Ηλεκτρονικό σύστημα παρακολούθησης και έγκαιρης προειδοποίησης για βακτηριακή μόλυνση σε δημόσια επιφανειακά ύδατα στην Breda των Κάτω Χωρών

Κατά τα τελευταία έτη, αρκετές χώρες της ΕΕ έχουν βιώσει θερμότερα καλοκαίρια από ό,τι συνήθως, ενώ παράλληλα τα έντονα καλοκαιρινά φαινόμενα βροχοπτώσεων έχουν καταστρέψει αρκετές περιοχές (π.χ., προκαλώντας πλημμύρες στη Γερμανία και το Βέλγιο τον Ιούλιο του 2021, στη Σλοβενία τον Αύγουστο του 2023, στην Ελλάδα, στη Βουλγαρία και στην Τουρκίγιε τον Σεπτέμβριο του 2023). Κατά τη διάρκεια των καύσωνων, οι άνθρωποι συρρέουν σε λίμνες, ακτές ποταμών και άλλα επιφανειακά ύδατα για να δροσιστούν. Οι συχνότερες και έντονες ακραίες βροχοπτώσεις και οι πλημμύρες, που προκαλούνται από την κλιματική αλλαγή, μπορούν να υπερχειλίσουν τους αποχέτευσης και τις υποδομές, όπως τα συστήματα ύδρευσης και επεξεργασίας λυμάτων. Η συμφόρηση των λεκανών απορροής και των υποδομών αποχέτευσης αναγκάζει τα μη επεξεργασμένα ύδατα και τα λύματα στα δημόσια συστήματα ύδρευσης που επηρεάζουν το πόσιμο νερό ή τους χώρους αναψυχής. Αυτό μπορεί να εκθέσει το κοινό σε επιβλαβείς μικροοργανισμούς, οι οποίοι αποτελούν κίνδυνο για την υγεία από γαστρεντερικές ασθένειες, φαγούρα ή άλλες ασθένειες. Είναι σημαντικό να ανιχνεύεται γρήγορα η ρύπανση των κοπράνων (με την παρουσία εντερόκοκκων και βακτηρίων E.coli που παράγουν τοξίνες), η οποία αποτελεί ισχυρή ένδειξη της πιθανής παρουσίας διαφόρων παθογόνων παραγόντων (συμπεριλαμβανομένων ιών, βακτηρίων, παρασίτων) και να ενημερώνεται το κοινό κατά πόσον είναι ασφαλές το κολύμπι σε συγκεκριμένες περιοχές.

Στην Breda, οι άνθρωποι αναζητούν ψύξη κατά τη διάρκεια ζεστών καλοκαιρινών ημερών κοντά στα επιφανειακά ύδατα του δήμου (όπως τα κανάλια De Singel, Waterakkers ή Belcrum Beach), τα οποία δεν επιτρέπεται να γίνουν επίσημα ύδατα κολύμβησης λόγω της εγγύτητας των υπερχείλισης υπονόμων και των γεωργικών εκτάσεων παραγωγής. Ωστόσο, η αρχή Breda είναι υπεύθυνη για τη δημόσια υγεία και αποσκοπεί στην αξιόπιστη και αποτελεσματική ενημέρωση του κοινού σχετικά με την ποιότητα των υδάτων στα επιφανειακά ύδατα.

Οι μικροβιολογικές μέθοδοι για την αξιολόγηση της ποιότητας του νερού βασίζονται εδώ και καιρό στη συλλογή δειγμάτων και στην ποσοτικοποίηση των μικροοργανισμών από ένα δείγμα καλλιέργειας. Δεδομένης της χαμηλής συχνότητας δειγματοληψίας (1x/εβδομάδα) και του μεγάλου χρόνου επεξεργασίας του δείγματος, οι άνθρωποι μπορεί να έχουν ήδη εκτεθεί σε μολυσμένο νερό και να έχουν μολυνθεί από τη στιγμή που τα αποτελέσματα είναι διαθέσιμα. Εναλλακτικά, ο προληπτικός περιορισμός της πρόσβασης σε δυνητικά μολυσμένο νερό αναψυχής εν αναμονή των αποτελεσμάτων των δειγματοληψιών μπορεί να εμποδίσει περιττά το κοινό από την ψύξη.

Ο γενικός στόχος της διαδικτυακής παρακολούθησης των ενζύμων και της έγκαιρης προειδοποίησης στην Breda είναι η παρακολούθηση της μικροβιολογικής ποιότητας των υδάτων των ανοιχτών υδάτων της και ο μετριασμός των αρνητικών επιπτώσεων στην υγεία λόγω της υποβάθμισης της ποιότητας του νερού. Πιο συγκεκριμένα, αυτό περιλαμβάνει:

• Βελτίωση, επιτάχυνση και δυνατότητα συχνότερης ανίχνευσης περιστατικών που βλάπτουν την ποιότητα των μικροβιολογικών υδάτων·
• Μείωση του χρόνου μεταξύ της μόλυνσης και της απόκρισης·
• Ενημέρωση/ενημέρωση των δημόσιων αρχών και του κοινού σχετικά με την ποιότητα των υδάτων και τα περιοριστικά μέτρα.
  
  
  
  

Η πόλη Breda μοιράζεται επικαιροποιημένες πληροφορίες σχετικά με την ποιότητα του νερού των επιφανειακών υδάτων της, τα οποία χρησιμοποιούνται συχνά από το κοινό για αναψυχή. Οι χάρτες απεικονίζουν πληροφορίες για το φανάρι με βάση τα πρότυπα ποιότητας των υδάτων κολύμβησης από την οδηγία για την ποιότητα των υδάτων κολύμβησης, δηλαδή πράσινο για την ποιότητα των υδάτων που πληρούν τα πρότυπα στα επίσημα ύδατα κολύμβησης[1] · πορτοκαλί για την ποιότητα των υδάτων που πληρούν τα πρότυπα στα μη επίσημα ύδατα κολύμβησης· κόκκινο για την ποιότητα των επιφανειακών υδάτων κάτω από τα πρότυπα, με αποτέλεσμα να υπάρχει κίνδυνος για την υγεία. Για να καταστεί δυνατή η γρήγορη και αποτελεσματική αξιολόγηση της ποιότητας του νερού, η πόλη Breda χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρονικό σύστημα παρακολούθησης ενζύμων, το BACTcontrol[2]. Επιτρέπει την έγκαιρη ανίχνευση της υποβάθμισης της μικροβιολογικής ποιότητας του νερού, επιτρέποντας προληπτικές ενέργειες και έγκαιρες προειδοποιήσεις για τη διατήρηση της μικροβιολογικής ποιότητας του νερού και την προστασία της δημόσιας υγείας.

Ο αισθητήρας BACTcontrol λαμβάνει συνεχώς δείγματα στο νερό και τα αναλύει επί τόπου για την παρουσία και τη δραστηριότητα συγκεκριμένων ενζύμων E.coli, κολοβακτηριδίων, εντερόκοκκων και βακτηρίων εν γένει, ως ένδειξη της παρουσίας βακτηριακής μόλυνσης. Το σύστημα διαβιβάζει τα μετρούμενα δεδομένα online σε μια πλατφόρμα δεδομένων, όπου οι τοπικές αρχές της πόλης μπορούν να συμβουλεύονται, να επανεξετάζουν και να μεταφράζουν τις πληροφορίες. Σε περίπτωση υπέρβασης των κατωτάτων συγκεντρώσεων, οι προειδοποιητικές κοινοποιήσεις και οι μεταβαλλόμενες πληροφορίες φωτεινών σηματοδοτών ανταλλάσσονται με το κοινό μέσω δημόσιου δικτυακού τόπου. Εάν οι μικροβιακές συγκεντρώσεις μειωθούν και πληρούν και πάλι τα πρότυπα ποιότητας των υδάτων κολύμβησης, το σύστημα επιτρέπει τη γρήγορη αφαίρεση του προειδοποιητικού μηνύματος προς το κοινό. Η φυσική δειγματοληψία νερού και η εργαστηριακή ή κινητή ανάλυση συμπληρώνουν το ηλεκτρονικό σύστημα παρακολούθησης ενζύμων, αφού το τελευταίο δώσει ένα προειδοποιητικό μήνυμα για περαιτέρω διερεύνηση και αξιολόγηση της μόλυνσης.

[1] Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν επιφανειακά ύδατα που επιτρέπεται να γίνουν επίσημα ύδατα κολύμβησης στην πόλη, το πράσινο φως δεν αποδίδεται στην Breda.

[2] Κατασκευάζεται από την Microlan, Κάτω Χώρες

Η εφαρμογή του συστήματος παρακολούθησης της ποιότητας των υδάτων και έγκαιρης προειδοποίησης περιλαμβάνει διάφορα ενδιαφερόμενα μέρη, συμπεριλαμβανομένων των δημόσιων αρχών στον τομέα της διαχείρισης των υδάτων, της δημόσιας υγείας και αναψυχής, των τοπικών (δηλαδή σε επίπεδο πόλης) και των εθνικών ρυθμιστικών αρχών, καθώς και των ενδιαφερόμενων φορέων της έρευνας και του ιδιωτικού τομέα. Η περιφερειακή αρχή ύδρευσης (Waterschap Brabantse Delta) σε συνεργασία με την Aquon είναι υπεύθυνη για τη συλλογή δεδομένων, ενώ η πόλη της Breda επικεντρώνεται στην επεξεργασία και αποκάλυψη δεδομένων. Ενώ η τεχνολογία BACTcontrol αναπτύχθηκε από την ιδιωτική εταιρεία Microlan και το σχέδιο μέτρησης από την ιδιωτική εταιρεία Partners4Urbanwater, η συμμετοχή των αρχών διαχείρισης των υδάτων και δημόσιας υγείας στην πόλη Breda[1] συνέβαλε στην επιτυχή ανάπτυξη και εφαρμογή του ολοκληρωμένου λειτουργικού συστήματος.

[1] Το σύστημα εφαρμόστηκε και δοκιμάστηκε και σε άλλες πόλεις, συμπεριλαμβανομένου του Άμστερνταμ (Κάτω Χώρες).

Το σύστημα BACTcontrol επιτρέπει τη γρήγορη ανάλυση (1-2 ώρες) και απαιτεί περιορισμένη χειρωνακτική εργασία, η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί στη θέση δειγματοληψίας σε αντίθεση με τις συμβατικές μικροβιολογικές μεθόδους που απαιτούν εργαστηριακές καλλιέργειες (24-48 ώρες). Αυτό οδηγεί σε προειδοποιητικά μηνύματα σχεδόν σε πραγματικό χρόνο σε περίπτωση μόλυνσης, γεγονός που συμβάλλει στην πρόληψη των κινδύνων για την υγεία.

Το σύστημα κοστίζει περίπου 85 000 EUR σε ετήσια βάση. Αυτό περιλαμβάνει το ετήσιο κόστος λειτουργίας του αισθητήρα BACTcontrol μεταξύ Μαΐου και Σεπτεμβρίου (περίοδος κολύμβησης) περίπου 30 000 EUR. Οι απαιτούμενες εργαστηριακές δειγματοληψίες και αναλύσεις για μικροβιολογική μόλυνση που συμπληρώνουν τις επί τόπου ενζυμικές μετρήσεις κοστίζουν περίπου 20 000 EUR ετησίως. Το ετήσιο κόστος για τη διαχείριση του δημόσιου δικτυακού τόπου με προειδοποιητικό μήνυμα και πληροφορίες για την ποιότητα του νερού ανέρχεται σε 10 000 EUR, ενώ άλλα 25 000 EUR πρέπει να διατεθούν για την ανάλυση δεδομένων, την παρακολούθηση της πολιτικής και τις οδηγίες εργασίας.

Σε μακροοικονομικό επίπεδο, η ταχύτητα και η προσβασιμότητα της διαδικτυακής παρακολούθησης και της έγκαιρης προειδοποίησης για βακτηριακή μόλυνση στα δημόσια ύδατα προλαμβάνουν σημαντικό κοινωνικό και περιβαλλοντικό κόστος, προστατεύοντας τη δημόσια υγεία από ασθένειες που μεταδίδονται από το νερό. Το ηλεκτρονικό σύστημα παρακολούθησης παρέχει στις δημόσιες αρχές συνεχείς γνώσεις σχετικά με την ποιότητα των υδάτων επιφανειακών υδάτων, γεγονός που τους επιτρέπει να εκδίδουν έγκαιρα μηνύματα για την αύξηση της θερμοκρασίας. Η κλιματική αλλαγή αναμένεται να αυξήσει τη συχνότητα των περιστατικών που θέτουν σε κίνδυνο την ποιότητα των επιφανειακών υδάτων, έτσι ώστε οι δημόσιες υγειονομικές αρχές, οι υπηρεσίες κοινής ωφέλειας, οι δήμοι και οι διαχειριστές αναψυχής να μπορούν να αποτρέψουν σημαντικό κοινωνικό και περιβαλλοντικό κόστος με την προετοιμασία τους για την ταχεία ανίχνευση μικροβιολογικών κινδύνων και την αντιμετώπιση ζητημάτων ποιότητας των υδάτων.

Η ισχύουσα νομοθεσία, όπως η ευρωπαϊκή οδηγία για τα ύδατα κολύμβησης, ρυθμίζει την ποιότητα των υδάτων στα ύδατα αναψυχής. Δεδομένου ότι η διαδικτυακή παρακολούθηση των ενζύμων αποτελεί αναπτυσσόμενη τεχνολογία, επί του παρόντος δεν ρυθμίζεται ούτε απαιτείται από τα υφιστάμενα κανονιστικά πλαίσια για τα ύδατα κολύμβησης.

Η ολοκλήρωση των δοκιμών και η επικύρωση του συστήματος παρακολούθησης και έγκαιρης προειδοποίησης των ενζύμων διαρκεί αρκετούς μήνες.

Στο μέλλον, το ηλεκτρονικό σύστημα παρακολούθησης και έγκαιρης προειδοποίησης θα εξακολουθήσει να είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα ενδιαφερόμενα μέρη που συμμετέχουν στη διαχείριση των υδάτων και τη δημόσια υγεία. Λαμβάνοντας υπόψη την αύξηση της θερμοκρασίας και την προβλεπόμενη αύξηση των πλημμυρών, οι αρχές που είναι αρμόδιες για τη διαχείριση της ποιότητας των επιφανειακών υδάτων θα βασίζονται όλο και περισσότερο σε εργαλεία παρακολούθησης για τη διαχείριση της μικροβιολογικής μόλυνσης και των συστημάτων έγκαιρης προειδοποίησης για την προστασία της ανθρώπινης υγείας. Πολύ συγκεκριμένα, ο αισθητήρας BACTcontrol αναπτύσσεται για να απαιτεί περιορισμένη συντήρηση και να λειτουργεί χωρίς επιτήρηση για αρκετούς μήνες. Η συνδεδεμένη πύλη που εκδίδει σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης για το κοινό απαιτεί τακτικές επικαιροποιήσεις.

Bas Hoefeijzers, adviseur stedelijk water- en klimaatadaptatiebeleid, baj.hoefeijzers@breda.nl

Jeroen Langeveld, Consultant at Partners4UrbanWater, Jeroen.langeveld@urbanwater.nl

Joep Appels and Jesse Smit, microLAN, joep.appels@microlan.nl, jesse.smit@microlan.nl