בישראל מצויים אלפי אתרים החשודים בזיהומי קרקע ממקור דלקי, הנגרמים כתוצאה מהימצאות חומרים נדיפים וחצי-נדיפים, העלולים לגרום לפגיעה בבריאות הציבור. עיקר האתרים הינם תחנות דלק ומוסכים, אך גם מטמנות פסולת ישנות, מתקני טיפול בשפכים שיצאו מכלל פעולה ועוד. על מנת לאתר נוכחות מזהמים באתרים החשודים, ובמטרה לתחום את הזיהום לצורך שיקום האתר יש לבצע סקרי גז קרקע וקרקע ע"פ הנחיות המשרד להגנת הסביבה.

דוגמאות קרקע לקביעת ריכוז המזהמים נאספות במהלך סקר הקרקע. על פי הנחיות המשרד להגנת הסביבה, האנליזה לבדיקת תכולת פחמימני דלקTPH -Total Petroleum Hydrocarbon) ), בקרקע יכולה להיות מבוצעת על פי שיטת EPA 418.1 או שיטה שוות ערך לאחר אישור מנהל.

שיטת EPA 418.1 לבדיקת תכולת ה- TPH

בשיטת EPA 418.1, לאחר מיצוי הדוגמה בעזרת פראון וניקיון מינימלי באמצעות סיליקה ג'ל, מבוצע כימות הפחמימנים בתמיסה הממוצה בעזרת ספקטרוסקופיית Fourier Transform Infrared) FTIR). ספקטרוסקופיית FTIR הינה שיטה המאפשרת לזהות מבנים וקבוצות פונקציונאליות בחומר אורגני בהתאם לתדירות הבליעה של כל קבוצה וקבוצה. ספציפית לבדיקת TPHs, משמשת קרינה אלקטרומגנטית בתחום תדרים של 2894-2954 cm^-1, האופיינית לבליעה של קבוצות מתילן (CH₂), המהוות את שלד הפחמימן, המכונה גם פחמימן אליפטי בשל שרשראות אליפטיות אלה. יחס הבליעה פרופורציונאלי לריכוז הפחמימן בדוגמה, ולכמות קשרי CH₂ בפחמימן. כימות החומרים מתבצע מול עקומי כיול של סטנדרטים חיצוניים שהוכנו בתמיסות פראון בה מתבצע מיצוי הפחמימנים מדוגמת הקרקע. התוצאה המתקבלת מציגה את כלל הפחמימנים בדוגמה בריכוז של מ"ג/ק"ג קרקע.

מגבלות השיטה

המגבלה העיקרית של השיטה הינה בעובדה כי שיטה זו אינה סלקטיבית לפחמימני דלק ומזהה הלכה למעשה את כלל הפחמימנים האליפטיים בעלי קבוצות מתילן CH₂ בדוגמה, ללא יכולת להבדיל האם מקורם בפחמימני דלק או בפחמימנים שמקורם בשאריות חומר אורגני שעבר תהליכי פירוק וייצוב לחומרים הומיים, המאופיינים גם הם בשרשראות אליפטיות ובקבוצות מתילן, הניתנות לקריאה בתחום התדרים בהם מבוצעת הבדיקה (2894-2954 cm^-1). מגבלה זו מעמידה את אמינות התוצאות בסימן שאלה באתרים המתאפיינים בריכוז חומר אורגני גבוה. מגבלה זו מקבלת משנה תוקף, שכן יעדי פינוי לקרקע מזוהמת נקבעים על סמך ריכוז ה- TPH. כתוצאה מכך עלולה להיות הטיה משמעותית בתוצאות (כלפי מעלה) המביאה לפינוי קרקע נקיה למטמנה, או לפינוי קרקע ברמת זיהום נמוכה לטיפול ביולוגי.

TPH-CWG כשיטה חלופית

בשל המגבלה בשיטת EPA 418.1, יש צורך בשימוש בשיטת אנליזה שונה, אשר תאפשר קבלת ריכוזי TPH שמקורם בזיהום ממקור דלקי בלבד. שיטה שכזו הינה TPH-CWG תוך שימוש במכשיר GC-FID לכימות המזהמים. בשונה משיטת EPA 418.1, שיטה זו הינה סלקטיבית, ומאפשרת כימות שרשראות אליפטיות שמקורן בדלקים בלבד. השיטה מתועדת במספר רב של מחקרים שבוצעו בעולם ומבוססת על הנחיות ה – EPA.

במטרה לכמת בצורה מדויקת את תכולת פחמימני הדלק, בשני סקרי קרקע שנערכו, האחד במתקן ישן לטיפול בשפכים והשני במטמנת פסולת, נשלחו דוגמאות קרקע משני האתרים למעבדה בבריטניה לשם בדיקת מקטעים (פרקציות) של פחמימנים. ממצאי הבדיקות הצביעו כי ריכוזי ה - TPH בדוגמאות כפי שנמדדו בשיטת הפרקציונציה (שיטת CWG) נמוכים משמעותית מאלו שנמדדו בעזרת מכשיר ה- FTIR בשיטת EPA 418.1. בהתאם לזאת ניתן להסיק כי המקור העיקרי התורם לריכוז ה- TPH בדוגמאות הקרקע, שנלקחו באתרים בהם ריכוז החומר האורגני הינו גבוה, כפי שנמדד בשיטת ה – EPA 418.1 הנהוגה במעבדות בישראל הינו חומרים אורגנים אליפטיים בעלי קבוצות מתילן, הנמצאים בשלבי פירוק מתקדמים, שמקורם אינו מדלקים.

לשיטה TPH-CWG יתרונות נוספים מלבד היכולת לקבוע בצורה מדויקת יותר ריכוז TPH  בקרקעות בעלות ריכוז חומר אורגני גבוה. כך למשל, ידיעת הפרקציות המרכיבות את הזיהום הדלקי יכולה לשמש להערכת הסיכונים הנובעת מהזיהום, שכן גורל המזהמים בסביבה משתנה על פי תכונותיהם הכימיות. ידיעת הפרקציות יכולה לעזור גם בזיהוי מקור הזיהום (סולר, בנזין וכו') וגם בבחירת טכנולוגית שיקום אידיאלית ומעקב אחרי פירוק הזיהום לאורך זמן.