תרכובות אורגניות נדיפות

זיהום אוויר

רקע: זיהום השפעות בריאותיות של זיהום אוויר תסמונת הבניין החולה התחממות עולמית דלדול שכבת האוזון מזהמים שונים: חומר חלקיקי תחמוצות גופרית תחמוצות חנקן אוזון בגובה הקרקע תרכובות אורגניות נדיפות כספית חומרי הדברה דיאוקסין גז חממה זיהום אוויר בישראל: זיהום האוויר במפרץ חיפה זיהום האוויר בגוש דן זיהום אזבסט בנהריה רמת חובב שדה בריר חוק אוויר נקי

תרכובות אורגניות נדיפות (באנגלית: Volatile organic compounds ובקיצור: VOCs) הן תרכובות אורגניות שתחת תנאים נורמליים הן מדיפות כמות משמעותית של אדים שחודרים לאטמוספירה ויוצרות זיהום אוויר. יש מגוון רחב של מולקולות מבוססות פחמן כמו אלדהידים, קטונים, פחמימנים שהם תרכובות אורגניות נדיפות. חשיפה לאדים של תרכובות אורגניות נדיפות יכולה להתקיים עקב זיהום אוויר סביבתי, או עקב חשיפה לזיהום אויר ביתי כתוצאה מפליטת החומרים ממוצרים שונים בבית.

המונח משמש בדרך כלל בהקשר של חוקי סביבה וזיהום אוויר ואז ההגדרה היא על פי החוק. הגדרות אלה יכולות להיות סותרות או שיש בהן "יוצאים מהכלל".

סוכנות ההגנה על הסביבה של ארצות הברית מגדירה תרכובת אורגנית נדיפה ככל תרכובת אורגנית שמשתתפת בפוטו-ריאקציה. אחרים מאמינים כי הגדרה זו היא רחבה מאוד ומעורפלת, היות והיא כוללת לדוגמה תרכובות שאינן נדיפות בתנאים רגילים. המונח יכול להתייחס הן לתרכובות מוכרות המוגדרות היטב והן לתערובות שונות של תרכובות.

לא כל התרכובות האורגניות הן נדיפות. סוגי פלסטיק רבים כמו פולימרים לא פולטות כמויות משמעותיות של אדים בתנאים נורמליים של לחץ וטמפרטורה.

פחמימנים הן תרכובות שונות הנפלטות לאטמוספירה כתוצאה משריפה לא מושלמת של דלקים בתעשייה ובתחבורה, מדליפות בתעשייה ובשינוע דלקים ומתהליכים תעשייתיים שונים. פחמימנים שונים מוכרים או חשודים בהיותם קרצינוגנים או מוטגנים, ובכך הם עלולים לגרום נזק ישיר. סכנתם העיקרית כמזהמי אוויר נובעת, באופן עקיף, מהתהליכים הכימיים בהם הם משתתפים, אשר מובילים ליצירת אוזון בשכבות הנמוכות של האטמוספירה.[1]

מקורות פליטה של חומרים אורגניים נדיפים

התפלגות יחסית של מקורות אנושיים לכמויות של מזהמי אוויר שונים בישראל בשנת 2015 לפי הערכת המשרד להגנת הסביבה. לפי הערכה זו המקור העיקרי של פליטת חומרים אורגניים נדיפים הוא פליטות בבית, וזאת בהתבסס על מודל חישובי ולאו דווקא על מדידות. מקורות חשובים אחרים הם תעשייה, תחבורה ותחנות דלק.

מקורות טבעיים לפליטה של חומרים אורגניים נדיפים שאינם מתאן הם עצים וצמחייה.

מקורות פליטה מעשה ידי אדם מתחלקים לשתי קבוצות עיקריות: תהליכי שריפה (זיהום אוויר מתחבורה, משריפת דלקים בתעשייה, שריפות צמחיה ועוד), ותהליכי התנדפות (כגון ממיכלי איחסון, ממוצרים שונים בבית או במשרד ועוד). אפשר לחלק את המקורות העיקריים לפליטה מעשה ידי אדם לתעשייה, תחבורה (ותחנות דלק) ופליטות בסביבה הביתית.

תעשייה: תהליכי שריפה של דלקים בתעשייה, תהליכי ייצור הכוללים שימוש בממסים או בדלקים נדיפים, זיקוק דלקים, מיכלי אחסון של דלקים ושל חומרי גלם אורגניים. מקורות הפליטה יכולים להיות מוקדיים (כמו ארובות מפעלים) או לא-מוקדיים: למשל, צנרת סדוקה שאינה מתוחזקת היטב, מיכלי אחסון דולפים, מתקני טיפול בשפכים, אזורי אחסון של בוצות ועוד.

תחבורה ותחנות דלק: צינורות המפלט ומערכות הדלק של כלי רכב השורפים בנזין, וכן התנדפות בתהליכי השיווק של בנזין - בעת מילוי ואחסון הדלק בתחנת הדלק, ואף בעת תדלוק הרכב בתחנת דלק.

סביבה ביתית: הסקה של מבני ציבור ומגורים, צבעים כדוגמת צבעי קיר, חומרי הדברה, חומרי ניקוי, דבקים, מוצרי קוסמטיקה, חומרי בניה וריהוט ועוד.

על פי נתוני הלשכה המרכזית לסטטיסטיקה של ישראל (1999) מקורם של 74% מפליטות הפחמימנים הוא ממנועי בנזין של כלי רכב ממונעים - מכוניות, אוטובוסים, אופנועים ורכבות [2].

חשיפה לתרכובות אורגניות נדיפות

ריכוזים גבוהים יחסית של חומרים אורגניים נדיפים שאינם מתאן עלולים להיות בסמוך לכבישים מרכזיים ומוקדי תחבורה. מקור נוסף לחשיפה גבוהה לחומרים אלה הוא באזורי תעשייה כימית ופטרוכימית ובתחנות דלק. בישראל מרכזים של תעשייה פטרוכימית קיימים בקרבת בתי זיקוק לנפט בחיפה ובאשדוד.

כמו כן, ריכוזים גבוהים יכולים להימצא בתוך מבנים, אם נעשה שימוש בחומרים המכילים חומרים אורגניים נדיפים (כגון צבעים, דבקים, חומרי ניקוי או מטהרי אוויר) והחדר אינו מאוורר די הצורך.

השפעות סביבתיות של תרכובות אורגניות נדיפות

שחרור של תרכובות אורגניות נדיפות יכול לגרום לזיהום קרקע ולזיהום מי התהום.

אדים של VOCs הם מרכיב חשוב בזיהום אוויר חיצוני. בתחום זה הם מחולקים למתאן (CH₄) ולתרכובות שאינן מתאן (NMVOCs). מתאן הוא גז חממה יעיל מאוד שתורם להתחממות העולמית. גם פחמימנים נדיפים אחרים הם גזי חממה באמצעות תרומתם ליצירת אוזון ובהארכת חיי המתאן באטמוספירה, אם כי דבר זה תלוי באיכות האוויר המקומית.

כמה תרכובות אורגניות נדיפות משתתפות בתהליכי זיהום אוויר פוטוכימיים. בתהליכים אלה מגיבות VOCs עם מזהם האוויר חנקן דו-חמצני בנוכחות של אור-שמש ויוצרות "ערפיח פוטוכימי" ואוזון בגובה הקרקע. אוזון בשכבות הגבוהות של האטמוספירה מסנן קרינת UV ומגן על צמחים ובעלי חיים מפני קרינת שמש מסוכנת. בגבהים נמוכים יותר הוא מסכן את הבריאות וגורם לבעיות נשימה. בנוסף, ריכוזים גבוהים של אוזון בגובה נמוך יכולים לפגוע ביבולים ובמבנים.

תרכובות אורגניות נדיפות עלולות לגרום לנזקים לצמחי נוי וחקלאות ולעצים ביערות. הפגיעות כוללות הקטנת שטחי העלים, הקטנת הפרחים, Chlorosis, תגובה מושהית לבצורת, פגיעה פיזית הנראית בעין, וכמות חלבון מופחתת. יש ספרות ענפה בעיקר על אתילן בגלל תפקידו החשוב בתפקידו במשטר ההורמונלי של צמחים.

השפעות בריאותיות של תרכובות אורגניות נדיפות

יש הבדלים ניכרים בין ההשפעות הבריאותיות שעלולות להיגרם עקב חשיפה לחומרים אורגניים נדיפים. חלקם רעילים מאוד, חלקם מסרטנים ולחלק מהם אין השפעה בריאותית ידועה. כמו עם מזהמים אחרים, היקף ואופי ההשפעה הבריאותית תלויים בגורמים רבים, כולל רמת החשיפה ומשך זמן החשיפה. כיום, לא הרבה ידוע על ההשפעות הבריאותיות של החומרים האורגניים המתנדפים מתכולה ביתית.

מסרטן וודאי

• מתוך התרכובות האורגניות הנדיפות שאינן מתאן (NMVOCs), נחשבות התרכובות הארומטיות, טולן (Toluene) וקסילן (Xylene) חשודים כחומרים מסרטנים ועלולים לגרום ללוקמיה בגלל חשיפה ממושכת.
• בנזן הוא מסרטן וודאי בבני אדם ונחשב גם כחומר טרטוגני (גורם נזק לעוברים) בבני אדם.
• 3,1 בוטאדיאן (1,3-Butadiene ) היא תרכובות מסוכנת נוספת שמקושרת בדרך כלל עם תעשייה. היא מסרטן וודאי בבני אדם [3] וחשודה גם כטרטוגן - חומר שגורם מומים בעוברים.
• פורמלדהיד הוא גז חסר צבע ובעל ריח חריף, ומזהם אוויר מסוכן. הוא ידוע כחומר הגורם לגירוי יתר בעין, קשיי נשימה, בחילות וגירויים באף ובגרון. בשנת 2004 קבע הארגון הבינלאומי לחקר הסרטן כי פורמלדהיד הוא מסרטן וודאי בבני אדם.
• טריכלורואתילן וטטרהכלורואתילן הן תרכובות אורגניות רעילות מאוד, ונחשבות כמסרטנות סבירות בבני אדם. החשיפה עליהן עלולה להיגרם עקב חשיפה למוצרים שפולטים אותם בסביבה הביתית או עקב פעפוע שלהם לקרקע מזיהום קרקע.

חשיפה לחומרים אורגניים נדיפים עלולה לגרום לגירוי עיניים, אף וגרון, לכאבי ראש, לאיבוד הקואורדינציה, לבחילות לקוצר נשימה, לתגובת עור אלרגית לעייפות וסחרחורת ואף לפגיעה בכבד, בכליות ובמערכת העצבים המרכזית.

מחקר משותף של חוקרים מבית הספר לבריאות ציבורית בהרווארד, ושל בית הספר לבריאות ציבורית מאוניברסיטת Kalstad בשוודיה שנערך בשנת 2010 בעריכתו של Hyunok Choi, ופורסם ב-journal of the Public Library of Science מצא כי ילדים הישנים בחדרים שפלטו אדים מצבעים וממיסים על בסיס מים, הם בעלי סיכוי גבוה פי שתיים עד פי 4 לסבול מאסתמה ואלרגיות. [4] המדענים מדדו את ריכוזי תרכובות propylene glycol ו-glycol ethers הידועות כ-PGE באוויר החדרים של 400 ילדים בגילאי 1-4 ומצאו כי ילדים שישנו בחדרים עם ריכוז גבוה יותר של חומרים אלה היו בעלי סיכוי גבוה בהרבה לסבול מאסתמה, מגודש באף או מאקזמה. מטרת המחקר הייתה לגלות את ההשפעות הבריאותיות של חומרים אורגניים נדיפים שנפוצות בבתים. מתוך מאות תרכובות שנבדקו מתוך 8 קטגוריות, נמצאו תוצאות רק לקבוצה אחת PGE, שיש לה קשר עם אלרגיות ואסתמה. המחקר מפתיע במיוחד היות ו-PGE נמצאים בשימוש רחב בצבעים ובממיסים וכן בנוזלי ניקוי כגון מנקי חלונות, הם נחשבים נקיים יותר בגלל שיש להם נדיפות נמוכה יותר, יחסית לצבעים הרעילים וממיסים על בסיס שמן. המקור ל-PGE אינו לגמרי ברור שכן הם יכולים להמשיך להתנדף במשך חודשים ואולי גם שנים, אבל בקרב 63% מאלו שהיו אצלם ריכוזי PGE גבוהים, צבעו את אחד החדרים בבית בזמן שהם נולדו או לאחר מכן. הדרך בה תרכובות Glycol עלולות לגרור תגובות אלרגיה או אסתמה אינה ברורה, אבל החוקרים טוענים כי כבר 30 שנה ידוע כי שאיפה של propylene glycol methyl ether גורמת לגירוי של מערות האף בקרב בני אדם ועכברי מעבדה. [5]

מתאן אינו נחשב בדרך כלל לסכנה בריאותית, ולכן מפרידים בין מתאן לבין שאר התרכובות האורגניות הנדיפות. עם זאת חשיפה עליו בריכוז גבוה עלולה לגרום לחנק. בשנת 2014 מת בישראל נער בן 14 עקב שאיפת מתאן בשעת שאיבת צואת פרות ברפת. [6]

תרומה לזיהום אוויר בתוך הבית

ערך מורחב – איכות האוויר בבית

קיימים הרבה תרכובות אורגניות נדיפות בתוך הסביבה הביתית והמשרדית. תרכובות כאלה נפלטות מצבעים, חומרי ניקוי, מעכבי בעירה, חומרים לשימור העץ, מוצרי קוסמטיקה, דבקים, בגדים שחזרו מניקוי יבש ועוד. יחד הם תורמים לתסמונת הבניין החולה ומשפיעים על איכות האוויר בבית. סוכנות ההגנה על הסביבה של ארצות הברית מצאה כי הריכוז של VOCs באוויר שבתוך בתים גבוה בין פי 2 עד פי 5 ביחס לריכוזם באוויר הפתוח. במהלך פעילויות מסויימות, ריכוזי התרכובות יכולים להגיע לריכוז של פי 1,000 מזה שבאוויר הפתוח.

תרכובות אורגניות נדיפות בישראל

בחיפה וסביבתה קיים זיהום אוויר ממפעלים ומתחבורה כאחד. לפי הודעת ממשל ישראל מ-2015, באיזור קיים זיהום חריג של חומרים אורגניים נדיפים. כמו כן נפלטות באיזור כמויות משמעותיות של מתכות כבדות ממפעלים. באפריל 2015 התרחשה שערורייה תקשורתית וציבורית בעקבות פרסומים על נתונים על תחלואה עודפת בסרטן בחיפה. בספטמבר 2015 הכריזה ממשלת ישראל שבאיזור חיפה יש זיהום אוויר חריג ונתוני תחלואה עודפת. בעקבות הדבר החליטה ממשלת ישראל לקדם תוכנית לאומית להפחתת הזיהום ממפעלים וכלי רכב בחיפה. במקביל קיים מאבק ציבורי למניעת הרחבת התעשייה המזהמת במפרץ חיפה.

בינואר 2016 פורסמו נתונים ראשונים של המחקר האפידמיולוגי על תחלואה וזיהום אוויר במפרץ חיפה שהחל במרץ 2015. לפי נתונים אלה בשלושה מוקדי זיהום בחיפה - קרית חיים וקרית ביאליק, דרום-מזרח קרית טבעון ורכס הכרמל בצד שפונה לאזור התעשייה - נולדו תינוקות במשקל נמוך ובהיקפי ראש קטנים ב-30%-20% ביחס ליתר השכונות בחיפה והסביבה. מסקנות הביניים של המחקר אמורות להתפרסם במרץ 2016. ד"ר חגי לוין, ראש מסלול בריאות וסביבה בבית הספר לבריאות הציבור באוניברסיטה העברית, טען כי לידה במשקל נמוך מגבירה את הסיכון לתמותה לאחר הלידה ולסיבוכים סביבה. בגילאים מאוחרים יותר, עלול המשקל הנמוך להוביל לסוכרת, ללחץ דם גבוה, לבעיות נשימתיות דוגמת אסתמה, ולבעיות קוגניטיביות כמו ירידה באיי-קיו. החוקרים מקשרים בין בעיות אלה לבין חשיפה לחומרים אורגניים נדיפים כמו בנזן, שנפלטים ממפעלי האזור, ונמצאים באיזור מפרץ חיפה בריכוז גבוה מהמותר.

אוזון בגובה הקרקע נוצר מתגובות של תרכובות אורגניות נדיפות עם קרינת שמש. כך, למשל, עשוי להיווצר אוזון מהגז NO הנוצר בריאקציה בצילינדר של מנוע בעירה פנימית המצוי במכוניות שמונעות על ידי בנזין ודיזל. לפי פרסום של המשרד להגנת הסביבה משנת 2015, לא נצפתה מגמה של שינוי בעשור האחרון בריכוז האוזון בישראל (בניגוד לירידה בחלק מהמזהמים האחרים). הריכוזים השנתיים של אוזון בפנים הארץ, בשדרת ההר ובעמקים הם גבוהים. האוזון נוצר במורד הרוח הרחק ממקורות הפליטה. ריכוזי הרקע של האוזון בישראל הינם כהמלצת ארגון הבריאות העולמי. ריכוזי הרקע הם גבוהים, עקב קרינת השמש החזקה בארץ והסעת מזהמים לאזורנו מארצות אירופה.

התפרשות מזהמים של חומרים אורגניים נדיפים (חלקם מכיל חומרים מסרטנים) במי התהום בגוש דן בשנים 1999-2001. הדבר ממחיש את הפריסה הרחבה של זיהום קרקע בישראל.

לפי מחקר שביצעה רשות המים בשנים 1999-2001 קיים זיהום מי תהום וקרקע נרחב באיזור גוש דן של חומרים אורגניים נדיפים, המכסה שטח של כ-200 קילומטרים רבועים. זהו מקרה אחד של זיהום קרקע וזיהום מים כחלק מנושא רחב יותר של זיהום קרקע בישראל. מזהמים בולטים בקרקע, שיכולים להתנדף גם לאוויר הם טטרהכלורואתילן וטריכלורואתילן.

ראו גם

• זיהום אוויר בישראל
• זיהום אוויר
• השפעות בריאותיות של זיהום אוויר
• זיהום אוויר מתחבורה
• זיהום תעשייתי
• זיהום קרקע בגוש דן
• זיהום אוויר במפרץ חיפה
• תסמונת הבניין החולה
• צבע אקולוגי
• פרקינסון
• אסתמה

קישורים חיצוניים

• תרכובות אורגניות נדיפות בוויקיפדיה האנגלית
• רשימת תרכובות אורגניות נדיפות סוכנות הסביבה של ארצות ברית
• חומרים אורגניים נדיפים שאינם מתאן, משרד הבריאות ומשרד הסביבה, 2014
• תרכובות אורגניות נדיפות למעט מתאן, המשרד להגנת הסביבה
• יום עיון בנושא זיהום אוויר על ידי תרכובות אורגניות נדיפות שהתקיים במוסד שמואל נאמן, פברואר 2006
• סקר פליטות באיזור חיפה דר' ברננדה פליקשטיין, סמנכ"ל איגוד ערים חיפה
• ד"ר אריה ונגר דוח אדם טבע ודין לנתוני המפל"ס 2012 - מיפוי הזיהום התעשייתי של ששה חומרים רעילים במיוחד: ארסן, כספית, פורמלדהיד, פחמימנים, בנזן וטריכלורואתילן

הערות שוליים

מים
מושגים ורקע: מחזור אקולוגי - משבר המים העולמי - בצורת - טביעת רגל מימית - מים אפורים -מדבור - בליית קרקע - התחממות עולמית - שינויי אקלים וקרחונים - שינויי אקלים ומדבור
זיהום מים ובעיות נוספות: זיהום קרקע - מתכות כבדות - תרכובות אורגניות נדיפות - PCB - חומרי הדברה - גשם חומצי - כספית - עופרת - קדמיום - זיהום קרקע - הפלרת מי-שתייה - זיהום נהרות - התייבשות נהרות ואגמים
מים בישראל: משבר המים במזרח התיכון - משק המים בישראל - גידול אוכלוסין בישראל - חקלאות בישראל - השפעת שינוי האקלים על המים בישראל - בצורת בישראל - התפלת מים בישראל - זיהום מים בישראל - זיהום קרקע בישראל - פרבור בישראל - זיהום נחלים בישראל