Spletni sistem spremljanja in zgodnjega opozarjanja na bakterijsko kontaminacijo v javnih površinskih vodah v mestu Breda na Nizozemskem

V zadnjih letih je več držav EU doživelo toplejša poletja kot običajno, hkrati pa so številna območja opustošile močne poletne padavine (npr. julija 2021 so povzročile poplave v Nemčiji in Belgiji, avgusta 2023 v Sloveniji ter septembra 2023 v Grčiji, Bolgariji in Turčiji). Med vročinskimi valovi se ljudje zgrinjajo v jezera, rečne obale in druge površinske vode, da se ohladijo. Pogostejše in intenzivnejše ekstremne padavine in poplave, ki jih povzročijo podnebne spremembe, lahko preplavijo kanalizacijo in infrastrukturo, kot so sistemi za pitno vodo in čiščenje odpadnih voda. Zastoji v povodjih in kanalizacijski infrastrukturi povzročajo neočiščeno vodo in odpadno vodo v javnih vodnih sistemih, ki vplivajo na pitno vodo ali rekreacijska območja. To lahko javnost izpostavi škodljivim mikroorganizmom, ki predstavljajo tveganje za zdravje zaradi bolezni prebavil, srbenja ali drugih bolezni. Bistveno je, da se hitro odkrije fekalno onesnaženje (s prisotnostjo enterokokov in bakterij E. coli, ki proizvajajo toksine), kar je močan pokazatelj možne prisotnosti več patogenov (vključno z virusi, bakterijami, paraziti) in javnost obvesti, ali je varno plavati na določenih območjih.

V Bredi ljudje iščejo hlajenje v vročih poletnih dneh blizu površinskih voda občine (kot so kanali De Singel, Waterakkers ali plaža Belcrum), ki zaradi bližine prelivanja kanalizacije in kmetijskih proizvodnih zemljišč ne smejo postati uradne kopalne vode. Vendar je organ Breda odgovoren za javno zdravje in si prizadeva za zanesljivo in učinkovito obveščanje javnosti o kakovosti vode v površinskih vodah.

Mikrobiološke metode za ocenjevanje kakovosti vode že dolgo temeljijo na zbiranju vzorcev in količinski opredelitvi mikroorganizmov iz vzorca kulture. Glede na nizko pogostost vzorčenja (1x/teden) in dolg čas obdelave vzorca so bili ljudje morda že izpostavljeni kontaminirani vodi in okuženi do takrat, ko so bili na voljo rezultati. Druga možnost je, da preventivno omejevanje dostopa do potencialno kontaminirane vode za rekreacijo med čakanjem na rezultate vzorčenja javnosti po nepotrebnem ovira hlajenje.

Splošni cilj spletnega spremljanja encimov in zgodnjega opozarjanja v Bredi je spremljati mikrobiološko kakovost vode v odprtih vodah in ublažiti negativne vplive na zdravje zaradi poslabšanja kakovosti vode. Natančneje, to vključuje:

• izboljšanje, pospeševanje in omogočanje pogostejšega odkrivanja incidentov, ki poslabšajo mikrobiološko kakovost vode;
• skrajšanje časa med kontaminacijo in odzivom;
• Obveščanje/obveščanje javnih organov in javnosti o kakovosti vode in omejevalnih ukrepih.
  
  
  
  

Mesto Breda deli najnovejše informacije o kakovosti vode svojih površinskih voda, ki jih javnost pogosto uporablja za rekreacijo. Zemljevidi prikazujejo semaforske informacije na podlagi standardov kakovosti kopalnih voda iz direktive o kakovosti kopalnih voda, tj. zelene za kakovost vode, ki izpolnjuje standarde v uradnih kopalnih vodah[1]; oranžna za kakovost vode, ki izpolnjuje standarde v neuradnih kopalnih vodah; rdeča za kakovost površinskih voda pod standardi, kar pomeni tveganje za zdravje. Za hitro in učinkovito oceno kakovosti vode mesto Breda uporablja spletni sistem za spremljanje encimov BACTcontrol[2]. Omogoča zgodnje odkrivanje poslabšanja mikrobiološke kakovosti vode, preventivne ukrepe in zgodnja opozorila za ohranjanje mikrobiološke kakovosti vode in varovanje javnega zdravja.

Senzor BACTcontrol nenehno jemlje vzorce v vodi in jih analizira na kraju samem glede prisotnosti in aktivnosti specifičnih encimov E. coli, koliformnih bakterij, enterokokov in bakterij na splošno, kot pokazatelj prisotnosti bakterijske kontaminacije. Sistem izmerjene podatke prek spleta posreduje podatkovni platformi, na kateri lahko lokalni mestni organi pregledujejo in prevajajo informacije. Če so mejne koncentracije presežene, se prek javnega spletnega mesta z javnostjo izmenjajo opozorilna obvestila in spremenjene informacije semaforja. Če se koncentracije mikrobov zmanjšajo in ponovno izpolnjujejo standarde kakovosti kopalnih voda, sistem omogoča hitro odstranitev opozorilnega sporočila javnosti. Fizično vzorčenje vode in laboratorijska ali mobilna analiza dopolnjujeta spletni sistem za spremljanje encimov, potem ko je slednji poslal opozorilno sporočilo za nadaljnje preiskave in oceno kontaminacije.

[1] Ker v mestu ni površinskih voda, ki bi lahko postale uradne kopalne vode, zelena luč v Bredi ni dodeljena.

[2] Izdelano s strani podjetja microLAN, Nizozemska

Pri izvajanju sistema spremljanja kakovosti vode in zgodnjega opozarjanja sodeluje več deležnikov, vključno z javnimi organi na področju upravljanja voda, javnega zdravja in rekreacije, lokalnimi (tj. na ravni mest) in nacionalnimi regulatorji ter deležniki iz raziskovalnega in zasebnega sektorja. Regionalni organ za vode (Waterschap Brabantse Delta) je v sodelovanju z družbo Aquon odgovoren za zbiranje podatkov, mesto Breda pa se osredotoča na obdelavo in razkritje podatkov. Medtem ko je tehnologijo BACTcontrol razvilo zasebno podjetje microLAN, načrt merjenja pa zasebno podjetje Partners4Urbanwater, je sodelovanje organov za upravljanje voda in javno zdravje v mestu Breda[1] prispevalo k uspešnemu razvoju in izvajanju celovitega operativnega sistema.

[1] Sistem je bil uveden in preizkušen tudi v drugih mestih, vključno z Amsterdamom (Nizozemska).

Sistem BACTcontrol omogoča hitro analizo (1-2 uri) in zahteva omejeno ročno delo, ki ga je mogoče opraviti na mestu vzorčenja, v nasprotju s konvencionalnimi mikrobiološkimi metodami, ki zahtevajo laboratorijsko vzgojene kulture (24-48 ur). Posledica tega so opozorila v primeru kontaminacije v skoraj realnem času, kar prispeva k preprečevanju tveganj za zdravje.

Stroški sistema znašajo približno 85 000 EUR na leto. To vključuje letne stroške delovanja senzorja BactControl med majem in septembrom (kopalna sezona) v višini približno 30 000 EUR. Zahtevano laboratorijsko vzorčenje in analiza mikrobiološke kontaminacije, ki dopolnjujeta encimske meritve in situ, staneta približno 20 000 EUR letno. Letni stroški upravljanja javnega spletnega mesta z opozorilnim sporočilom in informacijami o kakovosti vode znašajo do 10 000 EUR, dodatnih 25 000 EUR pa je treba dodeliti za analizo podatkov, spremljanje politike in navodila za delo.

Na makro ravni hitrost in dostopnost spletnega spremljanja in zgodnjega opozarjanja na bakterijsko kontaminacijo v javnih vodah preprečujeta znatne socialne in okoljske stroške z varovanjem javnega zdravja pred boleznimi, ki se prenašajo z vodo. Spletni sistem spremljanja javnim organom zagotavlja stalen vpogled v kakovost vode površinskih voda, kar jim omogoča izdajanje pravočasnih sporočil o segrevanju. Pričakuje se, da se bo zaradi podnebnih sprememb povečala pogostost incidentov, ki ogrožajo kakovost površinske vode, zato lahko organi javnega zdravstva, javne službe za oskrbo z vodo, občine in upravljavci rekreacije preprečijo znatne socialne in okoljske stroške, tako da so pripravljeni hitro odkriti mikrobiološka tveganja in se odzvati na težave s kakovostjo vode.

Obstoječa zakonodaja, kot je evropska direktiva o kopalnih vodah, ureja kakovost vode v rekreativnih vodah. Ker je spletno spremljanje encimov razvijajoča se tehnologija, ga obstoječi regulativni okviri za kopalne vode trenutno ne urejajo niti ne zahtevajo.

Zaključek testiranja in validacije sistema za spremljanje encimov in zgodnje opozarjanje traja več mesecev.

V prihodnosti bo spletni sistem spremljanja in zgodnjega opozarjanja še naprej zelo pomemben za deležnike, vključene v upravljanje voda in javno zdravje. Glede na segrevanje in predvideno povečanje poplav se bodo organi, pristojni za upravljanje kakovosti površinskih voda, pri upravljanju mikrobiološke kontaminacije vse bolj zanašali na orodja za spremljanje in sisteme zgodnjega opozarjanja za varovanje zdravja ljudi. Zelo natančno, senzor BACTcontrol je razvit tako, da zahteva omejeno vzdrževanje in deluje brez nadzora več mesecev. Povezani portal, ki izdaja sistem zgodnjega opozarjanja za javnost, je treba redno posodabljati.

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