Maudyklų vandens kokybės užtikrinimas po ekstremalių audrų Barselonoje (Ispanija)

Pagrindiniai mokymai

Apie regioną

Figure 1: Location of Barcelona. Image Credit: Britannica

Grėsmės klimatui

Kaip ir daugelis kitų Viduržemio jūros ir Europos pakrančių, Katalonijos pakrantė yra labai pažeidžiama klimato kaitos dėl sudėtingos klimato, turtingos biologinės įvairovės ir didelės žmogaus veiklos sąveikos. Jūros lygio kilimas kelia grėsmę žemai esančioms pakrantėms (ypač deltoms ir estuarijoms), be kita ko, didėja potvynių rizika ir druskos įsiskverbimas. Dažnesnės ir intensyvesnės jūrų audros daro poveikį pakrančių ištekliams ir kelia grėsmę vietos rūšims ir biologinei įvairovei. Vandens trūkumas yra nuolatinė problema, kurią dar labiau apsunkina klimato kaita ir išaugęs turizmas, nes vandens tiekimas labai priklauso nuo upių perkėlimų, gėlinimo įrenginių ir regeneruoto vandens. Didėjantis kritulių kiekis didina staigius potvynius – potvynius, kurie siejami su smarkiomis liūtimis ir įvyksta per mažiau nei šešias valandas – ir daro žalą, o tai ypač problemiška tankiai apgyvendintose vietovėse, kuriose jūrų potvyniai kelia papildomą grėsmę.

Perpildytų nuotekų sistemų poveikio vandens kokybei ir visuomenės sveikatai vertinimas

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

Kylanti pasaulinė temperatūra ir dažnesni ekstremalūs lietaus reiškiniai greičiausiai lems dažnesnius ir intensyvesnius kombinuoto kanalizacijos perpildymo atvejus, todėl reikės tobulinti stebėsenos ir valdymo strategijas.

Nuotekų perpildymo pavojaus sveikatai prognozavimas naudojant tikralaikius duomenis

Siekdama įvertinti užteršto jūros vandens poveikį besimaudančių asmenų sveikatai kylančią riziką, IMPETUS projekto grupė parengė kiekybinio mikrobiologinės rizikos vertinimo modelį ir išbandė jį Barselonos miesto paplūdimyje. Derinant tikralaikius aplinkos duomenis, pvz., oro, jūros sąlygų ir nuotekų perpildymo atvejus, modelyje prognozuojama, kada ir kur vandens kokybė kelia pavojų sveikatai.

Jame imituojama, kaip patogenai plinta iš išleidimo vietos, ir įvertinama koncentracija netoliese esančiose maudymosi zonose. Modelis taip pat atsižvelgia į tai, kaip aplinkos veiksniai, tokie kaip srovės, saulės šviesa ir temperatūra, įtakoja patogenų išlikimą.

Ši priemonė padeda priimti labiau informacija pagrįstus ir savalaikius sprendimus, kuriais siekiama apsaugoti visuomenės sveikatą po nuotekų perpildymo, ir ją galima perkelti į kitas miestų pakrančių zonas, susiduriančias su panašiais iššūkiais.

Kiekybinio mikrobiologinės rizikos vertinimo modelis yra vertingas požiūris į aktyvų vandens kokybės valdymą ir ankstyvojo perspėjimo sistemų kūrimą. Jame numatoma mikrobiologinė rizika besimaudantiems įvairiose kombinuotosios kanalizacijos perpildymo situacijose ir nustatomos didžiausią riziką keliančios sritys.

Mireia Mesas Suárez, Eurecat (IMPETUS projekto partnerė)

3 diagramoje parodyta, kaip veikia kiekybinio mikrobiologinės rizikos vertinimo modelis, siekiant įvertinti infekcijos riziką, kylančią dėl mikroorganizmų poveikio nuotekose.

Pirma, ji renka duomenis apie orą, jūros vandenį ir nuotekų perteklių. Tada ji apskaičiuoja, kaip patogenai plinta ir kaip tikėtina, kad jie gali sukelti infekcijas. Diagramoje atskiriami skaičiavimo modulio etapai (žalia spalva), reikalingi įvesties duomenys (mėlyna spalva) ir įvairūs modelio patobulinimai, susiję su ankstesniuose projektuose sukurtu preliminariu kiekybiniu mikrobiologinės rizikos vertinimo modeliu (pažymėta raudona spalva).

Tai paaiškina, kaip tarša keliauja iš išleidimo vietos į aplinkines maudyklas.

Modelis taip pat apima degradacijos procesus, kuriems įtakos turi aplinkos veiksniai, tokie kaip temperatūra, saulės spinduliuotė ir druskingumas. Šie parametrai gali turėti didelį poveikį patogenų išgyvenimo ir skilimo rodikliams.

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

Po to, kai kanalizacijos išleidimas sustoja, patogeno kiekis vandenyje, tekantis per išleidimo kanalą, greitai sumažėja.

Tai rodo, kad užteršimas kanale trunka neilgai, kai baigiasi perpildymo įvykis, o tai svarbu vertinant, kiek laiko maudymosi zona gali likti nesaugi.

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.

Siekiant geriau pasirengti būsimiems ekstremaliems meteorologiniams reiškiniams, darantiems poveikį maudyklų vandens kokybei, modeliavimui naudojant transporto ir rizikos modelį buvo nagrinėjami scenarijai, grindžiami jūrų srovėmis, vėjo sąlygomis ir bendru nuotekų išleidimu. Kiekvienam scenarijui modelis numatė patogenų judėjimą ir sklaidą, įvertindamas plaukikų riziką ir nurodydamas, kiek laiko paplūdimys gali likti nesaugus po smarkių liūčių. Šis požiūris padeda priimti sprendimus ir planuoti, nes dėl klimato kaitos tokie renginiai vyksta dažniau.

Patekę į jūrą, kai kurie patogenai pradeda prarasti jėgą arba miršta dėl natūralių procesų; Pavyzdžiui, saulės spinduliai padeda sunaikinti daugelį iš jų. Šilta temperatūra ir jūros vandens druska taip pat turi įtakos šių mikrobų išgyvenimo laikui. Todėl patogenų patvarumas skiriasi sezoniškai, o tai rodo, kad vasarą skilimo greitis yra didesnis dėl padidėjusio saulės spindulių poveikio, o tai palaiko patogenų skilimą. Jūros judėjimo būdas, ypač srovės greitis ir kryptis, turi didelę įtaką patogenų plitimui. Pavasarį ir rudenį vandens srovės paprastai yra stipresnės ir dinamiškesnės, o tai padeda greičiau nunešti ir atskiesti teršalus. Dėl to infekcijos rizika šiais sezonais paprastai išnyksta greičiau.

Bakterinių rodiklių naudojimas rizikos vertinimui gerinti

Siekdama geriau įvertinti užteršto vandens keliamą riziką sveikatai, projekto grupė patikslino ryšį tarp bendrai stebimų bakterijų (naudojamų kaip taršos rodikliai) ir faktinių ligas sukeliančių patogenų. Pagerinus šį supratimą, rizikos vertinimo modelis gali tiksliau atspindėti tikrąsias besimaudančių asmenų sveikatos sąlygas.

Ėminių ėmimo kampanijos atvejo tyrimo srityje padėjo tikruoju laiku stebėti paprastai stebimas bakterijas kaip rodiklius, ypač nuotekų perpildymo metu. Šie duomenys padėjo sukurti tikroviškesnius žemėlapius, iš kurių matyti, kur rizika sveikatai yra didžiausia, o tai savo ruožtu padeda greičiau ir veiksmingiau priimti sprendimus dėl vandens kokybės ir visuomenės saugos, įskaitant išankstinius perspėjimus ir tikslinius veiksmus.

Ekonominis indėlis, iššūkiai ir perspektyvos

Sukurta ankstyvojo perspėjimo sistema, pagrįsta kiekybinio mikrobiologinės rizikos vertinimo modeliu, padeda sumažinti riziką sveikatai ir išvengti nereikalingo paplūdimio uždarymo, nustatant, kada ir kur tarša kelia grėsmę. Taip išvengiama pernelyg atsargių sprendimų ir remiama nuo turizmo priklausomų pakrančių teritorijų reputacija ir ekonomika. Tokiu būdu sprendimas naudingas tiek visuomenės sveikatai, tiek vietos įmonėms.

Nepaisant likusių problemų, pvz., ribotos prieigos prie išsamių duomenų ir vietos taisyklių skirtumų, šios rūšies priemonė gali atlikti svarbų vaidmenį kuriant ankstyvojo perspėjimo apie maudyklų vandens saugą sistemas. Ji suteikia valdžios institucijoms galimybę imtis veiksmų, kol padėtis dar nėra kritinė, ir taip apsaugoti tiek visuomenės sveikatą, tiek aplinką.

Žvelgiant į ateitį, dirbtinio intelekto (pvz., mašinų mokymosi) integravimas galėtų sustiprinti sistemą mokantis iš praeities įvykių, kad būtų galima geriau prognozuoti infekcijų riziką būsimose situacijose, o tai ypač naudinga pakrančių miestams, siekiantiems pasirengti ekstremaliems meteorologiniams reiškiniams.

Santrauka

Daugiau informacijos

Susisiekti