המחסור במים בעולם הולך וגובר, במהלך השנים האוכלוסיה הלכה וגדלה וכך גם צריכת המים, וזאת בזמן שאספקת מים נקיים ממקורות מתחדשים נשארה קבועה. מחסור במים מתוקים, משפיע על המגזר החקלאי לפיכך השקיה במים מליחים במקום המתוקים הינה שיטה מקובלת. יחד עם זאת מליחות המים מהווה מקור למספר בעיות בחקלאות. באזורים רבים בישראל קיימת מליחות גבוהה במים, אשר גורמת להפחתה בקצב גידול של הצמח ולירידה בתנובת הגידולים, עקב הצטברות המלחים בבית השורשים. בנוסף, מי השקיה עם מליחות גבוהה מחלחלים בקרקע וגורמים להמלחת הקרקע ולירידה בפוריות שלה.
הפתרון המקובל להורדת מליחות המים הינו הוצאת מלחים בעזרת ממבראנה של אוסמוזה הפוכה (RO) אך, שיטה זו מוציאה את כל היונים מהמים, כולל אלו החיוניים לצמח.
המחקר הנוכחי מציע פיתוח של מערכת ממבראנלית במטרה לתכנן ספיקת מים גבוהה להשקיה עם מליחות נמוכה והחזרת היונים החיוניים למים המותפלים.
המערכת המוצעת במחקר זה משלבת שני סוגי ממברנות (RO וננו-פילטרציה NF) המאפשרות מצד אחד מעבר של מים הכוללים מרכיבים שלא חיוניים לצמח (כלוריד ונתרן) ומצד שני מונעת מעבר של המרכיבים החיוניים לצמח (סידן ומגנזיום).
השילוב המוצע (NF עם RO) עתידה ליצור מי השקיה המורכבים ממעט מאד חומרים כלוריד ונתרן (20% רכז NF) וכמות מים עשירה בסידן ומגנזיום ( 80% תסנין של RO). תצורה זו נבדקה במודל המתמטי וניסוי בשטח ונמצאה עדיפה מול שילובים אחרים, עם התאמה גבוהה בין תוצאות המודל המתמטי לתוצאות בשטח.
בהשקיית גידול חקלאי של פלפלים מהערבה ובתנאי השטח של הערבה, עם ארבעה סוגי איכויות מים שונים (מי ערבה, מי NF, מי ברז ומים של מערכת NF בשילוב עם RO), ההשקיה עם מים של המערכת המשולבת (NF עם RO ) לפי מספר פרמטרים הינה הטובה ביותר. השקיה זו נתנה את הכמות והמשקל הגדול ביותר של הפרי וכן את רמת הבשלות הגדולה ביותר. בנוסף, מבין ארבעת סוגי איכויות של מי השקיה גם מי ערבה נתנו תוצאות טובות, אך בצורה לא מובהקת.
*אולגה טרנפולסקי שותפה לעריכת הניסויים במסגרת התזה לתואר שני המחלקה להנדסה כימית
*ד"ר בני לב, מרצה בפקולטה להנדסה המחלקה להנדסה אזרחית, אוניברסיטת אריאל.
מומחה בשיטות ומערכות לטיפול בפסולת (צמחי, נוזלי או גזית) והפיכתן למוצרים בעלי ערך. לשעבר חוקר ומנהל מחלקה להנדסה חקלאית במכון וולקני (למחקר חקלאי). בוגר הטכניון לתואר שני ושלישי.
*הפניות:
Lew, B., Tarnapolski, O., Afgin, Y., Portal, Y., Ignat, T., Yudachev, V. and Bick, A., (2020). Irrigation with permeates to upgrade the quality of red pepper: A case study in Arava region, Israel. Environmental Technology. 1-11. (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32644879/)
Lew, B., Yudachev, V., Tarnapolski, O., Afgin, Y., Portal, Y., Ignat, T. and Bick, A., (2020). Exploratory ranking analysis of brackish groundwater desalination for sustainable agricultural production: A case study of the Arava Valley in Israel. Journal of Arid Environments, 174: 104078. (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S014019631930148X)
Lew, B., Trachtengertz, L., Ratsin, S., Oron, G. and Bick, A. (2014). Brackish groundwater membrane system design for sustainable irrigation: Optimal configuration selection using analytic hierarchy process and multi-dimension scaling. Frontiers Environmental Science- Environmental Toxicology. 2(56): 1-10. (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2014.00056/full)
