Online overvåking og tidleg varslingssystem for bakteriell forureining i offentleg overflatevatn i Breda, Nederland

I løpet av dei siste åra har flere EU-land opplevd varmare enn vanlege somrar, samstundes som kraftige sommarregnhendingar har herja flere område (til dømes fører til flaum i Tyskland og Belgia i juli 2021, i Slovenia i august 2023, i Hellas, Bulgaria og Türkiye i september 2023). Under hetebølgjer strøymer folk til innsjøar, elvebreidder og anna overflatevatn for å kjøle seg ned. Hyppigare og intense ekstreme nedbørshendingar og flaum, forårsaka av klimaendringar, kan overløpe kloakk og infrastrukturar som drikke- og avløpsvassbehandlingssystemer. Vassavløp og kloakkinfrastruktur overbelastning tvingar ubehandla vatn og avløpsvatn inn i offentlege vasssystemer som påverkar drikkevatn eller rekreasjonsområde. Dette kan utsetja offentlegheita for skadelege mikroorganismar, som utgjer ein helserisiko for mage-tarmsjukdommar, kløe eller andre sjukdommar. Det er viktig å raskt oppdage fekal forureining (ved tilstedeværelse av enterokokkar og toksinproduserande E.coli. bakteriar), som er ein sterk indikasjon på mogleg tilstedeværelse av flere patogenar (inkludert virus, bakteriar, parasittar), og informere publikum om det er trygt å symje i bestemte område.

I Breda søkjer folk kjøling på varme sommardagar nær kommunens overflatevatn (som Dei Singel-kanalar, Waterakkers eller Belcrum Beach), som ikkje får lov til å bli offisielt badevatn på grunn av nærleik til kloakkoverløp og landbruksproduksjonsland. Breda-styresmakta er imidlertid ansvarleg for folkehelsa og har som mål å informere offentlegheita om vasskvaliteten i overflatevatn på ein påliteleg og effektiv måte.

Mikrobiologiske metodar for å vurdera vasskvaliteten har lenge vore avhengig av å samla prøver og kvantifisere mikroorganismar frå ein prøve av kultur. Gjeve den låge frekvensen av prøvetaking (1x/uke) og den lange prøvebehandlingstida, kan folk allereie ha vorte utsett for forureina vatn og vorte smitta når resultata er tilgjengelege. Alternativt kan førebyggjande begrensning av tilgangen til potensielt forureina rekreasjonsvatn medan du ventar på prøvetakingsresultater, unødvendig hindre publikum frå kjøling.

Det overordna målet med online enzymovervaking og tidleg varsling i Breda er å overvaka mikrobiologisk vasskvalitet i det opne vatnet og redusere negative helseeffektar på grunn av forverra vasskvalitet. Nærare bestemt inkluderer dette:

• Forbetre, akselerere og mogleggjere hyppigare påvising av hendingar som svekkar mikrobiologisk vasskvalitet;
• Redusere tida mellom kontaminering og respons
• Informere/varsle offentlege styresmakter og publikum om vasskvalitet og restriktive tiltak.
  
  
  
  

Byen Breda deler oppdatert informasjon om vasskvaliteten i overflatevatnet som ofte brukast av publikum til rekreasjon. Kart visualiserer trafikklysinformasjon basert på badevasskvalitetsstandardar frå badevasskvalitetsdirektivet, dvs. grøn for vasskvalitet som oppfyller standardane i offisielt badevatn[1]; oransje for vasskvalitet som oppfyller standardane i ikkje-offisielt badevatn; raud for overflatevasskvalitet under standardane, og utgjer dermed ein helserisiko. For å mogleggjere ei rask og effektiv vurdering av vasskvaliteten, brukar byen Breda eit online enzymovervåkingssystem, BACTcontrol[2]. Den mogleggjer tidleg påvising av forringing av vatnets mikrobiologiske kvalitet, slik at førebyggjande tiltak og tidlege åtvaringar kan oppretthalda vatnets mikrobiologiske kvalitet og beskytte folkehelsa.

BACTcontrol-sensoren tek kontinuerleg prøver i vatnet og analyserer dei på staden for tilstedeværelse og aktivitet av spesifikke enzymer av E.coli, koliformer, enterokokkar og bakteriar generelt, som ein indikator på tilstedeværinga av bakteriell forureining. Systemet overfører dei målte dataa online til ei dataplattform, der lokale styresmakter kan konsultera, gå gjennom og omsetje informasjonen. Viss terskelkonsentrasjonane overskridast, utvekslast varsel og endra trafikklysinformasjon med publikum via ein offentleg nettstad. Viss dei mikrobielle konsentrasjonane reduserer og oppfyller badevasskvalitetsstandardane igjen, gjev systemet høve for ei rask fjerning av åtvaringsmeldinga til publikum. Fysisk vassprøvetaking og laboratorie- eller mobilanalyse utfyller det elektroniske enzymovervåkingssystemet etter at sistnemnde har gjeve ei åtvaring for vidare undersøking og evaluering av forureininga.

[1] Sidan det ikkje er overflatevatn som får lov til å bli offisielt badevatn i byen, er det grøne lyset ikkje tildelt i Breda.

[2] Produsert av MicroLAN, Nederland

Implementeringa av vasskvalitetsovervåking og tidleg varslingssystem involverer flere interessentar, inkludert offentlege styresmakter innan vassforvalting, folkehelse og rekreasjon, lokalt (dvs. bynivå) og nasjonale regulatorar, samt forskings- og private interessentar. Den regionale vassmakta (WaterschapBrabantse Delta)i samarbeid med Aquon er ansvarleg for datainnsamling, medan byen Breda fokuserer på databehandling og avsløring. Medan BACTcontrol-teknologien vart utvikla av det private selskapet microLAN og måleplanen av det private selskapet Partners4Urbanwater, bidro engasjement av vassforvalting og offentlege helsestyresmakter i Breda[1] til vellukka utvikling og implementering av det integrerte driftssystemet.

[1] Systemet vart òg implementert og testa i andre byar, inkludert Amsterdam (Nederland)

BACTcontrol-systemet mogleggjer rask analyse (1-2 timar) og krev avgrensa manuelt arbeid, som kan utførast på prøvetakingsstaden i motsetnad til konvensjonelle mikrobiologiske metodar som krev laboratoriedyrka kulturar (24-48 timar). Dette resulterer i nesten sanntids åtvaringar i tilfelle forureining, noko som bidreg til førebygging av helserisiko.

Systemet kostar rundt 85 000 EUR på årsbasis. Dette inkluderer den årlege kostnaden for drift av BactControl-sensoren mellom mai og september (badesesong) på rundt 30 000 EUR. Den naudsynte laboratorieprøvetakinga og analysen for mikrobiologisk forureining som utfyller in situ enzymatiske målingar kostar rundt 20 000 EUR årleg. Årlege kostnadar for forvaltinga av den offentlege nettstaden med varselmelding og informasjon om vasskvalitet utgjer 10 000 EUR, medan ytterlegare 25 000 EUR må allokerast til dataanalyse, politisk oppfølging og arbeidsinstruksar.

På makronivå forhindrar snøggleiken og tilgjengelegheita til online overvåking og tidleg varsling for bakteriell forureining i offentlege farvatn betydelege sosiale og miljømessige kostnadar ved å beskytte folkehelsa mot vassborne sjukdommar. Det elektroniske overvåkingssystemet gjev offentlege styresmakter kontinuerleg innsikt i vasskvaliteten i overflatevatn, noko som gjer at dei kan utstede rettidige oppvarmingsmeldingar. Klimaendringane forventast å auke hyppigheita av hendingar som kompromitterer overflatevasskvaliteten, slik at offentlege helsestyresmakter, vassverk, kommunar og rekreasjonsforvaltarar kan forhindre betydelege sosiale og miljømessige kostnadar ved å vere førebudd på raskt å oppdage mikrobiologiske risikoar og reagere på vasskvalitetsproblemer.

Eksisterande lovgiving som det europeiske badevassdirektivet regulerer vasskvaliteten i rekreasjonsvatn. Sidan online enzymovervåking er ein teknologi i utvikling, er det for tida ikkje regulert eller påkravd under eksisterande regelverk for badevatn.

Gjennomføring av testing og validering av enzymet overvåking og tidleg varsling systemet tek flere månader.

I framtida vil det elektroniske overvåkings- og tidleg varslingssystemet halde fram med å vere svært relevant for interessentar som er involvert i vassforvalting og folkehelse. Med tanke på oppvarming og den forventa auken i flaum, vil styresmakter som er ansvarlege for å handtere overflatevasskvaliteten, i aukande grad stole på overvåkingsverktøy for å handtere mikrobiologisk forureining og tidleg varslingssystemer for å beskytte menneskes helse. Nærare bestemt er BACTcontrol-sensoren utvikla for å krevje avgrensa vedlikehald og fungere utan tilsyn i flere månader. Den tilhøyrande portalen som utstader tidleg varslingssystem for publikum krev regelmessige oppdateringar.

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