משרד התשתיות הלאומיות המכון הגיאולוגי גיאוכימיה של סחף נחלים וקרקעות במרחב הגליל המערבי -כרמל משה שירב-שורץ ,שמעון אילני ,לודביג הליץ ,אולגה יופה דוח מס' GSI/31/2009 ירושלים ,כסלו תש"ע ,דצמבר 2009 תקציר סקר גיאוכימי מקיף נערך במרחב הגליל המערבי ומסוכם כאן יחד עם סקר דומה שכלל את הר הכרמל והאזור העירוני של חיפה אשר בוצע בעבר .השטח הנסקר משתרע על פני כ 1650 -קמ"ר ובמהלכו נדגמו 1823דוגמאות .כל אלו עברו אנליזה לכשלושים יסודות ראשיים ויסודות קורט. ניתוח התפוצה המרחבית של היסודות כמו גם ניתוחים סטטיסטיים מלמדים כי את מירב השונות בדוגמאות ניתן להסביר על ידי הרכבים טבעיים של מינרלים כבדים ,חרסיות ותכולת הקרבונט, אסוציאציה של יסודות האופייניים לסלעים וולקניים ,יסודות הקשורים בסלעי חבורת הר הצופים העשירים יחסית בפוספט וריכוזים גבוהים יחסית של היסוד בריום המאפיין סלעים מחבורת עבדת מגיל אאוקן .כ 13% -מהשונות מוסברת על ידי דוגמאות המועשרות במגוון מתכות – קדמיום ,עופרת, אנטימון ,אבץ ,ובמידה פחותה מוליבדן ,כרום ונחושת – שמקורן בזיהומים שונים. המחקר הנוכחי מצביע על אזור נחל גדורה ,האזור שמדרום לנמל הקישון ,האזור הקרוב לקיבוץ אלונים ונחל געתון עליון ליד מעונה ומעלות כעל אתרים שבהם ריכוזים חריגים של מתכות קורט, שמקורם בפעילות תעשייתית או סילוק פסולת ממוקדת .באזור האורבאני של חיפה ,בעורף הקריות ובאזור טבעון קיים ריכוז עודף של יסודות מתכתיים מסוימים ,כנראה כתוצאה מפעילות ארוכת שנים של התעשייה באזור ,הובלתם על ידי נגר עילי ומערכות מזג האוויר האופייניות לאזור ושקיעתם. הנתונים שנאספו והמרוכזים במערכת מידע גיאוגרפית מהווים בסיס נתונים המאפשר לימוד מגמות השינויים הסביבתיים בשנים הבאות ,נדבך בהבנת קשרים אפשריים לתחלואה וכלי עזר בידי הרשויות לביצוע פעילות ניקוי או אכיפה. המחקר בוצע במימון חלקי של המשרד להגנת הסביבה. המחברים מבקשים להודות למר יעקב רפאל אשר נשא בעיקר הנטל הטכני של הפרויקט בשדה ובמשרד. כן יבואו על התודה מר רמי מדמון ומר מיכאל קיטין על עזרתם בשדה ,מר יעקב לקטוש מן המעבדה הסדימנטולוגית ועובדי המעבדות לגיאוכימיה. תוכן העניינים: תקציר מבוא ........................................................................ 1 שיטות המחקר ............................................................ 1 תיאור אזור הסקר ....................................................... 2 הצגת הנתונים ............................................................ 4 סיכום ....................................................................... 39 ספרות מצוטטת .......................................................... 40 1 מבוא במסגרת פרויקט נמשך להכרת הרקע הגיאוכימי של ישראל ,הסתיים סקר גיאוכימי מפורט באזור הגליל המערבי ,חלקו המערבי של עמק יזרעאל ,רמות מנשה ורכס הכרמל .אזור הכרמל היווה בזמנו מקרה בוחן בו נבחנו שיטות הדיגום והאנליזה באזור בו שורר אקלים גשום יחסית ,בו קרקעות מפותחות על גבי מסלע גירני ,קירטוני ווולקני והוא כולל הן סביבות טבעיות והן אזורים עירוניים צפופים .תוצאות הסקר בכרמל סוכמו בדו"ח מפורט ] [1והן נכללות גם בדו"ח הנוכחי .באזור עמק זבולון בוצע שלב נוסף של דגימה בצפיפות גבוהה בהזמנת ובמימון המשרד להגנת הסביבה ותוצאות שלב זה פורסמו בדו"ח המכון הגיאולוגי ].[2 הסקר הגיאוכימי מתבסס על דגימת סחף נחלים וקרקעות בצפיפות של עד שתי דוגמאות לקמ"ר, ואנליזה של הפרקציה הדקה מ 150 -מיקרון .האנליזה המלאה של הדוגמאות כללה יותר משלושים יסודות עיקריים ) (majorsוקורט ) .(tracesשיטת הדיגום שנבחרה ממצעת את התרומה הטבעית של הסלע והקרקע באגני הניקוז ,ובאזורים אורבאניים – גם את אבק הרחוב ) (street dustהנשטף אל מערכות הניקוז הטבעיות והעירוניות .בכל סביבות הדיגום מהווה תרומת האבק לסוגיו )סערות אבק ו- – Fugitive dustאבק מרחף ממקור בלתי ממוקד( ,כולל זיהומים הספוחים אליו ,חלק מן הפרקציה הדקה של הקרקע ] [3המגיעה אל נקודת הדיגום .בעבר סקרים גיאוכימיים של סחף נחלים שימשו כשיטה מקובלת בחיפוש אחר מחצבים ,אך עם התגברות המודעות הסביבתית החלה להתברר חשיבותם של סקרים אלו גם בתחום הנרחב של מדעי הסביבה ,כ ַסמָנים של זיהום אנתרופוגני וכאחד הכלים להסברת תחלואה בבני אדם ,בחיות ובצומח ].[4 שיטות המחקר המחקר שבוצע במסגרת פעילותו השוטפת של המכון הגיאולוגי כולל את האזור התחום ממזרח בקו אורך ) 230000רשת ישראל החדשה( ,חוף הים ממערב ,גבול ישראל-לבנון בצפון וקו רוחב 720000 )רשת ישראל החדשה( בדרום .השטח הנסקר מצוי בתחומי גיליונות עתלית ,חיפה ,נצרת ,שפרעם ונהריה )מפות 1:50,000של המרכז למיפוי ישראל( .שלבי הסקר היו: א .דיגום סחף נחלים מאגני הניקוז שנבחרו למחקר מפורט. ב .דיגום קרקעות בתוך אגני הניקוז – נדגמו קרקעות בקרבת פני השטח ) 5-10הסנטימטרים העליונים(. ג .אנליזה של הדוגמאות )סה"כ (1823לתכולת יסודות ראשיים ויסודות קורט ,בהתאם לשיטות שננקטו בסקרים הקודמים )ראה בהמשך(. ד .ניתוח התוצאות והעמדת בסיס נתונים ממוחשב לצורך מחקרי המשך. לצורך האנליזות לתכולת יסודות הקורט עורבבו 500מ"ג מן הדוגמא עם 2גר' של Na2O2בתוך כורית זירקון וחוממו ל 500 º C -למשך 40דקות .אחרי קירור ,מועבר הנתך לכלי פלסטיק עם מים מזוקקים בתוספת 20מ"ל של 5N HNO3ומעורבב עד להמסה שלמה .התמיסה מועברת לכלי מדידה ) 100מ"ל( עם מים מזוקקים על מנת לקבל תמיסה צלולה .סקנדיום בריכוז של 5 ppmמוסף כסטנדרט פנימי בעת ביצוע האנליזות במכשיר ;ICP-AESרודיום ו-רהניום בריכוז 10ppbהוספו כסטנדרט פנימי בעת ביצוע אנליזות במכשיר .ICP-MSבכל שלבי האנליזות נעשה שימוש 2 בסטנדרטים סינטטיים וטבעיים שלתכולת היסודות בהם קיים certificate valueבינלאומי .מידע נוסף בהקשר לשיטות האנליטיות ,תחומי השגיאה ,סף גילוי וכד' ניתן למצוא בדו"ח מאת בייט וחובריו ].[5 תיאור אזור הסקר עיקר שטחו של אזור הסקר כולל את הגליל המערבי המשתרע מרכס ראש הנקרה בצפון ועד להר הכרמל ומפרץ חיפה בדרום ,וכולל גם את חלקו המערבי ביותר של עמק יזרעאל ,עמק זבולון ורמות מנשה .הגליל המערבי מגוון מבחינת נופית וכולל חוף ים מפורץ ,הרים ומישור חופי ברוחב משתנה )ציור .(1מצפון לקו עכו – כרמיאל המורפולוגיה הינה המשכית לזו של הגליל העליון ובאזור הסקר היא מתאפיינת ברמה הררית המשתפלת מערבה מגובה של כ 800-מ' מעל פני הים עד למישור החוף ,וחרוצה על ידי נחלים שכיוונם מזרח – מערב .מדרום לקו עכו – כרמיאל האזור מתאפיין בגבעות מעוגלות שגובהן עד כ 300-מ' מעל פני הים )550מ' מעפה"י בגוש הרי יודפת( ומישור חוף רחב – עמק זבולון - המהווה המשך לחופי מפרץ חיפה. ציור :1מפת תבליט של אזור הגליל המערבי ,עמק יזרעאל ,עמק זבולון ,רמות מנשה והכרמל 3 הכרמל הוא רכס הרים המשתרע מצפון הרי השומרון עד למפרץ חיפה ומתנשא לגובה מרבי של 546מטר מעל פני הים )רום כרמל ליד עוספיא( .צורתו של הר הכרמל היא משולש שקדקודו מדרום למפרץ חיפה .רכס הרי הכרמל בתחום אזור הסקר נחלק לשני אזורים גיאוגרפיים :רמות מנשה ובחלק הצפון מערבי הנושק למפרץ חיפה הר הכרמל עצמו .רכס הכרמל מופרד מרמות מנשה על ידי נחל יקנעם ונחל תות .האזורים המאוכלסים ביותר באזור הנסקר הם חיפה ,אזור הקריות לאורך מישור החוף של מפרץ חיפה ,עכו ונהריה. המסלע באזור הסקר )ציור (2מאופיין בעיקרו על ידי חבורות סלע מגיל קרטיקון .חבורת יהודה הגירית – דולומיטית בונה את הרי הגליל המערבי הצפוני ,הרי נצרת ,הרי יודפת ורכס הכרמל ואילו חבורת הר הצופים המתאפיינת בסלעים קירטוניים בונה את המורדות המערביים של הרי הגליל המערבי. סלעי גיר ,קירטון וצור מגיל אאוקן )חבורת עבדת( בונים את גבעות שפרעם ,רמות מנשה ואזור מצובה ומישור החוף מאופיין על ידי קרקעות אלוביאליות רצנטיות ורכסי כורכר אורכיים בכיוון צפון-דרום. סלעים וולקניים – בזלות וטופים -נחשפים בחלקים שונים של רכס הכרמל )מגיל קרטיקון( ובעמק יזרעאל )מגיל ניאוגן(. ציור :2מפת חבורות הסלע הנחשפות באזור הסקר )עפ"י סנה וחובריו([6] 2000 , 4 על גבי סלעי הגיר והדולומיט מתפתחת קרקע אדמדמה מסוג טרה רוסה ועליה חורש אלון ואלה עשיר במינים ,וכן צמחיית עשבוניים ,גריגה ובתה .על גבי סלעי הקירטון מתפתחות קרקעות אפורות מסוג רנדזינה המתאפיינות בחורש אורן ירושלים ואלון מצוי דל מינים ,בתה ועשבוניים. הצגת הנתונים כל נתוני הדגימות )מיקומן מופיע בציור – (6קואורדינאטות ותכולת יסודות ראשיים וקורט – הוזנו למערכת מידע גיאוגרפית ) (GISהנמצאת בשימוש במכון הגיאולוגי ) .(ESRI ArcInfoסיכום נתונים סטטיסטיים אודות כל הדגימות מופיע בטבלה מס' .1 טבלה :1סיכום נתונים סטטיסטיים של כל דוגמאות הסקר )סה"כ 1823דוגמאות(. Std. Dev. Percentile 90 Percentile 10 Maximum Minimum Median Mean 13.4 4.0 2.2 11.2 1.2 0.5 0.7 0.4 58.2 15.8 8.7 32.0 2.8 1.4 0.7 0.9 22.6 5.4 2.9 2.7 0.8 0.4 0.5 0.5 90.5 23.9 15.8 49.5 13.9 8.6 13.0 6.5 3.70 0.40 0.10 0.80 0.10 0.04 <0.5 <0.5 43.2 10.5 5.8 12.9 1.4 1.0 0.7 0.6 41.8 10.7 5.9 15.5 1.7 1.0 1.0 0.8 10.8 531.5 0.7 3.0 27.4 11.4 62.7 59.6 0.7 13.2 406.5 4.0 56.0 47.2 1.9 163.5 5.4 16.1 38.5 10.5 1.3 142.7 12 553 2.6 1.0 100 41 188 70 2.3 49 1260 6.0 111 42 1.0 407 13 3 157 42 5 163 400 9900 5.6 73 324 104 1050 1108 13 248 5518 55 1844 1240 54 2139 24 535 266 185 21 2400 1.00 <0.5 <0.2 <0.1 <1.0 <0.5 13.00 6.00 <0.2 <1.0 47.00 <0.1 <1.0 <0.5 <0.1 28.00 <0.1 <0.1 7.00 2.00 <0.1 <2.0 7 289 1.7 7.6 377.7 1.7 0.5 66.3 26.5 133.1 50.1 1.5 34.5 801.9 2.6 72.1 28.1 0.7 211.8 5.3 1.9 107.0 30.6 3.3 120.5 3 140 0.8 30 13 77 25 0.7 19 346 <0.1 35 12 0.2 83 <0.1 <0.1 58 17 2 63 < מציין ערכים נמוכים מסף הגילוי. 67 26 125 40 1.5 34 767 1 65 20 0.5 162 5 1.0 106 32 3 94 Wt% SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO TiO2 P2O5 SO3 ppm As Ba Be Cd Ce Co Cr Cu Eu La Mn Mo Ni Pb Sb Sr Th U V Y Yb Zn 5 התפלגות תכולת יסודות הקורט שנמדדו בדוגמאות הסקר ברוב המקרים הינה לוג-נורמלית ,פרט לאותם יסודות אשר לא נמצאה לגביהם תרומה משמעותית מעבר לערכי הרקע הטבעי )ראה הסבר בציור .(3 א ב ציור :3התפלגות תוצאות הכרום )א( וה-וונדיום )ב( .הקו האדום הינו התאמה של התפלגות נורמלית. ערכי הרקע הטבעי של הכרום מראים התאמה להתפלגות נורמלית ואילו הערכים הגבוהים הסוטים מקו זה מוסברים על ידי ערכים גבוהים המצויים באזורים בהם חשופים סלעים וולקניים והגבוהים ביותר נמדדו בדוגמאות בהן קיימת תרומה משמעותית של זיהום אנתרופוגני .ערכי ה- וונדיום המייצגים בעיקר תרומה טבעית של סלעי הסביבה מראים התאמה להתפלגות נורמלית. ראה גם ציורים .4-5 6 תצוגת ההתפלגות של ריכוזי היסודות במפות המופיעות בציורים 7עד 26מבוססת על שיטת ה- "מעברים טבעיים" ) (Natural Breaksשפותחה על ידי .[7] Jenks,1977על פי שיטה זו מבוססת חלוקת הנתונים על קבוצות "טבעיות" אותן מזהה האלגוריתם במידע .הבחירה במעברים ) (breaksבין הקבוצות מתבצעת בעזרת ניתוח פיזור הנתונים בהיסטוגרמה ,והערכים מחולקים לקבוצות שגבולותיהן ממוקמים במקומות בהם מובחנות "קפיצות" חדות בין הערכים .על פי שיטה זו ,מרחב הערכים בתוך כל אחת מן הקבוצות הינו יחסית המוגני ,ואילו בין הקבוצות השונות הינה גדולה יותר .להלן מודגמת חלוקת נתוני שני יסודות :הוונדיום ,אשר על פי פיזור הנתונים ברור כי תכולתו בדוגמאות הינה טבעית ,ללא תרומה אנתרופוגנית משמעותית )ציור (4והכרום )ציור (5אשר דוגמאות המכילות כמויות גבוהות שלו והמיוצגות בחלקה הימני של ההיסטוגרמה מקורן באתרים בהם קיים מרכיב אנתרופוגני משמעותי. בציורים 7עד 26מוצגות מפות תפוצה של 15יסודות על רקע מפות טופוגרפיות ,וחלקן מוצגות גם על גבי מפת חבורות הסלע לשם ניתוח תפוצתם בהמשך. ציור :4הדגמת חלוקת נתוני הוונדיום לקבוצות בשיטת ה Natural Breaks -במערכת הממ"ג. ציור :5חלוקת נתוני תכולת הכרום לקבוצות בשיטת ה ,Natural Breaks -על רקע ההיסטוגרמה של הנתונים .לכל אחת מחמש הקבוצות הוסף הסימן הגרפי המופיע על מפת התפוצה משמאל .החלוקה מאפשרת זיהוי קל של נתוני הרקע הטבעי לעומת חריגים שמקורם בזיהום אנתרופוגני. 7 8 ציור :6מיקום נקודות הדגימה 9 ציור :7מפה של תפוצת ארסן. 10 ציור :8מפה של תפוצת בריום. 11 ציור :9מפה של תפוצת בריום על רקע מפת חבורות הסלע . 12 ציור :10מפה של תפוצת קדמיום. 13 ציור :11מפה של תפוצת קובלט. 14 ציור :12מפה של תפוצת קובלט על רקע מפת חבורת הסלע . 15 ציור :13מפה של תפוצת כרום. 16 ציור :14מפה של תפוצת נחושת. 17 ציור :15מפה של תפוצת מנגן. 18 ציור :16מפה של תפוצת מוליבדן. 19 ציור :17מפה של תפוצת מוליבדן על רקע מפת חבורות הסלע . 20 ציור :18מפה של תפוצת ניקל. 21 ציור :19מפה של תפוצת תחמוצת זרחן. 22 ציור :20מפה של תפוצת תחמוצת זרחן על רקע מפת חבורות הסלע . 23 ציור :21מפה של תפוצת עופרת. 24 ציור :22מפה של תפוצת אנטימון. 25 ציור :23מפה של תפוצת אורניום. 26 ציור :24מפה של תפוצת אורניום על רקע מפת חבורות הסלע . 27 ציור :25מפה של תפוצת ונדיום. 28 ציור :26מפה של תפוצת אבץ. 29 ניתוח מרחבי של תפוצת יסודות הקורט בדוגמאות מצביע על מספר אזורים שבהם קיימים ריכוזים גבוהים של מספר יסודות ,הניתנים להסבר בתכונות המסלע הטבעי או בפעילות אנתרופוגנית .בטבלה 1מובא סיכום מתומצת של ריכוזי המתכות תוך הפנייה למפות התפוצה המופיעות בציורים 7עד .26 טבלה :2סיכום התפוצה המרחבית של אזורים בהם מופיעים ריכוזים גבוהים של יסודות קורט ציור מקורות אנתרופוגניים מקורות טבעיים יסוד מס' 7 ארסן As 9 ,8 בריום Ba 10 קדמיום Cd 12 ,11 אזור מעלות – חבורת הר הצופים נחל יקנעם ואזור שפרעם – סלעי חבורת עבדת )אאוקן( ,בעיקר בחלקה התחתון. עורף הקריות חיפה ,קריות ,טבעון ,נחל גדורה ,גדות הקישון באזור הנמל קובלט Co 13 כרום Cr סלעים וולקניים בכרמל ובעמק יזרעאל סלעים וולקניים בכרמל ובעמק יזרעאל; חבורת הר הצופים. נחל געתון עליון נחל גדורה ,נחל געתון עליון ,אלונים ,אזור צומת יבור ,אזור דיר אל-אסד. 14 נחושת Cu חבורת הר הצופים נחל גדורה ,נחל געתון עליון 15 מנגן Mn סלעים וולקניים בכרמל ובעמק יזרעאל אזור עכו ,צפון אזור הקריות סלעים וולקניים בכרמל ,חבורת הר הצופים סלעים וולקניים בכרמל; אזור כרמיאל, תפן-מעלות טבעון ,אזור הקריות ,כפר מסריק 17 ,16 18 מוליבדן Mo ניקל Ni 20 ,19 פוספט P2O5 21 עופרת Pb חבורת הר הצופים נחל געתון עליון -מעלות חיפה ,נחל גדורה ,אלונים -טבעון 22 אנטימון Sb חבורת הר הצופים חיפה ,נחל גדורה ,טבעון ,נצרת 24 ,23 אורניום U 25 וונדיום V חבורת הר הצופים סלעים וולקניים בכרמל ובעמק יזרעאל; קרקעות טרה-רוסה גדות הקישון באזור הנמל 26 אבץ Zn חיפה ,נחל גדורה ,טבעון ,נצרת ,נחל געתון עליון סלעי חבורת הר הצופים – גירים וקירטונים עשירים יחסית בפוספט – מהווים מקור לריכוזים גבוהים יחסית של מספר יסודות קורט ] [8כגון :אורניום ,אנטימון ,מוליבדן ,ארסן .הסלעים הוולקניים )טופים ובזלות( המופיעים במספר אתרים בשטח הסקר בכרמל ובעמק יזרעאל מועשרים ביסודות האופייניים לסלעים אלו – ניקל ,כרום וקובלט .ריכוזים גבוהים של בריום מאפיינים את הסלעים של חבורת עבדת מגיל אאוקן ] ,[9בעיקר בחלק התחתון של החתך במגע עם סלעי חבורת הר הצופים. ריכוזים חריגים של מספר יסודות שמקורם בפעילות אנתרופוגנית ממוקדת נמצאו במספר אתרים, שהבולטים בהם הם .1 :גדותיו של נחל גדורה שלארכן נמצאו ריכוזים גבוהים במיוחד של יסודות מתכתיים רבים שמקורם בתעשיות המגוונות הממוקמות באזור )מפעלי ציפוי מתכות ,מוסכים וכיו"ב(; .2בקרבה המיידית למפעל המתכת של קיבוץ אלונים נדגמו דוגמאות עשירות בכרום וביסודות אחרים; .3באזור שמדרום לנמל הקישון ,בשטחים שבהם כנראה פוזרה בוצה שהוצאה מן הנחל ,הקרקע מועשרת במספר יסודות בריכוזים גבוהים ביותר ,הבולט שבהם אורניום שתכולתו מגיעה למעל 500 ppm )נראה כי תרומה עיקרית לשאריות הבוצה באה ממפעלי הדשנים ,על פי תכולת ה P2O5-הגבוהה(; .4בחלקו העליון של נחל געתון ,בקרבת מעלות ומעונה ,נמצאו ריכוזים חריגים של מתכות שמקורם קרוב לודאי בסילוק לא מוסדר של פסולת לערוץ הנחל. 30 ריכוזי מתכות בתחום הבנוי של חיפה ,טבעון ,עורף הקריות ואזור עכו מוסברים על ידי פליטה ארוכת שנים של יסודות מהתעשיות באזור )שריפת דלקים ,מיחזור מתכות וכד'( והעשרת הקרקע בהם על ידי האבק השוקע .על פי הערכות המבוססות על מדידות נקודתיות במפעלי האזור ,מאות עד אלפי טונות של מתכות נפלטו לאויר באזור במהלך שנות ה 80-וה ,[10] 90-וכמות האבק השוקע באזור היא כ5-6 - טון\קמ"ר\שנה ].[11 בציורים 27-29מוצג ניתוח גיאוסטטיסטי של הנפיצות המרחבית של קדמיום ,עופרת ומוליבדן בקרקעות באמצעות מפות וורונוי ) ,1(Voronoiעל רקע החלוקה לאזורים טבעיים המשמשת את הלשכה המרכזית לסטטיסטיקה )החלוקה היא חלוקה משנית של המחוזות ,על פי קריטריונים גיאוגרפיים( .ציור 30מציג באופן אחר את הנפיצות המרחבית של קדמיום – ממוצע התכולה בכל תא סטטיסטי )המדינה מחולקת על ידי הלשכה המרכזית לסטטיסטיקה לכ 3000-תאים סטטיסטיים המשמשים במגוון רחב של חישובים( .במפות אלו נראים בבירור ריכוזים גבוהים יותר של יסודות הקורט באזור חיפה ,עכו ,עורף הקריות וטבעון ,כאשר המוליבדן מופיע גם כמרכיב טבעי באזורים בהם חשופים סלעים וולקניים בכרמל. ציור 31מציג "נירמול" של תכולת הקדמיום בדוגמאות כנגד תכולת תחמוצת הזרחן .קדמיום ידוע כמועשר בפוספט ובדשנים הנגזרים ממנו; ערכים גבוהים של היחס המוצג מהווים עדות נוספת לתרומה אנתרופוגנית של הקדמיום באזורים שהוזכרו. גם ניתוח של התוצאות באמצעות אנליזת גורמים ) (factor analysisמראה מגמות זהות :כ 38%-מן השונות בדוגמאות )טבלה (3מוסברת על ידי הרכבים טבעיים של מינרלים מתכתיים ותכולת הקרבונט )פקטור 1בטבלה 12% ;(4מהשונות מוסברת על ידי דוגמאות המועשרות במגוון מתכות )פקטור 2 בטבלה – (4קדמיום ,עופרת ,אנטימון ,אבץ ,ובמידה פחותה מוליבדן ,כרום ונחושת – שמקורן בזיהומים שונים; 13%מהשונות מוסברת על ידי ריכוזים גבוהים יחסית של המינרל בריט ) (BaSO4המאפיין סלעים מחבורת עבדת מגיל אאוקן )פקטור 5% ;(3מהשונות מוסברת על ידי אסוציאציה של יסודות האופייניים לסלעים וולקניים )מגנזיום ,כרום ,ניקל ,מוליבדן -פקטור ;(4וכ 4% -מוסברת על ידי יסודות הקשורים בסלעי חבורת הר הצופים העשירים יחסית בפוספט )זרחן ,נחושת ,כרום ,אבץ – פקטור .(5ציור 32מראה את מיקום הדוגמאות אשר להן קשר משמעותי לזיהומים מתכתיים ,בהסתמך על הניתוח הסטטיסטי. טבלה :3שונות מוסברת על ידי הפקטורים העיקריים Cumulative % Total Eigenvalue 37.61578 37.61578 10.53242 Factor1 49.90606 12.29028 3.44128 Factor2 55.97131 6.06525 1.69827 Factor3 61.08360 5.11229 1.43144 Factor4 65.51964 4.43605 1.24209 Factor5 1מפות וורונוי מבוססות על חלוקת המרחב למצולעים המקיפים כל נקודת דגימה בודדת ,כך שהמצולע מכיל את כל השטח הקרוב ביותר לכל נקודת דגימה .כל מצולע מקבל ערך )תכולת יסוד( המהווה ממוצע של הדגימה שבמרכזו ושל הדגימות התחומות במצולעים המשיקים לו. 31 עבור הפקטורים העיקרייםloading ערכי:4 טבלה Factor1 Factor2 Factor3 Factor4 Factor5 SiO2 0.81906 0.031600 -0.037214 -0.078684 -0.174774 Al2O3 0.88633 -0.011316 -0.142556 -0.018459 0.000528 Fe2O3 0.89344 0.025150 -0.202969 0.188380 -0.002608 CaO -0.87145 -0.052214 0.156084 -0.027550 0.103485 MgO -0.13478 0.023103 -0.252790 0.467298 -0.019710 TiO2 0.76979 0.009614 -0.067420 0.194124 -0.088029 P2O5 -0.06454 -0.118996 0.098765 -0.015373 0.812969 SO3 -0.07490 0.068896 0.596380 0.236530 0.217166 As 0.22999 0.083944 0.081969 -0.088364 -0.026498 Ba 0.00072 0.014560 0.729282 0.015342 -0.043568 Be 0.88284 0.007549 -0.184132 -0.023420 0.082378 Cd -0.04753 0.650363 -0.041384 0.002930 0.312276 Ce 0.90954 -0.003000 -0.061315 -0.068732 0.005763 Co 0.77710 -0.012996 -0.129251 0.208991 0.055991 Cr 0.46308 0.385002 -0.038955 0.314472 0.500553 Cu 0.00014 0.294318 0.011088 0.063796 0.701536 Eu 0.76541 -0.080828 0.223377 0.006513 0.047998 La 0.85373 -0.064243 0.127786 -0.009118 0.182273 Mn 0.75940 0.000199 0.002817 0.031242 -0.114775 Mo -0.01724 0.151445 0.188271 0.692127 0.025380 Ni 0.30995 -0.042148 0.233629 0.722180 0.137219 Pb -0.03977 0.808388 0.044177 -0.012699 0.006481 Sb -0.00550 0.794884 0.107864 0.154912 0.113438 Sr -0.51787 0.152993 0.540283 -0.122608 0.121630 V 0.86864 -0.046956 -0.160436 0.074876 0.052078 Y 0.79942 -0.082946 0.322193 -0.129551 0.106382 Yb 0.82646 -0.076374 0.194504 -0.111665 0.245063 Zn 0.02559 0.420328 0.107290 0.044548 0.734696 32 ציור :27מפת וורונוי של תפוצת הקדמיום על רקע מפת האזורים הטבעיים )הלשכה המרכזית לסטטיסטיקה(. 33 ציור :28מפת וורונוי של תפוצת העופרת על רקע מפת האזורים הטבעיים )הלשכה המרכזית לסטטיסטיקה(. 34 ציור :29מפת וורונוי של תפוצת המוליבדן על רקע מפת האזורים הטבעיים )הלשכה המרכזית לסטטיסטיקה(. 35 ציור :30תכולה ממוצעת של קדמיום בתאים סטטיסטיים )על פי חלוקת הלשכה המרכזית לסטטיסטיקה(. 36 ציור :31יחס תכולות קדמיום כנגד תחמוצת זרחן בדוגמאות הסקר 37 ציור :32תפוצת הדוגמאות )בצבעים "חמים"( בהן קיים מרכיב של זיהום אנתרופוגני על פי אנליזת גורמים ).(factor Analysis 38 חלק הארי של הדוגמאות שבהן קיים מרכיב משמעותי של זיהום אנתרופוגני מצוי בתחום שני אזורים – עכו וחיפה )ציור .(33במטרה לבדוק האם אכן דוגמאות אלו )ללא העיר חיפה והכרמל( שונות מהותית מהדוגמאות שנדגמו בחלקים האחרים של הגליל המערבי ,הופעל מבחן - Kolmogornov-Smirnov מבחן סטטיסטי לא פרמטרי הבוחן דמיון בין אוכלוסיות ,כאשר השערת האפס היא שאין הבדל בין המדגמים .תוצאות המבחן המובאות בטבלה 5מראות כי בעוד שלגבי היסודות הראשיים )(Al, Ca, Fe ויסודות קורט הנמצאים בתאחיזה מובהקת למינרלי החרסית ותחמוצות הברזל ) (Ce, Euהמדגמים דומים בשני האזורים ,הרי שלגבי קדמיום ,נחושת ,עופרת ואנטימון המזוהות עם זיהום אנתרופוגני – האוכלוסיות שונות באופן מובהק. טבלה :5תוצאות מבחן .Kolmogornov-Smirnovקבוצה 2כוללת את הדוגמאות באזורי חיפה ועכו )ללא העיר חיפה והכרמל( וקבוצה 1כוללת את כל הדוגמאות שנדגמו מצפון וממזרח לאזורים אלו. ציור :33אזור עכו וחלק מאזור חיפה )בוורוד( בהם מרוכזות דוגמאות שבהן קיים מרכיב מובהק של זיהום אנתרופוגני. יובל וברודאי ] [12ניתחו את התפוצה המרחבית של מזהמים הנמדדים בתחנות ניטור במרחב חיפה .על פי המיפוי שלהם ,הריכוזים הגבוהים ביותר של חלקיקים מרחפים בגודל 10מיקרון ומטה )(PM10 מצויים בתחום העיר חיפה ובעיקר במורדות הצפון מזרחיים של הכרמל ,וכן לאורך "מסדרון" שכיוונו צפון-מערב – דרום-מזרח ה ָתחּום על ידי מתלול הכרמל בדרום מערב )ציור .(34ממצאים אלו מתאימים לתבנית תפוצת יסודות קורט בריכוזים שמעל לרקע הטבעי באזורים אלו ועשויים להסביר את הובלת המזהמים אל עבר העיר טבעון ועורף הקריות. 39 ציור :34מפת ריכוזי חלקיקים בגודל 10מיקרון ומטה )מתוך :יובל וברודאי .(2006 ,ברקע מפה של תפוצת הקדמיום. סיכום הסקר הגיאוכימי במרחב הגליל המערבי והכרמל מבוסס על 1823דוגמאות שנדגמו בצפיפות ממוצעת של כ 1.1 -דוגמא\קמ"ר .חלק הארי של השונות בדוגמאות הסקר מוסברת על ידי הרכבים טבעיים של מינרלים כבדים ,חרסיות ותכולת המרכיבים הקרבונטיים ,קרקעות המתפתחות באזורים וולקניים ועל גבי מחשופים של חבורת יהודה ,חבורת הר הצופים וחבורת עבדת. ריכוזים חריגים של מספר יסודות שמקורם בפעילות אנתרופוגנית ממוקדת נמצאו במספר אתרים -נחל גדורה ,מדרום לנמל הקישון ,ובנחל הגעתון בקרבת מעלות ומעונה .פתרון לזיהומים ממוקדים אלו מצוי באכיפה ופעולות ניקוי. ריכוזי מתכות בתחום הבנוי של חיפה ,טבעון ,עורף הקריות ואזור עכו מוסברים על ידי פליטה ארוכת שנים של יסודות מתכתיים ממוקדי התעשיות באזור )שריפת דלקים ,מיחזור מתכות וכד'( והעשרת הקרקע בהם על ידי האבק השוקע .הצטברות המזהמים המתכתיים באזורים אלו הינה תהליך מתמשך ולא ניתן להצביע במדויק על מקורותיהם )במחקר המתנהל עתה נעשה שימוש ביחסי איזוטופים של עופרת על מנת לקשר בין מקורות פליטה לריכוזי מתכות בקרקע( .יש להניח כי בעקבות פעילות הרשויות האמונות על איכות הסביבה באזור פחתה כמות המזהמים היחסית בשנים האחרונות וריכוזי המתכות המדווחים כאן הינם אינטגרציה של תהליכי שקיעתן והרחקתן מן הקרקע במהלך עשרות השנים האחרונות .מיפוי תפוצת המתכות יכול להוות קירוב ) (proxyלרמות הזיהום שתושבי האזורים הללו היו חשופים להן ,ולהוות נדבך בהבנת סוגיות בריאותיות הקשורות לכך. 40 :ספרות מצוטטת [1] Ilani, S., Shirav, M. & Halicz, L., 1992. Geochemistry of stream sediments in the Mount Carmel area, Israel. Geol. Surv. Isr. Report 15/92, 22 p., pts., tabs. [2] זיהוי מוקדים של זיהום במתכות קורט בעמק.2009 ,. א, יפה,. ל, הליץ,. ש, אילני,. מ,שורץ-שירב .' עמ42 GSI/19/2007 ' דו"ח המכון הגיאולוגי מס.זבולון בשיטות גיאוכימיות [3] Yaalon, D.H., 1997. Soils in the Mediterranean region: what makes them different? Catena 28, pp. 157-169. [4] Painter,S., Cameron, E.M., Allan, R., & Rouse, J., 1994. Reconnaissance geochemistry and its environmental relevance. Jour. Geochemical Exploration, Vol. 51, Issue 3, pp. 213-246. [5] Beyth, M., Shirav, M., Halicz, L., Bogoch, R., 1988. Gechemical Orientation Survey of Har Timna, Southern Israel. Geol. Surv. Isr. Report No. GSI/15/88, 47pp. [6] Sneh, A., Bartov, Y., Weissbrod, T., Rosensaft, M., Hall, J.K., 2000. Geological Shaded-Relief Map of Israel and Environs, 1:500,000. Geol. Surv. Isr. [7] Jenks, G. F., 1977. Optimal Data Classification for Choropleth Maps'. Occasional Paper No. 2, Department of Geography. University of Kansas. [8] Nathan, Y., Shiloni, Y., Roded, R., Gal, I., Deutsch, Y., 1979. The Geochemistry of the Northern and Central Negev Phosphorites (Southern Israel). Isr. Geol. Surv., Bull. 73, 41p. [9] Bogoch, R., Buchbinder, B., Nielsen, H., 1987. Petrography, Geochemistry and Evolution of Barite Concretions in Eocene Pelagic Chalks from Israel. Jour. Sed. Petr., Vol. 57, No. 3, p. 522-529. [10] Berlin, E., Nave, E., Krikun, J., 2006. Emissions of Metals in the Haifa Area and their Health Impacts. Israeli Association for Aerosol Research (IAAR) 20th Ann. Meet., Haifa, Israel. [11] ניתוח השפעת מרכיבי הפליטה של קומפלקס תעשייתי על איכות.1987 ,. ס, חטוקאי,. ח,אופנברג אגוד ערים לאיכות, משרד הבריאות.( אזור התעשייה עכו דרום- האויר הסובב )מקרה בוחן .הסביבה גליל מערבי [12] Yuval., Broday, D.M., 2006. High-resolution spatial patterns of long-term mean Concentrations of air pollutants in Haifa Bay area. Atmospheric Environment 40, pp. 3653–3664.
© Copyright 2024