Tiešsaistes monitoringa un agrīnās brīdināšanas sistēma attiecībā uz bakteriālo piesārņojumu publiskajos virszemes ūdeņos Bredā, Nīderlandē

Pēdējo gadu laikā vairākas ES valstis ir piedzīvojušas karstākas vasaras nekā parasti, bet tajā pašā laikā spēcīgas vasaras lietusgāzes ir izpostījušas vairākas teritorijas (piemēram, izraisot plūdus Vācijā un Beļģijā 2021. gada jūlijā, Slovēnijā 2023. gada augustā, Grieķijā, Bulgārijā un Turcijā 2023. gada septembrī). Karstuma viļņu laikā cilvēki dodas uz ezeriem, upju krastiem un citiem virszemes ūdeņiem, lai atvēsinātos. Biežāki un intensīvāki ārkārtēji nokrišņi un plūdi, ko izraisa klimata pārmaiņas, var pārpludināt kanalizācijas sistēmas un infrastruktūru, piemēram, dzeramā ūdens un notekūdeņu attīrīšanas sistēmas. Ūdens sateces un kanalizācijas infrastruktūras sastrēgumi rada neattīrītu ūdeni un notekūdeņus sabiedriskās ūdens sistēmās, kas ietekmē dzeramo ūdeni vai atpūtas zonas. Tas var pakļaut sabiedrību kaitīgiem mikroorganismiem, kas rada kuņģa-zarnu trakta slimību, niezes vai citu slimību risku veselībai. Ir svarīgi ātri atklāt fekālo piesārņojumu (ar enterokoku un toksīnu izraisošo E.coli baktēriju klātbūtni), kas ir spēcīga norāde uz vairāku patogēnu (tostarp vīrusu, baktēriju, parazītu) iespējamo klātbūtni, un informēt sabiedrību par to, vai ir droši peldēt konkrētās vietās.

Bredā cilvēki meklē dzesēšanu karstās vasaras dienās netālu no pašvaldības virszemes ūdeņiem (piemēram, De Singel kanāliem, Waterakkers vai Belcrum pludmales), kuriem nav atļauts kļūt par oficiāliem peldūdeņiem kanalizācijas pārplūžu un lauksaimnieciskās ražošanas zemes tuvuma dēļ. Tomēr Bredas iestāde ir atbildīga par sabiedrības veselību, un tās mērķis ir uzticami un efektīvi informēt sabiedrību par ūdens kvalitāti virszemes ūdeņos.

Mikrobioloģiskās metodes ūdens kvalitātes novērtēšanai jau sen ir atkarīgas no paraugu ņemšanas un mikroorganismu kvantitatīvās noteikšanas no kultūras parauga. Ņemot vērā nelielo paraugu ņemšanas biežumu (1x nedēļā) un ilgo paraugu apstrādes laiku, cilvēki, iespējams, jau ir bijuši pakļauti piesārņota ūdens iedarbībai un inficēti līdz brīdim, kad būs pieejami rezultāti. Alternatīvi, preventīvi ierobežojot piekļuvi potenciāli kontaminētam atpūtas ūdenim, gaidot paraugu ņemšanas rezultātus, var nevajadzīgi kavēt iedzīvotājus dzesēt.

Fermentu tiešsaistes monitoringa un agrīnās brīdināšanas vispārējais mērķis Bredā ir monitorēt tās atklāto ūdeņu mikrobioloģisko ūdens kvalitāti un mazināt negatīvo ietekmi uz veselību ūdens kvalitātes pasliktināšanās dēļ. Konkrētāk, tas ietver:

• uzlabot, paātrināt un ļaut biežāk atklāt incidentus, kas pasliktina ūdens mikrobioloģisko kvalitāti;
• laika samazināšana starp piesārņojumu un reakciju;
• Publisko iestāžu un sabiedrības informēšana/brīdināšana par ūdens kvalitāti un ierobežojošiem pasākumiem.
  
  
  
  

Bredas pilsēta dalās ar jaunāko informāciju par tās virszemes ūdeņu kvalitāti, ko iedzīvotāji bieži izmanto atpūtai. Kartes vizualizē luksofora informāciju, pamatojoties uz Peldvietu ūdens kvalitātes direktīvā noteiktajiem peldvietu ūdens kvalitātes standartiem, t. i., zaļā krāsā attiecībā uz ūdens kvalitāti, kas atbilst standartiem oficiālajos peldūdeņos[1]; oranža ūdens kvalitātei, kas atbilst standartiem neoficiālos peldūdeņos; sarkanā krāsā attiecībā uz virszemes ūdeņu kvalitāti, kas ir zemāka par standartiem, tādējādi apdraudot veselību. Lai varētu ātri un efektīvi novērtēt ūdens kvalitāti, Bredas pilsēta izmanto fermentu monitoringa tiešsaistes sistēmu BACTcontrol[2]. Tas ļauj agrīni konstatēt ūdens mikrobioloģiskās kvalitātes pasliktināšanos, nodrošinot preventīvus pasākumus un agrīnus brīdinājumus, lai saglabātu ūdens mikrobioloģisko kvalitāti un aizsargātu sabiedrības veselību.

BACTcontrol sensors nepārtraukti ņem paraugus ūdenī un analizē tos uz vietas, lai noteiktu specifisku E.coli fermentu, koliformu, enterokoku un baktēriju klātbūtni un aktivitāti kopumā kā baktēriju piesārņojuma indikatoru. Sistēma tiešsaistē nosūta izmērītos datus uz datu platformu, kur vietējās pilsētas iestādes var aplūkot, pārskatīt un tulkot informāciju. Ja robežkoncentrācijas tiek pārsniegtas, ar sabiedrību apmainās ar brīdinājuma paziņojumiem un informāciju par luksofora izmaiņām, izmantojot publisku tīmekļa vietni. Ja mikrobu koncentrācija atkal samazinās un atbilst peldvietu ūdens kvalitātes standartiem, sistēma ļauj ātri noņemt brīdinājumu sabiedrībai. Fiziskā ūdens paraugu ņemšana un laboratorijas vai mobilā analīze papildina tiešsaistes fermentu monitoringa sistēmu pēc tam, kad tā ir sniegusi brīdinājuma paziņojumu turpmākai piesārņojuma izpētei un novērtēšanai.

[1] Tā kā nav virszemes ūdeņu, kas pilsētā varētu kļūt par oficiāliem peldūdeņiem, Bredā zaļā gaisma netiek piešķirta.

[2] Ražotājs: microLAN, Nīderlande

Ūdens kvalitātes monitoringa un agrīnās brīdināšanas sistēmas īstenošanā ir iesaistītas vairākas ieinteresētās personas, tostarp publiskās iestādes ūdens resursu apsaimniekošanas, sabiedrības veselības un atpūtas jomā, vietējie (t. i., pilsētas līmenī) un valstu regulatori, kā arī pētniecības un privātā sektora ieinteresētās personas. Reģionālā ūdens resursu pārvalde (Waterschap Brabantse Delta) sadarbībā ar Aquon ir atbildīga par datu vākšanu, savukārt Bredas pilsēta koncentrējas uz datu apstrādi un izpaušanu. Lai gan BACTcontrol tehnoloģiju izstrādāja privāts uzņēmums microLAN un mērīšanas plānu izstrādāja privāts uzņēmums Partners4Urbanwater, ūdens resursu apsaimniekošanas un sabiedrības veselības iestāžu iesaistīšanās Bredas pilsētā[1] veicināja integrētas operatīvās sistēmas sekmīgu izstrādi un īstenošanu.

[1] Sistēma tika ieviesta un testēta arī citās pilsētās, tostarp Amsterdamā (Nīderlande).

BACTcontrol sistēma ļauj veikt ātru analīzi (1-2 stundas) un prasa ierobežotu manuālu darbu, ko var veikt paraugu ņemšanas vietā atšķirībā no parastajām mikrobioloģiskajām metodēm, kurām nepieciešamas laboratorijā audzētas kultūras (24-48 stundas). Tā rezultātā kontaminācijas gadījumā tiek sniegti gandrīz reāllaika brīdinājumi, kas palīdz novērst veselības apdraudējumus.

Sistēma katru gadu izmaksā aptuveni 85 000 EUR. Tas ietver ikgadējās izmaksas par BactControl sensora ekspluatāciju no maija līdz septembrim (peldēšanās sezona) aptuveni 30 000 EUR apmērā. Nepieciešamā laboratorijas paraugu ņemšana un mikrobioloģiskā piesārņojuma analīze, kas papildina in situ fermentatīvos mērījumus, izmaksā aptuveni 20 000 EUR gadā. Publiskās tīmekļa vietnes ar brīdinājuma ziņojumu un ūdens kvalitātes informāciju pārvaldības ikgadējās izmaksas ir līdz 10 000 EUR, savukārt vēl 25 000 EUR ir jāpiešķir datu analīzei, turpmākajiem politikas pasākumiem un darba norādījumiem.

Makrolīmenī tiešsaistes monitoringa un agrīnās brīdināšanas ātrums un pieejamība attiecībā uz bakteriālo piesārņojumu publiskajos ūdeņos novērš ievērojamas sociālās un vides izmaksas, aizsargājot sabiedrības veselību pret ūdens izraisītām slimībām. Tiešsaistes monitoringa sistēma sniedz publiskajām iestādēm pastāvīgu ieskatu virszemes ūdeņu kvalitātē, ļaujot tām savlaicīgi sniegt ziņojumus par sasilšanu. Paredzams, ka klimata pārmaiņas palielinās tādu negadījumu biežumu, kas apdraud virszemes ūdeņu kvalitāti, tāpēc sabiedrības veselības iestādes, ūdensapgādes uzņēmumi, pašvaldības un atpūtas apsaimniekotāji var novērst ievērojamas sociālās un vides izmaksas, būdami gatavi ātri atklāt mikrobioloģiskos riskus un reaģēt uz ūdens kvalitātes problēmām.

Spēkā esošie tiesību akti, piemēram, Eiropas Peldvietu ūdens direktīva, reglamentē ūdens kvalitāti atpūtas ūdeņos. Tā kā fermentu monitorings tiešsaistē ir tehnoloģija, kas attīstās, to pašlaik nereglamentē un neprasa spēkā esošais tiesiskais regulējums attiecībā uz peldūdeņiem.

Fermentu uzraudzības un agrīnās brīdināšanas sistēmas testēšana un validēšana ilgst vairākus mēnešus.

Nākotnē tiešsaistes monitoringa un agrīnās brīdināšanas sistēma joprojām būs ļoti svarīga ieinteresētajām personām, kas iesaistītas ūdens resursu apsaimniekošanā un sabiedrības veselībā. Ņemot vērā sasilšanu un prognozēto plūdu pieaugumu, iestādes, kas atbild par virszemes ūdeņu kvalitātes pārvaldību, arvien vairāk izmantos monitoringa instrumentus, lai pārvaldītu mikrobioloģisko piesārņojumu, un agrīnās brīdināšanas sistēmas, lai aizsargātu cilvēku veselību. Īpaši BACTcontrol sensors ir izstrādāts tā, lai tam būtu nepieciešama ierobežota apkope un tas darbotos bez uzraudzības vairākus mēnešus. Ar to saistītais portāls, kas sabiedrībai izdod agrīnās brīdināšanas sistēmu, ir regulāri jāatjaunina.

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