Suplusvee kvaliteedi tagamine pärast äärmuslikke torme Hispaanias Barcelonas

Peamised õppetunnid

Piirkonnast

Figure 1: Location of Barcelona. Image Credit: Britannica

Kliimaohud

Nagu paljud teised Vahemere ja Euroopa rannikud, on ka Kataloonia rannik kliimamuutuste suhtes väga haavatav kliima, rikkaliku elurikkuse ja suure inimtegevuse keerulise koosmõju tõttu. Meretaseme tõus ohustab madalaid rannikuid (eriti deltasid ja suudmealasid), muu hulgas suurenevad üleujutusriskid ja soola sissetung. Sagedasemad ja intensiivsemad meretormid mõjutavad rannikuvarasid ning ohustavad kohalikke liike ja elurikkust. Veenappus on krooniline probleem, mida süvendavad kliimamuutused ja suurenenud turism, kusjuures veevarustus sõltub suuresti jõgede ülekandest, magestamistehastest ja taaskasutusveest. Sademete suurenev varieeruvus süvendab äkktulvasid – üleujutusi, mis on seotud tugevate vihmadega ja esinevad vähem kui kuue tunni jooksul – ning põhjustab kahju, mis on eriti problemaatiline tihedalt asustatud piirkondades, kus mere üleujutused kujutavad endast täiendavat ohtu.

Ülevoolavate kanalisatsioonisüsteemide mõju hindamine vee kvaliteedile ja rahvatervisele

Figure 2: Bogatell channel discharge in Barcelona. Sampling point location. Image Credit: Google Maps

Tõusvad ülemaailmsed temperatuurid ja sagedasemad äärmuslikud vihmasajud põhjustavad tõenäoliselt kombineeritud kanalisatsiooni ülevoolu sagedasemaid ja intensiivsemaid juhtumeid, mistõttu on vaja paremaid seire- ja juhtimisstrateegiaid.

Reovee ülevoolust tulenevate terviseriskide prognoosimine reaalajas saadavate andmetega

Saastunud mereveega kokkupuutuvate suplejate terviseriski hindamiseks töötas IMPETUSe projektimeeskond välja kvantitatiivse mikrobioloogilise riskihindamise mudeli ja katsetas seda Barcelona linnarannas. Kombineerides reaalajas keskkonnaandmeid, nagu ilm, mereolud ja reovee ülevoolu juhtumid, prognoositakse mudelis, millal ja kus kujutab vee kvaliteet endast ohtu tervisele.

See simuleerib patogeenide levikut heitepunktist ja hindab kontsentratsioone lähedalasuvates supelrandades. Mudel arvestab ka seda, kuidas keskkonnategurid nagu hoovused, päikesevalgus ja temperatuur mõjutavad patogeeni ellujäämist.

See vahend toetab teadlikumaid ja õigeaegsemaid otsuseid, et kaitsta rahvatervist pärast reovee ülevoolu, ning seda saab üle kanda teistele sarnaste probleemidega silmitsi seisvatele linna rannikualadele.

Kvantitatiivse mikrobioloogilise riskihindamise mudel kujutab endast väärtuslikku lähenemisviisi ennetavale veekvaliteedi juhtimisele ja varajase hoiatamise süsteemide loomisele. Selles prognoositakse mikrobioloogilist riski suplejatele erinevates kombineeritud kanalisatsiooni ülevoolu olukordades ja tehakse kindlaks alad, mis kujutavad endast suurimat ohtu.

Mireia Mesas Suárez, Eurecat (IMPETUSe projektipartner)

Joonisel 3 on näidatud, kuidas kvantitatiivse mikrobioloogilise riski hindamise mudel toimib, et hinnata reovees mikroorganismidega kokkupuutest tulenevat nakkusriski.

Esiteks kogutakse andmeid ilma, merevee ja reovee ülevoolu kohta. Seejärel arvutab ta, kuidas patogeenid levivad ja kui tõenäoline on, et nad põhjustavad infektsioone. Joonisel eristatakse arvutusmoodulis sisalduvaid etappe (roheline), vajalikke sisendandmeid (sinine) ja mudelisse lisatud erinevaid täiustusi seoses varasemates projektides välja töötatud esialgse kvantitatiivse mikrobioloogilise riskihindamise mudeliga (punane).

See selgitab, kuidas saastumine liigub heitepunktist ümbritsevasse suplusvette.

Mudel hõlmab ka lagunemisprotsesse, mida mõjutavad keskkonnategurid, nagu temperatuur, päikesekiirgus ja soolsus. Need parameetrid võivad oluliselt mõjutada patogeeni ellujäämist ja lagunemiskiirust.

Figure 3: Outline of the QMRA model workflow, upgraded items highlighted in red. Image Credit: Eurecat.

Pärast kanalisatsiooni äravoolu peatumist väheneb patogeeni kogus äravoolukanalit läbivas vees kiiresti.

See näitab, et kanali saastumine ei kesta kaua, kui ülevoolusündmus on lõppenud, mis on oluline, et hinnata, kui kaua supluskoht võib jääda ohtlikuks.

Figure 4: The model output shows the predicted concentration risk, considering the favourable scenario for sea conditions and average CSO intensity (considering 2023-2024 data). Image Credit: Eurecat.

Selleks et paremini valmistuda suplusvee kvaliteeti mõjutavateks tulevasteks äärmuslikeks ilmastikunähtusteks, uuriti transpordi- ja riskimudeliga simulatsioonides stsenaariume, mis põhinevad merehoovustel, tuuletingimustel ja kombineeritud kanalisatsiooniheitmetel. Iga stsenaariumi puhul prognoosis mudel patogeeni liikumist ja hajumist, hinnates ujujate riski ja näidates, kui kaua rand võib pärast tugevaid vihmasadusid jääda ohtlikuks. See lähenemisviis toetab otsuste tegemist ja planeerimist, kuna kliimamuutused suurendavad selliste sündmuste sagedust.

Meres olles hakkavad mõned patogeenid looduslike protsesside tõttu jõudu kaotama või surema; Näiteks aitab päikesevalgus paljusid neist hävitada. Soojad temperatuurid ja merevee sool mõjutavad ka nende mikroobide ellujäämisaega. Seetõttu varieerub patogeeni püsivus hooajaliselt, mis näitab, et suvel on lagunemiskiirus suurem, kuna päikesevalgus on suurem, mis toetab patogeeni lagunemist. Mere liikumisviisil, eriti voolu kiirusel ja suunal, on suur mõju patogeenide levikule. Kevadel ja sügisel on veevoolud üldiselt tugevamad ja dünaamilisemad, mis aitab saasteaineid kiiremini ära kanda ja lahjendada. Selle tulemusena kaob nakkusoht nendel hooaegadel tavaliselt kiiremini.

Bakteriaalsete näitajate kasutamine riskihindamise parandamiseks

Saastunud veest tulenevate terviseriskide paremaks hindamiseks täpsustas projektimeeskond seost üldiselt jälgitavate bakterite (mida kasutatakse reostuse näitajatena) ja tegelike haigusi põhjustavate patogeenide vahel. Selle mõistmise parandamisega saab riskihindamismudel paremini kajastada suplejate tervise tegelikke tingimusi.

Juhtumiuuringu piirkonnas korraldatud proovivõtukampaaniad toetasid näitajatena üldiselt jälgitavate bakterite reaalajas seiret, eelkõige reovee ülevoolu ajal. Need andmed aitasid koostada realistlikumaid kaarte, mis näitavad, kus terviseriskid on kõige suuremad, mis omakorda toetab kiiremaid ja tõhusamaid otsuseid vee kvaliteedi ja avaliku ohutuse kohta, sealhulgas varajasi hoiatusi ja sihipäraseid meetmeid.

Majanduslik panus, probleemid ja väljavaated

Välja töötatud varajase hoiatamise süsteem, mis põhineb kvantitatiivse mikrobioloogilise riski hindamise mudelil, aitab vähendada terviseriske ja vältida tarbetuid randade sulgemisi, tehes kindlaks, millal ja kus reostus kujutab endast ohtu. Sellega välditakse liiga ettevaatlikke otsuseid ning toetatakse turismist sõltuvate rannikualade mainet ja majandust. Seda tehes on lahendus kasulik nii rahvatervisele kui ka kohalikele ettevõtjatele.

Hoolimata lahendamata probleemidest, nagu piiratud juurdepääs üksikasjalikele andmetele ja erinevused kohalikes eeskirjades, võib seda liiki vahendil olla oluline roll suplusvee ohutuse varajase hoiatamise süsteemide väljatöötamisel. See võimaldab ametiasutustel tegutseda enne, kui olukord muutub kriitiliseks, kaitstes nii rahvatervist kui ka keskkonda.

Tulevikku vaadates võib tehisintellekti (nt masinõpe) integreerimine süsteemi tõhustada, õppides varasematest sündmustest, et paremini prognoosida nakkusriske tulevastes olukordades, mis on eriti kasulik rannikulinnadele, kes soovivad valmistuda äärmuslikeks ilmastikunähtusteks.

Kokkuvõte

Täiendav teave

Võtke ühendust