Monitoraggio online e sistema di allarme rapido per la contaminazione batterica nelle acque pubbliche di superficie a Breda, Paesi Bassi

Negli ultimi anni diversi paesi dell'UE hanno vissuto estati più calde del solito, mentre allo stesso tempo forti precipitazioni estive hanno devastato diverse zone (ad esempio, causando inondazioni in Germania e Belgio nel luglio 2021, in Slovenia nell'agosto 2023, in Grecia, Bulgaria e Turchia nel settembre 2023). Durante le ondate di calore, le persone affollano i laghi, le rive dei fiumi e altre acque superficiali per rinfrescarsi. Eventi e inondazioni estremi più frequenti e intensi, indotti dai cambiamenti climatici, possono tracimare fognature e infrastrutture come i sistemi di trattamento delle acque potabili e reflue. La congestione dei bacini idrici e delle infrastrutture fognarie costringe le acque non trattate e le acque reflue a entrare nei sistemi idrici pubblici che interessano l'acqua potabile o le aree ricreative. Ciò può esporre il pubblico a microrganismi nocivi, che rappresentano un rischio per la salute di malattie gastrointestinali, prurito o altre malattie. È essenziale rilevare rapidamente l'inquinamento fecale (mediante la presenza di enterococchi e batteri E. coli produttori di tossine), che è una forte indicazione della possibile presenza di diversi agenti patogeni (compresi virus, batteri, parassiti), e informare il pubblico se è sicuro nuotare in aree specifiche.

A Breda, le persone cercano il raffreddamento durante le calde giornate estive vicino alle acque superficiali del comune (come i canali De Singel, Waterakkers o Belcrum Beach), che non possono diventare acque di balneazione ufficiali a causa della vicinanza di tracimazioni fognarie e terreni di produzione agricola. L'autorità di Breda è tuttavia responsabile della salute pubblica e mira a informare il pubblico sulla qualità delle acque superficiali in modo affidabile ed efficace.

I metodi microbiologici per valutare la qualità dell'acqua si basano da tempo sulla raccolta di campioni e sulla quantificazione dei microrganismi da un campione di coltura. Data la bassa frequenza di campionamento (1x / settimana) e il lungo tempo di elaborazione del campione, le persone potrebbero essere già state esposte ad acqua contaminata e infettate dal momento in cui i risultati sono disponibili. In alternativa, limitare preventivamente l'accesso all'acqua ricreativa potenzialmente contaminata in attesa dei risultati del campionamento potrebbe non essere necessario impedire al pubblico di raffreddarsi.

L'obiettivo generale del monitoraggio enzimatico online e dell'allarme rapido a Breda è monitorare la qualità microbiologica dell'acqua delle sue acque aperte e mitigare gli impatti negativi sulla salute dovuti al deterioramento della qualità dell'acqua. Più specificamente, ciò include:

• migliorare, accelerare e consentire l'individuazione più frequente di incidenti che compromettono la qualità microbiologica dell'acqua;
• Ridurre il tempo tra contaminazione e risposta;
• Informare/allertare le autorità pubbliche e il pubblico in merito alla qualità dell'acqua e alle misure restrittive.
  
  
  
  

La città di Breda condivide informazioni aggiornate sulla qualità dell'acqua delle sue acque superficiali che sono frequentemente utilizzate dal pubblico per attività ricreative. Le mappe visualizzano le informazioni al semaforo sulla base delle norme di qualità delle acque di balneazione della direttiva sulla qualità delle acque di balneazione, vale a dire verde per la qualità delle acque che soddisfano le norme nelle acque di balneazione ufficiali[1]; arancione per la qualità delle acque conformi alle norme nelle acque di balneazione non ufficiali; rosso per la qualità delle acque superficiali al di sotto degli standard, il che comporta un rischio per la salute. Per consentire una valutazione rapida ed efficace della qualità dell'acqua, la città di Breda utilizza un sistema di monitoraggio enzimatico online, BACTcontrol[2]. Consente l'individuazione precoce del deterioramento della qualità microbiologica dell'acqua, consentendo azioni preventive e allarmi precoci per mantenere la qualità microbiologica dell'acqua e proteggere la salute pubblica.

Il sensore BACTcontrol preleva continuamente campioni in acqua e li analizza sul posto per la presenza e l'attività di enzimi specifici di E. coli, coliformi, enterococchi e batteri in generale, come indicatore della presenza di contaminazione batterica. Il sistema trasmette i dati misurati online a una piattaforma di dati, dove le autorità cittadine locali possono consultare, rivedere e tradurre le informazioni. In caso di superamento delle concentrazioni limite, le notifiche di avvertimento e le informazioni modificate sui semafori sono scambiate con il pubblico tramite un sito web pubblico. Se le concentrazioni microbiche si riducono e soddisfano nuovamente gli standard di qualità delle acque di balneazione, il sistema consente una rapida rimozione del messaggio di avvertimento al pubblico. Il campionamento fisico dell'acqua e l'analisi di laboratorio o mobile completano il sistema di monitoraggio enzimatico online dopo che quest'ultimo ha dato un messaggio di avvertimento per ulteriori indagini e valutazioni della contaminazione.

[1] Dal momento che non ci sono acque superficiali che possono diventare acque di balneazione ufficiali in città, il via libera non è assegnato a Breda.

[2] Prodotto da microLAN, Paesi Bassi

L'attuazione del sistema di monitoraggio della qualità dell'acqua e di allarme rapido coinvolge diverse parti interessate, tra cui le autorità pubbliche nella gestione delle risorse idriche, la salute pubblica e le attività ricreative, le autorità di regolamentazione locali (ossia a livello di città) e nazionali, nonché le parti interessate del settore della ricerca e del settore privato. L'autorità regionale per le acque (Waterschap Brabantse Delta) in collaborazione con Aquon è responsabile della raccolta dei dati, mentre la città di Breda si concentra sull'elaborazione e la divulgazione dei dati. Mentre la tecnologia BACTcontrol è stata sviluppata dalla società privata microLAN e il piano di misurazione dalla società privata Partners4Urbanwater, l'impegno delle autorità di gestione delle risorse idriche e della sanità pubblica nella città di Breda[1] ha contribuito al successo dello sviluppo e dell'attuazione del sistema operativo integrale.

[1] Il sistema è stato implementato e testato anche in altre città, tra cui Amsterdam (Paesi Bassi).

Il sistema BACTcontrol consente un'analisi rapida (1-2 ore) e richiede un lavoro manuale limitato, che può essere effettuato nel luogo di campionamento in contrasto con i metodi microbiologici convenzionali che richiedono colture coltivate in laboratorio (24-48 ore). Ciò si traduce in messaggi di avvertimento quasi in tempo reale in caso di contaminazione, che contribuisce alla prevenzione dei rischi per la salute.

Il sistema costa circa 85 000 EUR su base annua. Ciò include il costo annuale per il funzionamento del sensore BactControl tra maggio e settembre (stagione balneare) di circa 30 000 EUR. Il campionamento e l'analisi di laboratorio necessari per la contaminazione microbiologica, che integrano le misurazioni enzimatiche in situ, costano circa 20 000 EUR all'anno. I costi annuali per la gestione del sito web pubblico con messaggi di avvertimento e informazioni sulla qualità dell'acqua ammontano a 10 000 EUR, mentre altri 25 000 EUR devono essere destinati all'analisi dei dati, al follow-up delle politiche e alle istruzioni di lavoro.

A livello macro, la velocità e l'accessibilità del monitoraggio online e dell'allarme rapido per la contaminazione batterica nelle acque pubbliche prevengono costi sociali e ambientali significativi proteggendo la salute pubblica dalle malattie trasmesse dall'acqua. Il sistema di monitoraggio online fornisce alle autorità pubbliche approfondimenti continui sulla qualità dell'acqua delle acque superficiali, che consente loro di emettere messaggi di riscaldamento tempestivi. Si prevede che i cambiamenti climatici aumenteranno la frequenza di incidenti che compromettono la qualità delle acque superficiali, quindi le autorità sanitarie pubbliche, i servizi idrici, i comuni e i gestori delle attività ricreative possono prevenire significativi costi sociali e ambientali essendo pronti a rilevare rapidamente i rischi microbiologici e rispondere ai problemi di qualità dell'acqua.

La legislazione vigente, come la direttiva europea sulle acque di balneazione, disciplina la qualità delle acque nelle acque ricreative. Poiché il monitoraggio enzimatico online è una tecnologia in via di sviluppo, non è attualmente regolamentato né richiesto dai quadri normativi esistenti per le acque di balneazione.

Il completamento del test e della convalida del sistema di monitoraggio e di allerta precoce degli enzimi richiede diversi mesi.

In futuro, il sistema di monitoraggio online e di allarme rapido continuerà a rivestire grande importanza per le parti interessate coinvolte nella gestione delle risorse idriche e nella salute pubblica. Considerando il riscaldamento e il previsto aumento delle inondazioni, le autorità responsabili della gestione della qualità delle acque superficiali faranno sempre più affidamento su strumenti di monitoraggio per gestire la contaminazione microbiologica e sistemi di allarme rapido per proteggere la salute umana. In particolare, il sensore BACTcontrol è stato sviluppato per richiedere una manutenzione limitata e per funzionare incustodito per diversi mesi. Il portale associato che emette un sistema di allarme rapido per il pubblico richiede aggiornamenti regolari.

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