Sikring av badevasskvalitet etter ekstreme stormar i Barcelona, Spania

Viktige læringar

Om regionen

Figure 1: Location of Barcelona. Image Credit: Britannica

Klimatruslar

Som mange andre kystar i Middelhavet og i Europa er den katalanske kysten svært sårbar for klimaendringar på grunn av det komplekse samspelet mellom klima, rikt biologisk mangfald og høg menneskeleg aktivitet. Havnivåstiging trugar lågtliggande kystar (spesielt delta og elvemunningar) med aukande flaumrisiko og saltinntrenging, blant andre verknader. Hyppige og intense marine stormar påverkar kystverdiar og trugar lokale artar og biologisk mangfald. Vassmangel er eit kronisk problem, forverra av klimaendringar og auka turisme, med vassforsyning som er avhengig av elveoverføringar, avsaltingsanlegg og vunne tilbake vatn. Aukande variasjon i nedbør forverrar flaumflaumar — flaum forbunde med kraftig regn og som oppstår på mindre enn seks timar — og forårsaka skade, noko som er spesielt problematisk i tett folkesette område der marine flaum utgjer ein ekstra trussel.

Vurdere verknaden av overfylte kloakksystemer på vasskvalitet og folkehelse

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

Stigande globale temperaturar og hyppigare ekstreme regnhendingar vil truleg føre til hyppigare og meir intense førekomstar av kombinert avløpsvatn, noko som krev forbetra overvåkings- og styringsstrategiar.

Føreseie helserisiko ved overløp av kloakk med sanntidsdata

For å estimere helserisikoen for badegjester utsett for forureina sjøvatn, utvikla IMPETUS-prosjektgruppa ein kvantitativ mikrobiologisk risikovurderingsmodell og testa den på ei urban strand i Barcelona. Ved å kombinere sanntids miljødata, til dømes vêr, sjøforhold og kloakkoverløpshendingar, føreseier modellen når og der vasskvaliteten utgjer ein helserisiko.

Den simulerer korleis patogenar spreier seg frå utsleppspunktet og estimerer konsentrasjonar i nærliggande badesoner. Modellen vurderer òg korleis miljøfaktorar som straum, sollys og temperatur påverkar patogen overleving.

Dette verktøyet støttar meir informerte, rettidige beslutningar for å beskytte folkehelsa etter kloakkoverløp og kan overførast til andre urbane kystområde som står overfor liknande utfordringar.

Den kvantitative mikrobiologiske risikovurderingsmodellen representerer ein verdifull tilnærming for proaktiv vasskvalitetsstyring og etablering av systemar for tidleg varsling. Den føreseier den mikrobiologiske risikoen for badegjestar i ulike situasjonar med kombinert avløpsvatn og identifiserer områda som utgjer den største risikoen.

Mireia Mesas Suárez, Eurecat (IMPETUS prosjektpartnar)

Figur 3 viser korleis den kvantitative mikrobiologiske risikovurderingsmodellen arbeider for å estimere infeksjonsrisikoen ved mikroorganismeeksponering i avløpsvatn.

Først samlar den inn data om vêr, sjøvatn og kloakkoverløp. Deretter beregner den korleis patogenar spreier seg og kor sannsynleg dei er å forårsaka infeksjonar. Figuren skil mellom trinna som inngår i berekningsmodulen (i grønt), inngangsdataa som trengst (i blått) og dei forskjellige forbetringane som er innlemma i modellen når det gjeld ein førebels kvantitativ mikrobiologisk risikovurderingsmodell utvikla i tidlegare prosjekter (utheva i raudt).

Dette forklarar korleis forureininga bevegar seg frå utsleppspunktet til det omkringliggande badevatnet.

Modellen inkorporerer òg nedbrytningsprosessar, som påverkast av miljøfaktorar som temperatur, solstråling og salthaldigheit. Desse parametrane kan i betydeleg grad påverke patogen overleving og forfall prisar.

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

Etter at kloakkutsleppet stoppar, reduserast patogenmengda i vatnet som strøymer gjennom utløpskanalen raskt.

Dette viser at forureininga i kanalen ikkje varer lenge, når overløpshendinga er avslutta, noko som er viktig for å estimere kor lenge badeområdet kan halde fram med å vere usikkert.

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.

For betre å førebu seg på framtidige ekstreme vêrforhold som påverkar badevasskvaliteten, utforska simuleringar med ein transport- og risikomodell scenari basert på havstraumar, vindforhold og kombinerte kloakkutslepp. For kvart scenario føresåg modellen patogenrørsle og spreiing, estimerer symjerisiko og indikerer kor lenge ei strand kan halde fram med å vere usikker etter kraftig nedbør. Denne tilnærminga støttar beslutningstaking og planlegging som klimaendringar aukar hyppigheita av slike hendingar.

Ein gong i sjøen byrjar nokre patogenar å miste styrke eller døy på grunn av naturlege prosessar; Til dømes bidreg sollys til å øydeleggja mange av dei. Varme temperaturar og salt i sjøvatn påverkar òg overlevingstida til desse bakteriane. Derfor varierer patogen uthald sesongmessig, og viser at nedbrytningssnøggleiken er høgare om sommaren på grunn av auka sollyseksponering, som støttar patogennedbrytning. Måten havet bevegar seg, spesielt snøggleiken og retninga av straumar, har stor innverknad på korleis patogenar spreier seg. I løpet av våren og hausten er vassstraumane generelt sterkare og meir dynamiske, noko som bidreg til å bera bort og fortynna forureiningar raskare. Som eit resultat forsvinn infeksjonsrisikoen vanlegvis raskare i desse årstidene.

Bruk av bakterieindikatorar for å forbetre risikovurderingen

For betre å estimere helserisiko frå forureina vatn, forbetra prosjektgruppa samanhengen mellom ofte overvaka bakteriar (brukt som indikatorar på forureining) og faktiske sjukdomsframkallande patogenar. Ved å forbetra denne forståinga kan risikovurderingsmodellen meir nøyaktig gjenspeile tilhøva i den verkelege verd for baders helse.

Prøvetakingskampanjene i case-studieområdet støtta sanntidsovervåking av vanleg overvaka bakteriar som indikatorar, spesielt under kloakkoverløp. Desse dataa bidro til å skape meir realistiske kart, som viser kor helserisikoen er høgast, noko som igjen støttar raskare og meir effektive beslutningar om vasskvalitet og offentleg sikkerheit, inkludert tidlege åtvaringar og målretta tiltak.

Økonomiske bidrag, utfordringar og utsikter

Det utvikla tidlege varslingssystemet, basert på ein kvantitativ mikrobiologisk risikovurderingsmodell, bidreg til å redusere helserisiko og forhindre unødvendig strandstenging ved å identifisere når og der forureining utgjer ein trussel. Dette unngår altfor forsiktige beslutningar og støttar omdømet og økonomien til kystområde som er avhengige av turisme. Ved å gjere det, er løysinga til fordel for både folkehelsa og lokale bedrifter.

Til trass for gjenverande utfordringar, til dømes avgrensa tilgang til detaljerte data og variasjonar i lokale forskrifter, kan denne typen verktøy spele ei nøkkelrolle i utviklinga av tidlege varslingssystemer for badevasstryggleik. Det gjer det mogleg for styresmaktene å handle før ein situasjon vert kritisk, og beskyttar både folkehelsa og miljøet.

Når vi ser framover, kan integrering av kunstig intelligens (til dømes maskinlæring) forbetra systemet ved å læra av tidlegare hendingar for betre å føreseie infeksjonsrisiko i framtidige situasjonar, spesielt nyttig for kystbyar som tek sikte på å førebu seg på ekstreme vêrforhold.

Samandrag

Ytterlegare informasjon

Kontaktinformasjon