Online megfigyelő és korai előrejelző rendszer a nyilvános felszíni vizek bakteriális szennyeződésére vonatkozóan Bredában (Hollandia)

Az elmúlt években több uniós országban a szokásosnál melegebb nyarakat tapasztaltak, ugyanakkor a heves nyári esőzések számos területet elpusztítottak (pl. 2021 júliusában áradásokhoz vezettek Németországban és Belgiumban, 2023 augusztusában Szlovéniában, 2023 szeptemberében pedig Görögországban, Bulgáriában és Törökországban). A hőhullámok során az emberek tavakhoz, folyópartokhoz és más felszíni vizekhez özönlenek, hogy lehűljenek. Az éghajlatváltozás által kiváltott gyakoribb és intenzívebb szélsőséges csapadékesemények és árvizek túlcsordulhatják a csatornákat és az olyan infrastruktúrákat, mint az ivóvíz- és szennyvízkezelő rendszerek. A vízgyűjtő és szennyvíz-infrastruktúra túlterheltsége a kezeletlen vizet és a szennyvizet a közüzemi vízrendszerekbe kényszeríti, ami hatással van az ivóvízre vagy a rekreációs területekre. Ez a lakosságot káros mikroorganizmusoknak teheti ki, amelyek a gyomor-bélrendszeri betegségek, viszketés vagy más betegségek egészségügyi kockázatát jelentik. Alapvető fontosságú, hogy gyorsan észleljék a székletszennyezést (az enterococcusok és a toxintermelő E. coli baktériumok jelenléte miatt), ami erősen jelzi számos kórokozó (beleértve a vírusokat, baktériumokat, parazitákat) lehetséges jelenlétét, és tájékoztassák a nyilvánosságot arról, hogy biztonságos-e úszni bizonyos területeken.

Bredában az emberek a forró nyári napokon hűtést keresnek az önkormányzat felszíni vizei (például a De Singel-csatornák, a Waterakkers vagy a Belcrum Beach) közelében, amelyek a szennyvízcsatornák túlfolyása és a mezőgazdasági termőterületek közelsége miatt nem válhatnak hivatalos fürdővizekké. A bredai hatóság azonban felelős a közegészségügyért, és célja, hogy megbízható és hatékony módon tájékoztassa a nyilvánosságot a felszíni vizek vízminőségéről.

A vízminőség értékelésére szolgáló mikrobiológiai módszerek régóta támaszkodnak a minták gyűjtésére és a mikroorganizmusok mennyiségi meghatározására a tenyésztési mintából. Tekintettel a mintavétel alacsony gyakoriságára (1x/hét) és a hosszú mintafeldolgozási időre, előfordulhat, hogy az emberek már ki voltak téve szennyezett víznek, és megfertőződtek, mire az eredmények rendelkezésre állnak. Alternatív megoldásként a potenciálisan szennyezett rekreációs vízhez való hozzáférésnek a mintavételi eredményekre való várakozás közbeni, megelőző jellegű korlátozása szükségtelenül akadályozhatja a lakosság hűtését.

Bredában az online enzimmonitoring és korai előrejelzés általános célja a nyílt vizek mikrobiológiai vízminőségének nyomon követése és a romlott vízminőségből eredő negatív egészségügyi hatások enyhítése. Konkrétabban ez a következőket foglalja magában:

• a mikrobiológiai vízminőséget rontó események javítása, felgyorsítása és gyakoribb észlelésének lehetővé tétele;
• a szennyeződés és a reakció között eltelt idő csökkentése;
• A hatóságok és a nyilvánosság tájékoztatása/riasztása a vízminőségről és a korlátozó intézkedésekről.
  
  
  
  

Breda városa naprakész információkat oszt meg felszíni vizeinek vízminőségéről, amelyeket a nyilvánosság gyakran használ szabadidős célokra. A térképek a fürdővizek minőségéről szóló irányelv fürdővizek minőségére vonatkozó előírásai alapján jelenítik meg a közlekedési lámpákra vonatkozó információkat, azaz a hivatalos fürdővizek minőségére vonatkozó előírásoknak megfelelő vízminőség tekintetében zöldek[1]; narancssárga a nem hivatalos fürdővizek szabványainak megfelelő vízminőség esetében; piros a felszíni vizek szabvány alatti minősége miatt, ami egészségügyi kockázatot jelent. A vízminőség gyors és hatékony értékelésének lehetővé tétele érdekében Breda városa egy online enzimfigyelő rendszert, a BACTcontrol-t[2] használja. Lehetővé teszi a víz mikrobiológiai minőségromlásának korai észlelését, megelőző intézkedéseket és korai figyelmeztetéseket tesz lehetővé a víz mikrobiológiai minőségének fenntartása és a közegészség védelme érdekében.

A BACTcontrol érzékelő folyamatosan mintákat vesz a vízben, és a helyszínen elemzi az E. coli, a coliformok, az enterococcusok és általában a baktériumok specifikus enzimeinek jelenlétét és aktivitását, mint a bakteriális szennyeződés jelenlétének mutatóját. A rendszer a mért adatokat online továbbítja egy adatplatformra, ahol a helyi városi hatóságok megtekinthetik, áttekinthetik és lefordíthatják az információkat. A küszöbértékek túllépése esetén a figyelmeztető értesítéseket és a jelzőlámpával kapcsolatos megváltozott információkat egy nyilvános weboldalon keresztül osztják meg a nyilvánossággal. Ha a mikrobiális koncentrációk csökkennek, és ismét megfelelnek a fürdővizek minőségére vonatkozó előírásoknak, a rendszer lehetővé teszi a nyilvánosságnak szóló figyelmeztető üzenet gyors eltávolítását. A fizikai vízmintavétel és a laboratóriumi vagy mobil elemzés kiegészíti az online enzimfigyelő rendszert, miután az figyelmeztető üzenetet adott a szennyeződés további vizsgálatára és értékelésére.

[1] Mivel a városban nincsenek olyan felszíni vizek, amelyek hivatalos fürdővizekké válhatnak, Bredában nincs zöld jelzés.

[2] Gyártó microLAN, Hollandia

A vízminőség-ellenőrzési és korai előrejelző rendszer végrehajtásában számos érdekelt fél vesz részt, többek között a vízgazdálkodással, a közegészségüggyel és a rekreációval foglalkozó hatóságok, a helyi (azaz városi szintű) és nemzeti szabályozók, valamint a kutatás és a magánszektor érdekelt felei. A regionális vízügyi hatóság (Waterschap Brabantse Delta)az Aquonnal együttműködésben felelős az adatgyűjtésért, míg Breda városa az adatfeldolgozásra és a közzétételre összpontosít. Míg a BACTcontrol technológiát a microLAN magánvállalat, a mérési tervet pedig a Partners4Urbanwater magánvállalat fejlesztette ki, Breda város vízgazdálkodási és közegészségügyi hatóságainak bevonása[1] hozzájárult az integrált operatív rendszer sikeres fejlesztéséhez és végrehajtásához.

[1] A rendszert más városokban is bevezették és tesztelték, többek között Amszterdamban (Hollandia)

A BACTcontrol rendszer lehetővé teszi a gyors analízist (1-2 óra), és korlátozott kézi munkát igényel, amely elvégezhető a mintavételi helyen, szemben a hagyományos mikrobiológiai módszerekkel, amelyek laboratóriumi tenyészeteket igényelnek (24-48 óra). Ez szennyeződés esetén szinte valós idejű figyelmeztető üzeneteket eredményez, ami hozzájárul az egészségügyi kockázatok megelőzéséhez.

A rendszer éves szinten mintegy 85 000 euróba kerül. Ez magában foglalja a BactControl érzékelő május és szeptember (fürdőszezon) közötti éves működési költségét, amely körülbelül 30 000 EUR. Az in situ enzimatikus méréseket kiegészítő mikrobiológiai szennyeződés laboratóriumi mintavétele és elemzése évente mintegy 20 000 EUR-ba kerül. A figyelmeztető üzenetet és vízminőségi információkat tartalmazó nyilvános weboldal működtetésének éves költsége elérheti a 10 000 EUR-t, míg további 25 000 EUR-t kell elkülöníteni az adatelemzésre, a szakpolitikai nyomon követésre és a munkautasításokra.

Makroszinten a közvizekben előforduló bakteriális szennyezés online nyomon követésének és korai előrejelzésének gyorsasága és hozzáférhetősége jelentős társadalmi és környezeti költségeket előz meg azáltal, hogy védi a közegészséget a víz útján terjedő betegségekkel szemben. Az online megfigyelőrendszer folyamatos betekintést nyújt a hatóságok számára a felszíni vizek vízminőségébe, ami lehetővé teszi számukra, hogy időben felmelegedési üzeneteket adjanak ki. Az éghajlatváltozás várhatóan növelni fogja a felszíni vizek minőségét veszélyeztető események gyakoriságát, így a közegészségügyi hatóságok, a vízszolgáltatók, az önkormányzatok és a szabadidős vezetők meg tudják akadályozni a jelentős társadalmi és környezeti költségeket azáltal, hogy felkészülnek a mikrobiológiai kockázatok gyors észlelésére és a vízminőségi problémákra való reagálásra.

A meglévő jogszabályok, például a fürdővizek minőségéről szóló európai irányelv szabályozzák a rekreációs vizek vízminőségét. Mivel az online enzimmonitoring egy fejlődő technológia, a fürdővizekre vonatkozó meglévő szabályozási keretek jelenleg nem szabályozzák és nem is írják elő.

Az enzimmonitorozó és korai előrejelző rendszer tesztelésének és validálásának befejezése több hónapot vesz igénybe.

A jövőben az online nyomonkövetési és korai előrejelző rendszer továbbra is rendkívül fontos lesz a vízgazdálkodásban és a közegészségügyben részt vevő érdekelt felek számára. Figyelembe véve a felmelegedést és az árvizek előre jelzett növekedését, a felszíni vizek minőségének kezeléséért felelős hatóságok az emberi egészség védelme érdekében egyre nagyobb mértékben támaszkodnak majd a mikrobiológiai szennyeződések kezelésére szolgáló nyomonkövetési eszközökre és korai előrejelző rendszerekre. A BACTcontrol érzékelőt kifejezetten úgy fejlesztették ki, hogy korlátozott karbantartást igényeljen, és több hónapig felügyelet nélkül működjön. A kapcsolódó portál, amely korai előrejelző rendszert bocsát ki a nyilvánosság számára, rendszeres frissítést igényel.

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