Department of Water Industry Engineering The Achi Racov Engineering School Water Research Center Tel Aviv University כנס בנושא: מיקרומזהמים, תמונת מצב

תמליל

1 Department of Water Industry Engineering The Achi Racov Engineering School Water Research Center Tel Aviv University כנס בנושא: מיקרומזהמים, תמונת מצב 2018: נוכחות בסביבה, רגולציה וטכנולוגיות חדשות יום חמישי, 31 במאי, 2018 אודיטוריום 101, בבניין פורטר ללימודי הסביבה, אוניברסיטת תל אביב הרצאת נושא: מיקרו-מזהמים בסביבה. האם וכיצד ניתן לעגן בחוק חומרים רפואיים? תוצרי פירוק של חומרים רפואיים בסביבה גב אולגה מיארוב המעבדה להידרוכימיה, המרכז לחקר המים, אוניברסיטת תל אביב מושב ראשון: נוכחות של חומרים רפואיים בסביבה דר יגאל גוזלן, המעבדה להידרוכימיה, המרכז לחקר המים, אוניברסיטת תל אביב מבט על לגבי מיקרו-מזהמים אורגניים במי תהום ובמים עילאיים בישראל תרופות פסיכואקטיביות בצמחים: פרמוקינטיקה ופרמודינמיקה מר גיא גסר, מעבדת רשות המים, האוניברסיטה העברית בירושלים מר תומר מלחי, דוקטורנט במדעי הקרקע והמים, הפקולטה לחקלאות, האוניברסיטה העברית בירושלים עמידות לאנטיביוטיקה ברצף מט"ש- קרקע-צמח: בין סיכונים אפידמיולוגים לחסמים אקולוגיים טיפול בשפכי בתי חולים בטכנולוגיה מבוססת חימצון מתקדם דר אדי סיטרין, המכון לקרקע, מים ומדעי הסביבה, מכון וולקני מושב שני: טכנולוגיות טיפול במיקרומזהמים פרופ דרור אבישר, המעבדה להידרוכימיה, ראש המרכז לחקר המים, אוניברסיטת תל אביב טיפול של תמלחות אוסמוזה הפוכה: גורל של מיקרומזהמים במהלך תהליכי חמצון מתקדמים דר שרה אזרד, היחידה להנדסה מים, סביבה וחקלאות, הטכניון ומכון שמיר למחקר, אוניברסיטת חיפה טכנולוגיות מיושמות בטיפול מתקדם במיקרו מזהמים אורגניים בקולחי מכוני טיהור השימוש בביו-אוגמינטציה כטיפול להרחקת ההורמון EE2 כמודל מייצג לטיפול במיקרו-מזהמים פרופ רם שפינר, המחלקה להנדסת תעשיות מים, בה ס להנדסה, המכללה האקדמית כנרת. מושב שלישי: פיתוח טכנולוגיות עתידיות דר אייל קורצבאום, מכון שמיר למחקר, אוניברסיטת חיפה טיפול משולב במיקרו-מזהמים: טכנולוגיה חדשה דר אופיר מנשה, המחלקה להנדסת תעשיות מים, בה"ס להנדסה, המכללה האקדמית כנרת ומנכל חברת ביו-קסל טכנולוגיות מים, פרופ הדס ממן, המרכז לחקר המים, המעבדה לטכנולוגיות מים, הפקולטה להנדסה, פרופ דרור אבישר, המעבדה להידרוכימיה, ראש המרכז לחקר המים, אוניברסיטת תל אביב הכנס מומן על ידי מכון משה מירלשווילי ללימודי מים יישומיים, המרכז לחקר המים, אוניברסיטת תל אביב ומכללת כנרת

2 תקצירים גב' אולגה מאירוב המעבדה להידרוכימיה, המרכז לחקר המים, אוניברסיטת תל אביב מיקרו-מזהמים בסביבה. האם וכיצד ניתן לעגן בחוק חומרים רפואיים? שאריות תרופות הינן מיקרו-מזהמים, הנמצאות בסביבה בריכוזים קטנים, ויוצרות דאגה בקרב הקהילה המדעית בעיקר בשל עמידותן וחוסר הידע לגבי השפעתן על הסביבה או על אורגניזמים חיים. למרות זאת, מחקרים הוכיחו כי החומרים הללו, שמקורם בעיקר בשפכים וקולחין ממכוני טיהור שפכים )מט"ש(, יכולים להיות בעלי השפעה שלילית על בעלי חיים הן בסביבה המימית והן בסביבה היבשתית, ואף יכולים פוטנציאלית להצטבר ביולוגית או להיספג בפירות וירקות המושקים על ידי קולחין. ישראל הינה המדינה המובילה בעולם בשימוש חוזר במים )86%(, בעיקר למטרת השקיה חקלאית. עם זאת, המדינה אינה מנטרת או כולל חומרים תרופתיים ברגולציה, על כן האוכלוסייה והסביבה משמשים כ"מעבדה חיה" לבירור השפעות החשיפה לשאריות תרופות. ניטור ואסדרה של חומרים תרופתיים אינה נפוצה בעולם. אף על פי כן, מחקר זה סקר וניתח את מדיניות המים במדינות או תכניות שכוללים תרופות, מנטרים ו/או מטפלים בהן כגון אוסטרליה, סינגפור, שוויץ וארצות הברית. כמו גם, המחקר בדק מדוע תרופות אינן נכללות כלל במדיניות ניטור מים ותוצרת חקלאית בישראל. על בסיס הידע הרחב שנלמד, נוצרה רשימת סטנדרטים תרופתיים מומלצים לניטור בישראל, ואף רשימת המלצות ואתגרים צפויים עבור מקבלי החלטות בתחום. דר' יגאל גוזלן המעבדה להידרוכימיה, המרכז לחקר המים, אוניברסיטת תל אביב תוצרי פירוק של חומרים רפואיים בסביבה המחקר בתחום של הימצאות חומרים רפואיים במקורות המים החל בתחילת שנות ה- 90 כאשר בגרמניה נמצאו לראשונה חומרים אורגניים, תרופות נגד דיכאון, קפאין ועוד במי תהום הנמצאים מתחת למכון טיהור. מאז הוחל בניטור של אותם חומרים רפואיים ואחרים. התופעה הזאת מדאיגה מאוד, ומדאיגה יותר המצאות אנטיביוטיקות ותרופות אנטיסרטניות. הניטור של תרופות אלו חשוב, אך חשוב לא פחות ואף יותר לעקוב גם אחר תוצרי הפירוק של חומרים אלו. הפירוק יכול להתרחש כתהליך של מטבוליזים בגוף או פירוקם בתנאים סביבתיים. ההשפעה של תוצרי פירוק אפשריים יכול יכול להיות משמעותי כמו של מולקולות האם ואף יותר. 2

3 בעבודה הנוכחית בוצעו ל- 3 קבוצות מייצגות של תרופות פופולריות תהליכי פירוק בתנאים מעבדתיים ותנאים סביבתיים. הקבוצות שנבחרו למחקר היו: אמוקסיצילין, מקרולידים וקרבופלטין. תוצרי הפירוק של התרופות האלו התקבלו בתנאי מעבדה וסביבה וזוהו באמצעות שיטות אנליטיות מתקדמות כמו LC/UV/HRMS ו-.NMR חלקן של תוצרי פירוק אלו אף התגלה בשפכים שניונים, שלישונים ומי תהום. מר גיא גסר מעבדת רשות המים, האוניברסיטה העברית בירושלים מבט על לגבי מיקרו-מזהמים אורגניים במי תהום ובמים עילאיים בישראל בשנים האחרונות אגף איכות מים בשיתוף עם האוניברסיטה העברית בירושלים החלו בבדיקה של מיקרו-מזהמים אורגנים בשפכים, קולחים, מעיינות ובקידוחי הפקה ככלי לזיהוי השפעות אנושיות על מקורות מים. משנת 2008 ועד היום, נאספו נתונים רבים על מיקרומזהמים אורגנים במט"שים השונים בישראל, בקידוחי הקרובים לאזורי השקיה בקולחים, מאגרי קולחים, אזורים עירוניים ואזורי תעשיה. הממצאים מעידים כי מרבית מזיהום מי התהום בישראל מגיע מדליפות של קווי ביוב/קולחים ולא מהשקיה בקולחים. הגורם העיקרי לזיהום מי התהום, המים העיליים והים בישראל מקורו בתעשייה. מר תומר מלחי המחלקה למדעי הקרקע והמים, הפקולטה לחקלאות, האוניברסיטה העברית בירושלים תרופות פסיכואקטיביות בצמחים: פרמוקינטיקה ופרמודינמיקה במהלך העשורים האחרונים צריכת המים בעולם גדלה משמעותית. בישראל, במטרה למנוע ולפתור בעיות משברי מים ולענות על הדרישה הגבוהה למים בסקטור החקלאי, קולחים הפכו למקור חשוב ומרכזי להשקיית גידולים. מי שפכים עוברים טיפול המאפשר השבתם לחקלאות אך חומרים שונים כגון תרופות ומזהמים נוספים, נשארים במים גם לאחר הטיפולים האינטנסיביים במט"שים. הימצאות התרופות במים מדאיגה רבים מסיבות שונות ביניהן ההשפעות על הקרקע, הצמח והחי ואף על האדם אשר צורך את התוצרת החקלאית שהושקתה בקולחים. תרופות פסיכואקטיביות שונות נמדדו בריכוזים שונים במי הקולחין. קיים חשיבות קבה לתרופות מסוג זה מכיוון שבגוף האדם הם יודעים לעבור את הbarrier blood brain בצורה דיפוזיבית ולכן מצופה שתרופות אלו גם יכולים לעבור את הפס הקספרי בצמח ולעבור טרנסלוקציה מהשורש 3

4 לעלים. בנוסף לתרופות אלו ידוע מנגנוני drug-drug interaction בגוף האדם, וידוע שתרופה אחת יכולה להשפיע על הקליטה, ספיחה, או מטבוליזם של תרופה שניה. במחקר זה נמדד השפעת חומרים פסיכואקטיבים על צמחי עגבניה ומללפון שגודלו בהידרופוניקה. בנוסף נבדקה קליטת התרופות ע"י הצמח ויחס Transpiration Stream Concentration,Factor(TSCF) באמצעות שאיבת מוהל הקסילם בנוכחות התרופות. תרופות פסיכואקטיביות שונות נקלטו ועבורו טרנסלוקציה בדומה לצפיות. התוצאות מראות שנוכחות חומרים שונים משפיע על ריכוז נוטרינטים בצמח ועל הטרנסלוקציה. בבדיקות של השפעות חומר אחד על הטרסלוקציה של החומרים השונים נמדדו שינויים בקליטה כתוצאה מחשיפה משולבת. תוצאות המחקר נותנת חשיבות לתהליכים פרמוקינטים ופרמודינמים בין תרופות שמקורם במי ההשקייה והצמח. דר' אדי סיטרין המכון לקרקע, מים ומדעי הסביבה, מכון וולקני עמידות לאנטיביוטיקה ברצף מט"ש-קרקע-צמח: בין סיכונים אפידמיולוגים לחסמים אקולוגיים Wastewater treatment plants consolidate high loads of fecal and environmental bacteria and residual concentrations of antibiotics; and consequentially, effluents released from these facilities may contribute to antibiotic resistance in downstream ecosystems. This is especially relevant in arid environments, where treated wastewater (TWW) is often used for irrigation. The goal of this study was to assess the impact of TWW irrigation on dissemination of antibiotic resistance in terrestrial and foodassociated microbiomes. The diversity and abundance of ARGs was evaluated in freshwater and TWW, as well as in freshwater- and TWW-irrigated soils and crops using a novel high-throughput amplicon sequencing methodology that specifically targeted ARGs associated with integron gene cassettes; and through quantitative PCR that assessed the abundance of selected ARGs along freshwater- and TWW-irrigated, water-soil-crop continuum. In tandem we applied comparative in-silico-based analyses of human gut, wastewater and soil metagenomes to determine specific associations between wastewater and soil resistomes. Our results revealed that wastewater effluents contain a diverse array of ARGs, and that specific ARGs and class 1 integrons are profuse and strongly associated with wastewater effluents. Frequently, class 1 integron abundance was positively correlated with treated wastewater irrigation. In contrast, wastewater-associated ARGs were generally below quantifiable levels in both irrigated soils and crops and there was no correlation between ARG 4

5 levels in irrigation water and those detected in soil, suggesting marginal survival of effluent-derived bacteria in the soil and nominal horizontal transfer of these ARGs to soil and produce microbiomes. Collectively, the study indicates that the distribution of ARGs in the environment is highly complex and is associated with phylogenetic constraints as well as natural and anthropogenic factors. פרופ' דרור אבישר המעבדה להידרוכימיה, המרכז לחקר המים, אוניברסיטת תל אביב שפכי בתי חולים: פירוק חומרים כימותרפיים על ידי טכנולוגית חימצון מתקדם במרכז האונקולוגי, בית החולים תל השומר שפכי בתי חולים מכילים חומרים בעלי פוטנציאל רעילות גבוה כגון אנטיביוטיקה מסוג 3 המצויה רק בבתי החולים, חומרים רדיואקטיביים, חומרים כימותראפיים, תמיסות וחומרים לצרכי רפואה, מעבדה ומחקר. על פי הערכות, שפכים אלה תורמים בין 5% ל- 20% מהחומרים הפרמצבטיים הנמצאים בשפכים עירוניים. בקרב החוקרים קיימים חילוקי דעות לגבי יעילות הטיפול המוקדם בשפכי בתי חולים לאיתור מיקרו-מזהמים אורגניים, לפני שחרורם לטיפול במט"שים. המתנגדים טוענים ששיעור שפכי בתי החולים בשפכים העירוניים הוא כ 10% ולכן אין צורך בקדם טיפול. המצדדים טוענים, שמדובר בשפכים מסוכנים המכילים תרופות, חומרים רדיואקטיביים, חומרים כימותראפיים, תמיסות, חומרי חיטוי חזקים, מתכות כבדות ועוד, המרוכזים בנפח שפכים יחסית קטן ולכן טיפול הקדם הוא הכרחי. לא רק זאת, שחרור לסביבה של שאריות אנטיביוטיקה לטיפול בזני חיידקים אלימים במיוחד )סוג 3( בה משתמשים רק בבתי החולים, יגרום ליצירת עמידות לסוג זה של אנטיביוטיקה ויפגע ביכולת המערכת הרפואית לטפל בחולים קשים. בשנים האחרונות קבוצות מחקר שונות מנסות לפתח טכנולוגיות לפירוק של חומרים רפואיים ממקורות זיהום פוטנציאליים כשפכים עירוניים, חקלאיים ותעשייתיים. קבוצת המחקר של המרכז לחקר מים באוניברסיטת תל אביב פיתחה בשנים האחרונות טכנולוגיה של תהליך חימצון מתקדם מבוסס אוזון, אשר נמצאה יעילה בפירוק של חומרים רפואיים הן בשפכים עירוניים והן בשפכים תעשייתיים. קבוצת המחקר מבצעת לאחרונה יישום של טכנולוגיה זו בפיילוט שדה בבניין האונקולוגיה של בית החולים תל השומר, על מנת לפרק חומרים כימותרפיים שמקורם בפעילות האינטנסיבית שבבניין, לפני הזרמתם לסביבה. 5

6 דר' שרה אזרד היחידה להנדסה מים, סביבה וחקלאות, הטכניון ומכון שמיר למחקר, אוניברסיטת חיפה טיפול של תמלחות אוסמוזה הפוכה: גורל של מיקרומזהמים במהלך תהליכי חמצון מתקדמים A wide variety of micropollutants are present in the environment. A main source of micropollutants in the aquatic environment is discharged of treated secondary effluents from wastewater treatment plants. They exhibit different physicochemical properties which difficult their removal. In order to remove micropollutants from marginal water a generic technique independent of their intrinsic properties should be applied, such as reverse osmosis (RO). RO membranes are capable of removing micropollutants from water at a rate of ~90 and above whereas concentrating them in the brines. This research was aimed at removal of micropollutants from RO brines. Advanced oxidation processes (AOPs) mainly UVA-TiO2 and NTP were studied for oxidation of micropollutants in brines. However, the quenching performed by the brines components decreased substantially the oxidation rate of model compounds. A quantitative study was carried out in order to establish the main components that influence on micropollutants oxidation. It was found that the quenching capacity of the water components can be categorized in the following order: NOM>alkalinity@SMP>Cl->(NO3-+PO4-3+SO4-2). In order to increase oxidation of micropollutants, brines were previously pre-treated by electrocoagulation. Electrocoagulation was chosen as preferred technique to take advantage of the high electrical conductivity of brines that leads in lower energy consumption. Electrocoagulation exhibited removal of approx % total organic matter whereas alkalinity reached more than 98%, both being the main components performing quenching to micropollutants oxidation. Thus, coupling pretreatment to AOPs substantially increased the oxidation of the studied micropollutants in brines, achieving almost complete transformation. 6

7 פרופ' רם שפינר המחלקה להנדסת תעשיות מים, בה"ס להנדסה, המכללה האקדמית כנרת טכנולוגיות מיושמות בטיפול מתקדם במיקרו מזהמים אורגניים בקולחי מכוני טיהור שינויים בהרגלי הצריכה מובילים להופעת מזהמים "חדשים" במים לצד מזהמים ותיקים ומוכרים. גם בריכוזים נמוכים של מיקרוגרמים לליטר ואף ננוגרמים לליטר מעוררים מזהמים אלו עניין בקרב תעשיות ורשויות האמונים על בריאות הציבור והגנת הסביבה עקב פגיעה כרונית פוטנציאלית באדם ובבעלי החיים. מזהמים אלו מגיעים ממקורות שונים כמו שפכי תעשייה או שפכים עירוניים, פעילות בתי חולים, תחבורה, פליטות ישירות ועוד. התקנות האירופאיות החלו לשים דגש על מעקב אחר חומרים אלו כאשר במדינות בודדות כמו שוויץ כבר קיימת דרישה להרחקת 80% מהריכוז של מזהמים ספציפיים. בישראל עדיין אין תקינה לגביי מיקרומזהמים אורגניים אלא רק אנאורגניים שעיקרם מתכות כבדות אשר גם להם עיקר ההתייחסות הינה ע"י מניעה או הפחתה במקור הגעתם לשפכים ופחות בדרישה לטיפול במכוני הטיפול העירוניים בשפכים. מכוני הטיפול העירוניים בשפכים מתמודדים כיום בהצלחה עם הרחקת עיקר המסה של החומר האורגני הפריק ושל המזינים העיקרים. כחלק מהתהליכים הקימים במכוני הטיהור גם ריכוזי המיקרומזהמים האורגניים מופחת במנגנונים של שיקוע, פירוק ביולוגי, ספיחה וחמצון המתקיימים בריאקטורים השונים במכון הטיהור וזאת בטווח שיעורים מאוד רחב שבין % למזהמים שונים שנוטרו. מחקר שנערך בשנים ע"י UKWIR UK water industry בחן הרחקה של מספר הורמונים כמו,E1 E2,E3, EE2,E1-3S כתלות במשתני תפעול כמו זמן שהייה בריאקטור וגיל בוצה ומצא שיעורי הרחקה גבוהים של מעל 80% לרוב החומרים למעט EE2 אשר בו נדרש זמן שהייה של 24 שעות על מנת להגיע להרחקה של כ- 60%. שינוי משתני התפעול כרוך כמובן בהגדלת ריאקטורים ובהתייקרות משמעותית של הטיפול בשפכים. לכן, במדינות בהן הטיפול במיקרומזהמים האורגניים מבוצע טיפול מתקדם כמו שימוש בממברנות, ריאקטורים ממברנליים, ספיחה על גבי פחם פעיל אבקתי או גרנולרי וכן תהליכי חמצון מתקדמים. הנסיון המצטבר מראה יעילות גבוהה של תהליכים אלו של מעל 90% הרחקה בטווח רחב של מזהמים עם עלויות הולכות ופוחתות כתלות בגודל המתקן. העלויות המדווחות בשוויץ נעות בין 0.04 פרנק/מ"ק במתקנים גדולים ו פרנק/מ"ק במתקנים קטנים בעוד השימוש בפחם פעיל אבקתי יקר יותר ונע בטווח של פרנק/מ"ק. 7

8 דר' אייל קורצבאום מכון שמיר למחקר, אוניברסיטת חיפה פירוק של הורמונים סטרואידלים באמצעות תהליך ביו-אוגמנטציה מתקדם: טכנולוגיית ה SBP )פלטפורמת ביוריאקטורים זעירים( נוכחות הורמונים ומיקרומזהמים אחרים במקורות מים עלולה להשפיע על האדם ועל מגוון נרחב של מיני בע"ח בסביבה. עקב מחזור המים )טיהור שפכים( לצורכי חקלאות, מים מושבים המכילים מיקרומזהמים עלולים להוות סיכון בריאותי ואקולוגי. לסיכון זה כיום אין פיתרון המיושם בישראל ובעולם ועל כן נדרש פיתרון דחוף במטרה להרחיק מזהמים אלו ממקורות המים. מתקנים לטיפול בשפכים אינם מצליחים לרוב להרחיק מיקרומזהמים עקב יציבותם הכימית, פריקות ביולוגית נמוכה וכן ריכוזם הנמוך אשר אינו מעודד פיתוח אוכלוסיות מיקרואורגניזמים המפרקים את החומרים הללו. במחקר זה אנו מפתחים טכנולוגיה לטיהור מים מהורמוני מין סטרואידלים על ידי טכנולוגיה חדישה לקיבוע מיקרואורגניזמים,( SBP ),small bioreactor platform אשר פותחה בישראל על ידי חברת ביוקסל טכנולוגיות מים. מערכת זו מאפשרת קיבוע ביומסה של מיקרואורגניזמים נבחרים בקפסולה העשויה ממברנת מיקרופילטרציה. התרבית נשארת מכותרת, ועל כן מקובעת, בתוך מבנה ממברנלי תלת-מימדי )קפסולה( אשר מאפשר למומסים להיכנס ולצאת בחופשיות דרך דופן הקפסולה. כמו כן, ניתן לשלוט על מיקומה בריאקטור ולתת לה הגנה מפני דילול וטריפת התרבית וכן למנוע תחרות בין מינית עם מיקרואורגניזמים אחרים במים. מטרת המחקר הינה להפחית את ריכוז ההורמון 17- (EE2) α-ethynylestradiol אשר משמש כחומר עיקרי בגלולות למניעת הריון ועל כן נפוץ בשפכים אנושיים. במסגרת מהלך המחקר בודדו אוכלוסיות חיידקים מתאימות ונבחרו תרביות המדגימות יעילות גבוהה בפירוק ההורמון.EE2 חיידקים אלו הראו כי יש להם יכולת לפירוק ההורמון EE2 באופן מרחף וכאשר הם מקופסלים בקפסולה. בהמשך נעשו ניסויים בביוראקטורים מנתיים ורציפים לאפיון פירוק ההורמון על ידי תרביות מקובעות בקפסולות של מספר סוגי חיידקים ונמצא כי תרביות אלו מפרקות את ההורמון בתנאים בהם ההורמון ניתן כמקור פחמן יחיד, וכן בתנאים בהם ישנם מקורות פחמן אחרים כגון מצע LB ומי קולחין שניוניים. 8

9 דר' אופיר מנשה, פרופ' הדס ממן, פרופ' דרור אבישר המחלקה להנדסת תעשיות מים, בה"ס להנדסה, המכללה האקדמית כנרת ומנכ ל חברת ביו- קסל טכנולוגיות מים המרכז לחקר המים, המעבדה לטכנולוגיות מים, הפקולטה להנדסה, אוניברסיטת תל אביב המעבדה להידרוכימיה, ראש המרכז לחקר המים, אוניברסיטת תל אביב טיפול משולב במיקרו-מזהמים: טכנולוגיה חדשה הודות להתקדמות בטכנולוגיות הניטור, ניתן להבין כי המדיום המימי יכול להכיל מזהמים רבים למרות נראותו הטובה )עכירות נמוכה(. מיקרו-מזהמים הינם קבוצת מזהמים הנמצאת במים בריכוזים מאוד נמוכים,)ng/L-µgr/L( אך בעלי השפעה גדולה על הפיזיולוגיה של התא או האורגניזם עצמו. חלקם פועלים ברמת ה- DNA כמשפעלים או מדכאים ביטוי גנטי. ביו-אוגמנטציה הינה שיטת טיפול במים הנעזרת בשימוש במיקרו-אורגניזמים בעלי יכולת קטבולית סלקטיבית למזהמים נתונים ועל כן מהווה כלי להרחקת מזהמים נקודתיים. אימפלמנטציה של תרבית חיידקים חיצונית במתקן טיפולי אינה פשוטה ולרוב אנו מאבדים מהר מאוד את התרבית כתוצאה מתהליכי טריפה או דילול כפי שקורה במערכות רציפות כדוגמת מכוני טיפול עירוניים. במטרה להתמודד עם אובדן התרבית, יש לספק לה הגנה ולקבע אותה למטריקס כימי או ביולוגי )תהליכי אינקפסולציה(. קיבוע החיידק גורם להאטת קצב הפירוק באופן משמעותי, עד כי הפתרון אינו ישומי למתקני טיפול בעלי זמן שהייה של מספר שעות )8-24 שעות(, כדוגמת מתקני טיפול בשפכים עירוניים. טכנולוגית ה- SBP )Small Bioreactor Platform( מאפשרת החדרה של תרבית מיקרואורגניזמים סלקטיבית באמצעות יצירה של סביבה מימית מכותרת המוגנת ועטופה בממברנת מיקרו- פילטרציה ולמעשה יוצרת גוף מים בו החיידק נמצא במצב מרחף. פורמולציה זו מאפשרת הגנה על התרבית מפני טריפה של מיקרואורגניזמים ומונעת את השטיפה של התרבית מחוץ לביו-ריקאטור. כמוכן, מכיוון שהחיידקים נמצאים במצב מרחף, קצב הפירוק גבוהה מאוד בהשוואה לפורמולציות קיבוע אחרות. במטרה להאיץ את קצב הפירוק של התהליך הביולוגי, אנו מציעים לבצע תהליך טיפולי מקדים של )Advanced Oxidative Process( AOP טרם התהליך הביולוגי הסלקטיבי, בכדי לטפל בטבעות ארומטיות ובקשרים כפולים עימם מתקשה התהליך הביולוגי להתמודד. בניסויים שבצענו עם תרבית חיידק.R zopfii שעבר אינקפסולציה בטכנולוגית ה- SBP ובעל יכולת סלקטיבית לפירוק הורמון מין סטרואידלי מסוג,EE2 הצלחנו להוכיח כי פירוק המזהם ( )EE2 נעשה גם בנוכחות מקורות פחמן נוספים הזמינים יותר לשימוש ע"י התרבית. ממצא זה יכול להעיד כי לחיידקים אלו יכולות מטאבוליות סלקטיביות המופעלות באופן קבוע וללא שליטה משמעותית בהפעלת תהליכים קטבוליים מצד החיידק בנוכחות מקורות פחמן מגוונים. 9