יצורים וכך, בתוך שבועות אחדים, התחולל במקום תהליך מופלא של יצירת חיים: אצות, דפניות (סוג של סרטנים ירודים) וחרקי מים התרבו ושגשגו במקווה המים החדש, ואיתם ראשנים של דו-חיים, שהפכו לצפרדעים ואילניות, הגיחו מן המים, ומילאו את הארץ...

במקביל, הכשירו החוקרים שטחים אחרים כדי לקלוט מגוון רחב של צמחיה מקומית. שנים רבות של עיבוד חקלאי ודישון הותירו במקום קרקע מופרית, רוויה בחנקות, שהצמיחה מינים בודדים בלבד של צמחים. כדי להשיב לאדמה את פוריותה המקורית, נבחנו שיטות שיקום שונות: בחלק מסוים של השטח בוצע היפוך קרקע מלא שהעלה שכבות עמוקות אל פני השטח, ואילו במקומות אחרים הוסרה שכבת קרקע עליונה בעומק של 10 ס"מ או 30 ס"מ. האדמה שהוסרה שימשה לגיוון הטופוגרפיה וליצירת גבעות קטנות ברחבי חלקת הניסוי. בשטחים המשוקמים נזרעו זרעים של 50 מיני צמחים מקומיים– פרי איסוף קפדני של תלמידי חטיבת הביניים בכפר הירוק. והתוצאות: הצמחייה המקורית נקלטה ושגשגה בביתה הישן-חדש, בעיקר בשטחים בהם בוצע היפוך קרקע או הוסרה שכבה של 30 ס"מ.

"אנחנו רואים כאן את כוח החיים בפעולה, ממש לנגד עינינו," מסכם ליאב. "אנחנו עדים ליכולתו של הטבע לחדש את עצמו, בעוצמה ובשפע רב, עם עידוד קל ביותר מצדו של האדם. מי שמבקר בחלקה מבין שהמשאבים המקומיים של הטבע נמצאים ממש כאן, בהישג יד, ואם רק תינתן להם הזדמנות, הם ישגשגו וימלאו את הנוף בהדרם. אנשי מקצוע ומקבלי החלטות שמגיעים לכאן מתלהבים, שואלים ומגלים עניין רב. אני מאמין ומקווה שהם יישמו את התובנות והרעיונות החדשים גם בפרויקט".

עבודת מחקר זו תעסוק בהפרעה סביבתית משמעותית, לה קיימת ערנות אקדמית, הנמצאת בעדיפות גבוהה של המשרד להגנת הסביבה ורשות שמורות הטבע והגנים (במסגרת תמ"א 14).
כרייה וחציבה של חומרי מצע באפיקי נחלים שימשה במשך שנים רבות כמקור לחומרי בניה ולמינרלים לתעשיות שונות. פעולות הכרייה עדיין מתקיימות בנחלים רבים בארץ, והן גורמות לפגיעה ניכרת בתשתית הנחל ובמארג החי והצומח בו. בנחלים בהם הופסקו עבודות הכרייה והחציבה ניתן לראות מקרים רבים בהם האתר נותר כמות שהוא ומהווה מפגע נופי, בטיחותי ובריאותי. במקרים אחרים בוצעו עבודות לשיקום אתרי הכרייה והחציבה (כנדרש לפי פקודת המכרות, 1925), תוך דגש על טיפול בבורות הכרייה, פיזור ערמות הטפל, החזרת הזרימה השיטפונית ומניעת סחף. 

בתהליך טיהור השפכים בישראל מושם דגש רב על איכות המים וזאת בעקבות הצורך בהשבתם כמקור מים חיוני לסביבה, בעיקר בשימוש ההולך וגובר לצרכי השקיה, שיקום נחלים והחדרה מלאכותית למי התהום, חלק מהמזהמים מוסרים במהלך שלבי הטיהור השונים במתקני הטיהור, כך שאיכות הקולחים המיוצרת הינה ברמה מספקת לשימוש חוזר.

יחד עם זאת, מחקרים שנערכו בארץ ובעולם בשנים האחרונות  Heberer et al. 2002; Avisar et al. 2009 a,b Kolpin et al. 2002;הצליחו להוכיח את הימצאותם של מזהמים מ"הדור החדש" במי קולחין ובמי תהום. מזהמים אלה הינם שאריות של תרכובות תרופתיות )כגון משככי כאבים, אנטיביוטיקות והורמונים) אשר מקורן בשפכים ביתיים, חקלאיים ותעשייתיים. בהגיעם למכון טיהור השפכים, מט"ש, המזהמים מוסעים דרך המערך הרב שלבי של המתקן ובסופו של תהליך הם משתחררים לסביבה, בריכוזים של ננוגרמים ומיקרוגרמים לליטר. יצוין כי הכימיקלים האלו מעולם לא נמדדו ונוטרו באופן רציף וטרם נכנסו לתקנות ההגנה על איכות המים. בשנים האחרונות נערכים מחקרים על מנת ללמוד על היקף הבעיה, ריכוז החומרים וגורלם הכימי-פיזיקאלי בסביבה. יתר על כן, פוטנציאל הרעילות וההשפעות על בריאות הציבור והסביבה עדיין לא ידוע, אם כי יש המייחסים את העלייה בעמידות החיידקים לאנטיביוטיקה בחשיפתם לשאריות אנטיביוטיקה בסביבה מימית  .Schwartz et al. 2003מעט ידוע על הימצאותם של תוצרי הפירוק של אותן תרופות וכימיקלים. מטבוליטים, הנוצרים כתוצאה מהתפרקות התרופה, בעקבות תהליכי הטיהור או בעקבות השפעתם של תנאי הסביבה השונים, בחלקם דומים למולקולת האם וחלקם אף עדיין פעילים ביולוגית. על כן יש חשיבות רבה להתייחס לתוצרי הפירוק של שאריות תרופות כחומרים חדשים ולא מוכרים שטרם זוהו וגורלם הכימי פיסיקלי ביולוגי עדיין לא ידוע. דבר המחייב את הרחבת ההבנה של התהליכים - - והמנגנונים המשפיעים על שאריות של תרופות  Lamm et al. 2009; Gozlan et al. 2010.

מטרת המחקר הייתה לזהות ולמצות את האנטיביוטיקות ממשפחת המקרולידים ותוצרי הפירוק שלהן. רעיון המחקר נבע מתוך מודעות לנוכחות ודאית של תוצרי פירוק של אנטיביוטיקות בסביבה. קבוצת האנטיביוטיקות שנבחרה למחקר זה היא קבוצת המקרולידים שהינה אחת ממשפחות האנטיביוטיקות השימושיות ביותר. עד לאחרונה האנטיביוטיקהErythromycin (ERY) הייתה השימושית ביותר, אלא שבשל תופעות הלוואי שהאנטיביוטיקה גרמה כתוצאה מהתפרקותה בגופנו, נכנסו לשימוש בשנים האחרונות, תחליפים יציבים יותר כגון Clarithromycin (CLA) ,Azithromycin (AZI) וRoxithromycin (ROX) -

בתחילת המחקר בוצע ניסוי רחב בו נבדקה עמידות האנטיביוטיקות ממשפחת המקרולידים במספר תנאים, במטרה לזהות את תהליכי הפירוק ואת תוצרי הפירוק השכיחים הנוצרים. ארבעת האנטיביוטיקות הוכנסו למספר תמיסות שונות אשר נדגמו בפרקי זמן קבועים במטרה לעקוב אחר הפירוק על פני תקופה של שבועיים. פרמטר מרכזי שנבדק היה בחינת השפעת קרינת אור השמש על תהליכי הפירוק. לשם כך מחצית מהתמיסות נחשפו לאור השמש ובמקביל מחצית מהתמיסות נדגמו בצל.

זיהוי המולקולות התבצע באמצעות הרצה במכשירי ה LC/MS-לאחר זיהוי תוצרי הפירוק העיקריים של המקרולידים התבצע תהליך ההפקה והאיסוף שלהם בתמיסות נפרדות ובכמויות אשר יאפשרו את המשך איפיון תכונותיהם הכימיות וכן את המבנה שלהם. לאחר זיהוי ודאי של תוצרי הפירוק ניתן היה לעבור לבדיקה וניטור במדיום הסביבתי. נדגמו מספר דוגמאות ממקורות מים שונים ומגוונים, קולחים שניוניים ושלישוניים, מי קולחין לפני ואחרי אגן ירוק, מי נחל, מי תהום ומי שתייה. מתוך דיגומי השטח התבצע מיצוי של המקרולידים ותוצרי פירוקם העיקריים בעזרת מיצוי בפאזה מוצקה  Solid Phase Extraction (SPE)הדגימות המרוכזות עברו אנליזה ב- LC/MS לצורך גילוי המולקולות וחישוב כמותי של התוצאות.

אזורי הדיגום בהם נחקרו ונמדדו האנטיביוטיקות ותוצרי הפירוק שלהן הינם:

• השפד"ן: קולחים שניוניים נדגמו ממט"ש גוש דן הממוקם בראשון לציון.
• מט"ש הרצליה: דיגום קולחים שלישוניים במט"ש.
• קיבוץ גליל ים: דיגום מי תהום מקידוח מחקר בשדות החקלאיים בקיבוץ ודיגום מי ברז מהקיבוץ.
• מט"ש כפר סבא הוד השרון נחל הירקון: דיגום קולחים שניוניים ושלישוניים ממט"ש כפר-סבא הוד השרון, דיגום מי קולחין לאחר שזרמו דרך האגנים הירוקים הממוקמים בהוד-השרון, דיגום מי נחל קנה יובל של הירקון אליו מוזרמים הקולחים היוצאים מהאגנים הירוקים ודיגום מי נחל הירקון.

תוצאות המחקר מצביעות על קיומם של תוצרי פירוק ממקור תרופתי בקולחים לאחר שלבי טיפול שונים וכן גם לאחר טיפול ליטוש של אגן ירוק. לתוצאות המחקר חשיבות רבה בהבנת התהליכים שמתרחשים בשאריות של תרופות ותוצריהן במקורות המים. ישנה גם חשיבות רבה בהקשר הבריאותי, וזאת מאחר שלא נערכו עדיין בדיקות לאבחון רעילות תוצרי הפירוק, ויתכן כי חלקן אף פעיל ורעיל יותר ממולוקולות האם. יש להתייחס לפוטנציאל ההיווצרות של תוצרי פירוק וליכולתם לזלוג לסביבה, ולא להתמקד אך ורק בתרופות.

עבודה זו עוסקת בממשק בין העיר לים. חיזוק הקשרים בין המשאבים הטבעיים, קרי החוף והים, והרקמה העירונית, ומניעת בעיית קיטוע הרצף ביניהם (הקיימת בערי חוף רבות בעולם), מהווה אתגר גדול ביותר בפיתוח ערי החוף. רוב המחקרים העוסקים בערי חוף בחנו התחדשות העירונית של החזית הימית ותכנון מחדש של המרחב הציבורי בקרבת הים. זאת, תוך התמקדות באתגרים מנהליים, תכנוניים ועיצוביים של הפיתוח העירוני ברובעים חדשים שנוצרו במרחב הסמוך לים בעקבות פינויו משימושים תעשייתיים. מחקר זה מתייחס אל מרחב הגבול בין העיר לים כאל אלמנט המורכב ממאפיינים פיזיים כמו גם מפעילות אנושית. המחקר מאתגר גישה פוסט-מודרנית הרווחת במחקרים קודמים באמצעות חקר ארגון מרחב התווך בין העיר לים משתי נקודות מבט – פרספקטיבת העיצוב העירוני ותיאוריית המורכבות. גישה זו מציעה הבנה של הממשק בין העיר לים כתכונה מתהווה של מרחב הגבול, ולא ככזו המעוצבת ישירות על ידי פעולות תכנון ועיצוב עירוני. בכך, היא מאפשרת לגבש עקרונות 'מחוללים' וכלים, אשר מעודדים היווצרות ממשק מחבר בין העיר לים.

התווך בין העיר לים מהווה סביבה לפעילויות רבות ומגוונות, כגון פנאי, נופש, מגורים, אינטראקציה עם חברים ובני משפחה, בילוי במסעדות, קניות, פעילות נדל"ן ועוד. על כן הוא נמצא בתהליך שינוי מתמיד. הסתכלות על מרחב זה בפרדיגמת המורכבות מעלה את השאלה אודות יכולתה של פעולה אדריכלית ליצור ממשק מחבר בין עיר לים. בעוד שתיאוריית התכנון המודרנית רואה בארכיטקטורה כלי לשליטה במרחב העירוני, מציע מחקר זה לראות את הפעולה המשותפת של כל הגורמים ("סוכנים") הפועלים בעיר, יחד עם התנאים האורבניים המקומיים, כעשויה להביא להיווצרות קשרים קוהרנטיים בין העיר לים.

הקשר של העיר לים בא לידי ביטוי במורפולוגיה העירונית ובייחוד בצורתו ובארגונו של מרחב הגבול בין העיר לים אשר משקף את האופן בו העיר מתייחסת, מקבלת ומשלבת את הים לתוך המבנה שלה. גבול בין עיר לים, על פי תפיסה זו, הינו מעין ממברנה המאפשרת זרימת חיי יום-יום בין העיר לים. על כן, לארגון מרחב התווך בין העיר לים, כלומר, לאופן בו מרחב זה מתווך בין המצבים הדואליים של העיר והים, ומבטא שינוי במקצב העירוני ובמגוון החוויות שהוא מייצר, עשויה להיות השפעה על אופן בו הוא מתפקד כממשק. זאת על ידי יצירת אינטראקציות בין האדם לסביבה הבנויה והטבעית מחד, ואינטראקציות חברתיות בין אנשים מאידך. מהם מאפייניו המרחביים של הגבול בין העיר לים? באיזה מצבים הגבול הזה מתפקד כממשק מחבר? ומהם הכלים המצויים בידי אדריכלים על מנת ליצור ממשק מחבר בין העיר לים? בשאלות כגון אלו עוסק מחקר זה.