שומרי הבית
רקע
מפעלים מזהמים מוגבלים בכמויות המזהמים שמותר להם לפלוט לאוויר בהיתרי הפליטה שלהם ונדרשים לעמוד בתנאי חוק אוויר נקי. ואולם, תחנות ניטור האוויר הקיימות במערך ניטור האוויר של המשרד להגנת הסביבה ואיגודי הערים לאיכות הסביבה אינן מודדות את כל המזהמים הקיימים, לרבות אלו עבורם קבע המשרד ערכי סביבה וכן מצויות בפריסה דלילה יחסית. יתר על כן, הן מושבתות לעתים קרובות לצורכי כיול, תחזוקה, או בשל תקלות שונות. בנוסף, בהקשר למזהמים מסוג חומרים אורגניים נדיפים- קיימת קורלציה נמוכה מדי בין תחנות קרובות, נתונים שאינם קוהרנטיים ורגישות לא מספקת של הסנסורים. הדבר מקשה מאוד על הרגולטור לאכוף את חוק אוויר נקי ואת מגבלות היתרי הפליטה שהונפקו למפעלים מזהמים.
במדינת ישראל, עפ"י נתוני ה- OECD, נפטרים בכל שנה כ- 2,200 בני אדם ממחלות הקשורות ישירות בזיהום אוויר. אנו פועלים להביא לידי כך שהמפעלים המזהמים יעמדו בתנאי חוק אוויר נקי ויפלטו כמות פחותה של מזהמים. בנוסף, ברצוננו לפתח כלי חדש החסר כיום, שיסייע בידו של המשרד להגנת הסביבה, בפרט באזורי הריכוז של התעשייה הפטרוכימית בישראל- מפרץ חיפה, אזוה"ת הצפוני באשדוד ויישובים בחזית אסדות הגז לוויתן ותמר.
אנו מציעים מערך חדשני לניטור תרכובות אורגניות נדיפות, שיהיה גמיש בפריסתו, בלתי תלוי ועצמאי, שתוצאותיו תהיינה נגישות לכל אזרח, ואשר יוכל לפעול באופן רציף ובאזורים נרחבים.
הצוות המדעי שלנו, בשיתוף עם מומחים ויועצים בעלי שם עולמי ובהם חברת רמבול (Ramboll), עמלים על תכנון מערך שייתן מענה לקשיים הקיימים כיום במערך הניטור הממשלתי: מחיר זול משמעותית, פריסה רחבה וגמישה, טווח מזהמים נרחב יותר מהקיים היום, סף רגישות נמוך, דיוק במדידה, קיצור משמעותי של זמני הכיול המשביתים מדידה וקורלציה גבוהה בין תחנות סמוכות ביחס לאותם מזהמים. את מיזם תחנות הניטור של "שומרי הבית" תלווה ועדת מומחים בלתי תלויה, לצורך ייעוץ, מעקב ובקרה.
המערך המוצע יהיה בבעלות האזרחים ויפעל ללא משוא פנים לניטור איכות האוויר האמתית בכל רגע נתון
דבר שייתן מענה למצב כיום בו מפעלים מנטרים את עצמם, בבחינת המפוקח מנהל ומממן את הדיווח למפקח. כל הפעילות הטכנית והמדעית תתבצע באמצעות מעבדה מוסמכת ע"י הרשות להסמכת מעבדות בישראל.
אנו חותרים לשיתוף פעולה עם הרגולטור- המשרד להגנת הסביבה, איגודי ערים לאיכות סביבה, גורמים עתירי ניסיון בתחום בעולם וכן עם גורמים אקדמיים מובילים.
מטרות
מטרת המיזם הינה לתכנן, להקים וליישם מערכת לניטור איכות האוויר בישראל באופן משופר, בהשוואה לפתרונות הקיימים. עלות רכיב נוסף במערכת המוצעת תהיה פחותה מזו הקיימת והפעלתה תהיה פחות מורכבת. כך, יהיה ניתן להגדיל את טווח הכיסוי של מדדי המזהמים במרחב, בעוד המערכת שומרת על גבולות זיהוי המזהמים ועל קבילות משפטית. כל זה יושג על ידי שימוש בסנסורים אמינים בעלות נמוכה יחסית, המזהים את סך החומרים האורגנים (TOC- Total Organic Compounds). הסנסורים יפעילו דוגם TO17 או דוגם ,TO15 אשר ידגמו את איכות האוויר בסביבה. הדגימות תפוענחנה על ידי מעבדות מפוקחות ומאושרות.
החיסרון בהשוואה למערכות ניטור קיימות, הוא שרכיבים פחמימניים מסוימים כגון BTEX לא יהיו זמינים לצפייה באופן מיידי, אלא רק סך החומרים האורגנים- TOC. יוגדר על ידי "שומרי הבית" מדד זיהום TOC שידווח באופן רציף בכל אתר ואתר, כדי לכמת ולהעריך את רמת הזיהום בכל רגע נכון ממזהמים מסוג TOC. כמו כן, מזהמים שאינם אורגניים (כגון חלקיקים נשימתיים), לא ינוטרו בשלב הראשון על ידי המיזם. אנו נמצאים בקשר עם חברה בינלאומית בכירה לייעוץ סביבתי- Ramboll, לצורך תכנון מערכת כוללת על פי פרמטרים אלו, עבור עמותת "שומרי הבית". ההצעה תפותח באופן הדרגתי. בשלב הראשון המיקוד יהיה בתרכובות אורגניות נדיפות (VOC) בהמשך יתווסף ניטור של מזהמים נוספים.
החסרונות העיקריים בפתרונות ניטור האוויר הקיימים כיום
יישובים הממוקמים במורד הרוח ביחס למתקני עיבוד ואחסון של דלקים מאובנים, נמצאים בסכנת חשיפה ספציפית לתרכובות אורגניות נדיפות, עקב פליטת חומרים מסוג זה ממתקנים אלו.
מרחב כיסוי מוגבל
במצב הנוכחי מיקום תחנות הניטור באזור חוף הכרמל הוא במרחק ממוצע של כ- 8 ק"מ זו מזו. התנאים הטופוגרפיים והמטאורולוגיים עשויים להיות שונים באופן משמעותי במרחקים כאלו, מה שמקטין את ההסתברות לגילוי הפרת חוקי ריכוז מזהמים.
הסיבה העיקרית לכיסוי המרחבי המוגבל היא עלות ההקמה של התחנות, העומדת על כ- 400 אלף ₪, לא כולל הוצאות תפעול, לכל תחנה.
דיוק הסנסורים וזמינותם
הפתרון הסטנדרטי הנוכחי למדידת תרכובות אורגניות נדיפות, מבוסס על כרומוטגרפיית גזים (GC) ברמת השדה. למרות ש- GC הוא הפתרון המוביל בתעשייה הפטרוכימית לצורך ניתוח חומרים אורגניים, הרי שריכוזי הסביבה הנמוכים וריבוי סוגי המזהמים האופייני לפליטות ממתקני הפקה של נפט וגז, מציגים אתגר משמעותי לשימור דיוק המדידה ללא שינוי לאורך זמן.
יתר על כן, GC דורש כיול אוטומטי וידני כדי להישאר מדויק, דבר המגדיל את עלויות התפעול של התחנה, ומחייב נוכחות מומחים ברמה גבוהה באתר, דבר שאינו זמין על פי רוב.
נושאים אלו מודגמים בדיאגרמות להלן המראות את ההתאמה באיסוף הנתונים בין שתי תחנות סמוכות הממוקמות בקיבוץ מעיין צבי, אך מנוהלות על ידי ארגונים שונים.
קורלציות בין שתי תחנות סמוכות עבור 6 מזהמים בחודש פברואר 2020: תחנת מעין צבי של איגוד ערים שרון-כרמל אל מול תחנת מעיין צבי של נובל אנרג'י, הנמצאות במרחק של 3 מטרים בלבד זו מזו. המידע המוצג הינו ממוצע על פני יחידות בנות 30 דקות מדידה, לאורך חודש ימים. השוואה של מידע ממוצע על פני יחידות בנות 5 דקות מדידה לאורך החודש, מציג תוצאה גרועה עוד יותר. יש לשים לב שהמידע בכחול (VOC) מראה התאמה גרועה משמעותית מהשאר, ליניאריות פחותה וסטיית תקן גדולה יותר מאשר הנתונים הכתומים (אוזון ו- NOx). בחודש הקודם לתקופה הנבדקת, הן איגוד ערים שרון-כרמל והן נובל אנרג'י, השקיעו מאמצים משמעותיים לשפר את הדיוק והמתאם בין התחנות, אך הצליחו להגיע רק לרמה בלתי מספקת זו.
ניטור כמות מוגבלת של מזהמים
התחנות הקיימות היום מנטרות טווח רחב של מזהמים כלליים כגון אוזון, NOx, SOx, PM2.5, ורכיבי BTEX, אבל ישנם מזהמים רבים רעילים ומסרטנים ביותר, האופייניים לפליטות ממתקני הפקה ואחסון של נפט וגז, כגון בוטדיאן, שלא ניתן לנטר אותם בתחנות הקיימות.
יכולת האכיפה של הרמות החוקיות של תרכובות אורגניות נדיפות
המצב הנוכחי המתבסס על GC מייצר מספר אתגרים בבואנו להשתמש בנתונים כראיות בהליכים משפטיים. באופן ספציפי עבור המזהם בנזן, חוק אוויר נקי בישראל דורש שיוצגו לפחות 8 חריגות בשנה, מערך הסביבה המוגדר ("התקן"), לאורך ממוצע יממתי. יתר על כן, לצורך פעולת אכיפה הוגדר מראש שהחריגה תהיה גבוהה בסדר גודל של כ- 20% מעל התקן (משתנה מתחנה לתחנה), כדי לפצות על מגבלות ידועות באמינות הסנסורים.
כיול שנקבע מראש והשבתות לא מתוכננות המופיעות פעמים רבות במערכות מבוססות GC, מקטינות את הסיכוי להשיג ראיות חזקות בגין חריגות מחוק אוויר נקי.
מימוש פתרון אלטרנטיבי
עמותת "שומרי הבית" מתכננת להשתמש באסטרטגיה של הפעלה אוטומטית כפי שיוצג להלן. כאשר דגימה רציפה של סך החומרים האורגניים המנוטרים (TOC) מזהה מעבר על הסף המוגדר לריכוז מזהם ספציפי, מופעל באופן אוטומטי דוגם TO17 או TO15 אשר ידגום את האוויר הסביבתי לאורך שעה, 8 שעות, או 24 שעות (לבחירה על פי הצורך). דגימה זו תועבר למעבדות מורשות. האנליזה תתבצע על ידי כרומוטוגרפיה של גז GC, גלאי יוניזציה של להבה, וספקטרומטר מסה (mass spectrometry) (Ramboll Environ US, 2017, p. 8).
דוגמא למבנה הארכיטקטוני של מערך דגימות אוטומטי כזה מתואר בתמונה להלן.
במבנה ארכיטקטוני חלופי, ניתן להפעיל את הדוגם באופן אוטומטי כתגובה לצילום של מצלמת הדמאת גז אופטית, כגון זו המיוצרת על ידי אופגל (https://www.opgal.com/products/eyecgas).
עמותת "שומרי הבית" תהיה אחראית לספק את האפליקציה לעיבוד תמונת המצלמה לכדי פעולת איסוף דגימה אוטומטית. אפשר גם להשיג טריגר להפעלת דיגום באופן אוטומטי ברמת הרשת, כאשר השילוב של מדידות TOC במספר נקודות בשילוב מידע על כיוון ועוצמת הרוח, תאפשר לחשב את המיקום שבו תימדד החריגה מרמות הזיהום המותרות בחוק, בסבירות הגבוהה ביותר ובהתאם יופעל הדוגם הרלוונטי.
גישה זו פותרת את כל המגבלות שתוארו לעיל, שכן עלות רכישת נקודה אחת במערך המוצע תהיה עד 40 אלף ₪. מחיר זה שווה לכעשירית מהעלות של התחנות הקיימות והוא יאפשר דיגום צפוף יותר של המרחב. יתר על כן, דגימה באמצעות TO17 או TO15, תאפשר לנטר כ- 40 סוגים שונים של תרכובות אורגניות נדיפות הצפויות להיפלט, באופן שיאפשר לבסס מהי "טביעת האצבע" של המתקן הפולט. כל הדגימות תנותחנה במעבדה מוסמכת עם אנשי מקצוע וניהול ברמה הגבוהה ביותר, תוך כדי שימוש בציוד כיול ואנליזה המקובלים על המשרד להגנת הסביבה.
שלבי היישום:
בשלב הראשון לאחר סיום תכנון המערך והקמתו, אנו מתכננים לפרוס אותו (החל בתחילת 2021) ולהתחיל פעולתו ב- 5 יישובים שבחזית לוויתן (עתלית, זכרון יעקב, בנימינה, פרדס חנה- כרכור ותחנה חופית שתמוקם באזור חוף מעיין צבי/ מעגן מיכאל/ דור).
במקביל, להקלת הוכחת ההיתכנות המדעית והרגולטורית של מתודת הניטור החדשה, נמקם סנסור באזור התעשייה הצפוני באשדוד (לחילופין- במפרץ חיפה).
בשלבים הבאים (2022 ואילך) נבצע הרחבת פריסה של הרשת באזורים שנבחרו בשלבים הקודמים ונמשיך לפרוס סנסורים באזורים נוספים, על פי הצורך (בדגש על אזורים הידועים כמוקדי זיהום אוויר- מפרץ חיפה, אזורי מגורים באשדוד, אשקלון ועוד).
נחתור לשיתופי פעולה מקצועיים עם המשרד להגנת הסביבה, איגודי ערים לאיכות סביבה, ארגונים בינלאומיים העוסקים בניטור האוויר וכן עם האקדמיה בארץ ובעולם. נרחיב את המועצה המייעצת למיזם, בטובי המומחים מסוגם בעולם.
סיכום
כיום הרגולטור מוגבל ביכולתו לעקוב אחר איכות האוויר ובעיקר אחר תרכובות אורגניות נדיפות- קרונות הניטור מועטים, פעילותם לא רציפה בשל כיולים ממושכים ותקלות חשמל תכופות ובנוסף, טווח המזהמים שהם מודדים הינו מוגבל ולא מספק. בנוסף, בחלק מהמקרים המפוקח מנהל את הניטור ומדווח למפקח, דבר העלול ליצור ניגודי עניינים.
מיזם "שומרי הבית" לניטור אוויר יספק לאזרחים אינדיקציה אמינה לאיכות האוויר בזמן אמת ולרגולטור את המידע הנדרש לגבי הפרות של היתרי הפליטה ע"י מפעלים מזהמים בדגש על תעשיית הפטרוכימיה, לצורך ביצוע אכיפה משמעותית.
המפעלים המזהמים יפנימו שעלות מניעת הזיהום באופן אקטיבי על ידם (באמצעות סולקנים, פילטרים איכותיים יותר, החלפה תדירה יותר של פילטרים, הפעלת תהליכי הפחתת זיהום {LDAR, למשל}, אימוץ פרקטיקות מזהמות פחות ועוד)- הינו עדיף מבחינה כלכלית על פני המשך הזיהום.
הפנמה זו תהיה אפשרית אך רק אם תוקם מערכת שתצביע על המזהם באופן חד-משמעי ותאפשר אכיפה משמעותית. כך נשיג איכות אוויר טובה יותר ברחבי הארץ ובפרט בקרבת מפעלי פטרוכימיה מזהמים.