Internetski sustav za praćenje i rano upozoravanje na bakterijsku kontaminaciju u javnim površinskim vodama u Bredi, Nizozemska

Proteklih je godina nekoliko država članica EU-a imalo ljeta koja su bila toplija od uobičajenih, dok su istodobno obilne ljetne padaline opustošile nekoliko područja (npr. dovele su do poplava u Njemačkoj i Belgiji u srpnju 2021., u Sloveniji u kolovozu 2023., u Grčkoj, Bugarskoj i Turskoj u rujnu 2023.). Tijekom toplinskih valova ljudi hrle u jezera, riječne obale i druge površinske vode kako bi se ohladili. Češće i intenzivnije ekstremne oborine i poplave, uzrokovane klimatskim promjenama, mogu preplaviti kanalizaciju i infrastrukturu kao što su sustavi za piće i pročišćavanje otpadnih voda. Zagušenje vodnog sliva i kanalizacijske infrastrukture prisiljava nepročišćenu vodu i otpadne vode u javne vodne sustave koji utječu na pitku vodu ili rekreacijska područja. To može izložiti javnost štetnim mikroorganizmima, koji predstavljaju zdravstveni rizik od gastrointestinalnih bolesti, svrbeža ili drugih bolesti. Ključno je brzo otkriti fekalno onečišćenje (prisutnošću enterokoka i bakterija E.coli koje proizvode toksine), što je snažan pokazatelj moguće prisutnosti nekoliko patogena (uključujući viruse, bakterije, parazite), te informirati javnost je li sigurno plivati u određenim područjima.

U Bredi ljudi traže hlađenje tijekom vrućih ljetnih dana u blizini površinskih voda općine (kao što su kanali De Singel, Waterakkers ili plaža Belcrum), koje ne smiju postati službene vode za kupanje zbog blizine prelijevanja kanalizacije i zemljišta za poljoprivrednu proizvodnju. Međutim, tijelo Breda odgovorno je za javno zdravlje i nastoji na pouzdan i učinkovit način informirati javnost o kvaliteti vode u površinskim vodama.

Mikrobiološke metode za procjenu kvalitete vode dugo su se oslanjale na prikupljanje uzoraka i kvantifikaciju mikroorganizama iz uzorka kulture. S obzirom na nisku učestalost uzorkovanja (1 x tjedno) i dugo vrijeme obrade uzorka, ljudi su možda već bili izloženi kontaminiranoj vodi i bili zaraženi do trenutka kada su rezultati dostupni. Alternativno, preventivno ograničavanje pristupa potencijalno kontaminiranoj vodi za rekreaciju dok se čekaju rezultati uzorkovanja može nepotrebno otežati hlađenje javnosti.

Opći je cilj internetskog praćenja enzima i ranog upozoravanja u Bredi praćenje mikrobiološke kvalitete njezinih otvorenih voda i ublažavanje negativnih učinaka na zdravlje zbog pogoršanja kvalitete vode. Konkretnije, to uključuje:

• poboljšanje, ubrzavanje i omogućivanje češćeg otkrivanja incidenata koji narušavaju mikrobiološku kvalitetu vode;
• skraćivanje vremena između kontaminacije i odgovora;
• Obavješćivanje/usluga javnih tijela i javnosti o kvaliteti vode i restriktivnim mjerama.
  
  
  
  

Grad Breda dijeli ažurirane informacije o kvaliteti svojih površinskih voda koje javnost često koristi za rekreaciju. Karte prikazuju informacije na semaforu na temelju standarda kvalitete vode za kupanje iz Direktive o kvaliteti vode za kupanje, tj. zelene za kvalitetu vode koja ispunjava standarde u službenim vodama za kupanje[1]; narančasta za kvalitetu vode koja ispunjava standarde u neslužbenim vodama za kupanje; crvena za kvalitetu površinskih voda ispod standarda, što predstavlja rizik za zdravlje. Kako bi se omogućila brza i učinkovita procjena kvalitete vode, grad Breda upotrebljava internetski sustav za praćenje enzima, BACTcontrol[2]. Omogućuje rano otkrivanje pogoršanja mikrobiološke kvalitete vode, čime se omogućuju preventivne mjere i rana upozorenja za održavanje mikrobiološke kvalitete vode i zaštitu javnog zdravlja.

BACTcontrol senzor kontinuirano uzima uzorke u vodi i analizira ih na licu mjesta na prisutnost i aktivnost specifičnih enzima E.coli, koliforma, enterokoka i bakterija općenito, kao pokazatelj prisutnosti bakterijske kontaminacije. Sustav prenosi izmjerene podatke online na podatkovnu platformu, gdje lokalne gradske vlasti mogu konzultirati, pregledati i prevesti informacije. Ako se premaše granične koncentracije, obavijesti o upozorenjima i izmijenjene informacije o semaforu razmjenjuju se s javnošću putem javnih internetskih stranica. Ako se koncentracije mikroba ponovno smanje i zadovolje standarde kvalitete vode za kupanje, sustav omogućuje brzo uklanjanje poruke upozorenja javnosti. Uzorkovanje fizičke vode i laboratorijska ili mobilna analiza nadopunjuju internetski sustav za praćenje enzima nakon što je potonji poslao poruku upozorenja za daljnje istraživanje i procjenu kontaminacije.

[1] Budući da nema površinskih voda koje smiju postati službene vode za kupanje u gradu, zeleno svjetlo nije dodijeljeno u Bredi.

[2] Proizvedeno u mikroLAN-u, Nizozemska

U provedbu sustava praćenja kvalitete vode i ranog upozoravanja uključeno je nekoliko dionika, uključujući javna tijela za upravljanje vodama, javno zdravlje i rekreaciju, lokalna (tj. gradska razina) i nacionalna regulatorna tijela te dionike iz istraživačkog i privatnog sektora. Regionalno tijelo nadležno za vode (Waterschap Brabantse Delta) u suradnji s društvom Aquon odgovorno je za prikupljanje podataka, dok se grad Breda usredotočuje na obradu i otkrivanje podataka. Dok je tehnologiju BACTcontrol razvila privatna tvrtka microLAN, a plan mjerenja privatna tvrtka Partners4Urbanwater, angažman tijela za upravljanje vodama i javno zdravstvo u gradu Bredi[1] doprinio je uspješnom razvoju i provedbi integralnog operativnog sustava.

[1] Sustav je također implementiran i testiran u drugim gradovima, uključujući Amsterdam (Nizozemska)

BACTcontrol sustav omogućuje brzu analizu (1-2 sata) i zahtijeva ograničen ručni rad, koji se može provesti na mjestu uzorkovanja za razliku od konvencionalnih mikrobioloških metoda koje zahtijevaju laboratorijski uzgojene kulture (24-48 sati). To rezultira porukama upozorenja u gotovo stvarnom vremenu u slučaju kontaminacije, što pridonosi sprječavanju zdravstvenih rizika.

Troškovi sustava iznose oko 85 000 EUR godišnje. To uključuje godišnji trošak rada senzora BactControl od svibnja do rujna (sezona kupanja) od oko 30 000 EUR. Potrebno laboratorijsko uzorkovanje i analiza mikrobiološke kontaminacije kojima se dopunjuju in situ enzimska mjerenja koštaju oko 20 000 EUR godišnje. Godišnji troškovi upravljanja javnim internetskim stranicama s porukom upozorenja i informacijama o kvaliteti vode iznose do 10 000 EUR, dok se dodatnih 25 000 EUR mora dodijeliti za analizu podataka, praćenje politika i upute za rad.

Na makrorazini brzina i dostupnost internetskog praćenja i ranog upozoravanja na bakterijsku kontaminaciju u javnim vodama sprečavaju znatne društvene i ekološke troškove jer štite javno zdravlje od bolesti koje se prenose vodom. Internetski sustav praćenja javnim tijelima pruža kontinuirani uvid u kvalitetu površinskih voda, što im omogućuje da šalju poruke o pravodobnom zagrijavanju. Očekuje se da će klimatske promjene povećati učestalost incidenata koji ugrožavaju kvalitetu površinskih voda kako bi tijela nadležna za javno zdravlje, vodoopskrbna poduzeća, općine i upravitelji rekreacije mogli spriječiti znatne društvene i okolišne troškove tako što će biti spremni brzo otkriti mikrobiološke rizike i odgovoriti na probleme kvalitete vode.

Postojećim zakonodavstvom, kao što je Europska direktiva o vodi za kupanje, regulira se kvaliteta vode u rekreacijskim vodama. Budući da je internetsko praćenje enzima tehnologija u razvoju, trenutačno nije regulirano niti propisano postojećim regulatornim okvirima za vode za kupanje.

Završetak testiranja i validacije sustava za praćenje enzima i rano upozoravanje traje nekoliko mjeseci.

U budućnosti će internetski sustav praćenja i ranog upozoravanja i dalje biti vrlo važan za dionike uključene u upravljanje vodama i javno zdravlje. S obzirom na zagrijavanje i predviđeno povećanje poplava, tijela nadležna za upravljanje kvalitetom površinskih voda sve će se više oslanjati na alate za praćenje kako bi upravljala mikrobiološkom kontaminacijom i sustave ranog upozoravanja radi zaštite zdravlja ljudi. Vrlo specifično, BACTcontrol senzor je razvijen kako bi zahtijevao ograničeno održavanje i funkcionirao bez nadzora nekoliko mjeseci. Povezani portal koji izdaje sustav ranog upozoravanja za javnost zahtijeva redovito ažuriranje.

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