Преди почти три години, през август 2014 г., жителите на Толедо, Охайо бяха казани незабавно да спрат да пият градската си вода. Консултативният „не пий“ продължи три дни и изпрати жители в държавни линии в търсене на бутилирана вода. Засегнати са почти половин милион души.
Виновникът? Синьо-зелено водорасло, наречено цианобактерии в езерото Ери, водоснабдяването на града. Когато условията са правилни, цианобактериите цъфтят на големи рогозки. Тези цъфтежи могат да произведат токсин, наречен микроцистин, който причинява редица здравословни ефекти при хората, вариращи от обриви и диария до увреждане на черния дроб. Поради изменението на климата и човешките въздействия като оттока в селското стопанство, тези токсични цъфтежи стават все по-често срещани.
„Проблемът наистина е в световен мащаб“, казва водният еколог Том Джохенген, асоцииран директор на Кооперативния институт за изследване на големите езера в университета в Мичиган.
Джохенген и неговите колеги се надяват, че езерото Ери, едно от най-засегнатите езера в Америка, може да бъде едно от първите, които се възползват от ново решение. Те експериментират с нова технология - „роботизирана лаборатория“ на дъното на езерото - за тестване на водата и даване на информация и ранни предупреждения за замърсяване.
Технологията се нарича процесор за екологична проба, или ESP, и е разположена на дъното на езерото на четири мили от водоприемането за водоснабдяване на общината в Толедо. Приличайки по-скоро на индустриален уплътнител за боклук, ESP понякога се описва като "лаборатория в кутия". Напълно автоматизираният ESP тества водата веднъж или два пъти на ден и изпраща резултатите безжично на изследователите.
Това е много по-бързо от традиционния процес, който включва изследователи, които пътуват с лодка до различни места, събират, филтрират и извличат проби за поливане, след което ги анализират за токсини. Това може да отнеме до два дни. И докато водните пречиствателни станции също наблюдават снабдяването си с токсини, те тестват водата в точката на прием. Това означава, че ако намерят нещо, това е по същество вътре в пречиствателната станция. Лабораторията може да даде до един ден предупреждение за приближаването на токсините от водорасли.
ESP на езерото Ери е първата по рода си, използвана в сладководна система. Има подобни лаборатории край бреговете на Мейн и Вашингтон, както и други места, използвани главно за наблюдение на токсини, които могат да засегнат миди. Изследванията от Станфорд показват, че ESP могат да помогнат за ранно предупреждение на рибарите и любителите на лодките за развлечение в среда със солена вода, като им дават информация, че водата и рибите в нея могат да бъдат замърсени. Но докато цъфтежът на цианобактериите се влоши, изследователите казват, че ESP вероятно ще станат по-често срещани в сладководни.
Промяната на климата ще изостри проблема поради две причини, казва Джохенген. Първият е затоплящите се води. Цианобактериите обичат топлината и виреят при температури над 68 градуса по Фаренхайт. Други водорасли предпочитат по-студените температури, така че когато водите се затоплят достатъчно, цианобактериите започват да ги изпреварват и превземат големи площи. Втората причина е балотажът. Климатичните промени променят метеорологичните модели и създават по-интензивни бури. Проливните валежи създават много оттоци в селското стопанство, отводнявайки торове от фермите във водоснабдяването. Цианобактериите изяждат и процъфтяват тези хранителни вещества.
„Комбинацията от по-топли води и висок вход от оттока може наистина да разпали тези цветове“, казва Джохенген.
Изследователите се надяват да използват данните на ESP заедно с компютърните модели, за да разберат как точно се държи цианобактерията. Те планират да проследяват движението на цъфтежа както хоризонтално, така и вертикално във водата, като използват информация за течения и вятър. Това е важно, защото местоположението и движението на цъфтежа могат да предскажат как може да повлияе на хората. Повърхностният разцвет може да засегне само водния отдих, което означава, че плувците и лодките трябва да бъдат внимателни. Но цъфтежът, задвижван дълбоко от течения, може да повлияе на водоснабдяването, тъй като пречиствателните станции обикновено поемат водата си от близо до дъното. В крайна сметка изследователите се надяват да използват данните, за да помогнат да се предотврати възможно най-много цъфтеж.
"Изкореняването на цъфтежа вероятно никога няма да се случи, но можем абсолютно да намалим размера и въздействието на тези цъфтежи", казва Тим Дейвис, еколог, бивш от Националната лаборатория за изследвания на околната среда в Националната администрация за океан и атмосфера (NOAA) в Големите езера.
Проектът, сътрудничество между Кооперативния институт за изследване на големите езера, Лабораторията за изследване на околната среда на Големите езера на NOAA в Ан Арбър, Националните центрове за наука за крайбрежните океани на NOAA и Научноизследователския институт на аквареума в Монтерей Бей, планира да внесе още две ESP в езерото Ери. Две ще бъдат разгърнати през цялото време, а трети може да се завърта при необходимост.
ESP не са „сребърен куршум“, казва Дейвис. Изследователите все още ще правят ежеседмичен мониторинг, за да получат по-голямо разнообразие от информация за водата на множество места, а не само там, където е разположен ESP. Но той и колегите му вярват, че подобни технологии ще станат по-чести, тъй като стават все по-малки и по-евтини. В момента ESP тежи около 1000 паунда и струва 375 000 долара.
Около единадесет милиона души живеят на брега на езерото Ери, най-плиткото и поради това най-топло и податливо на водорасли на Големите езера. Всички застават да бъдат засегнати от увеличаване на токсичния цъфтеж. Така правят и жителите в близост до много други американски езера, включително огромни водни тела като езерото Окихохое във Флорида и езерото Юта, близо до Солт Лейк Сити. Намаляването на бюджета и облекчаването на екологичните норми при сегашната администрация може да затрудни плановете за почистване на водата, оставяйки езерата още по-податливи на токсини. С ESPs вероятно жителите могат поне да получат предупреждение преди токсините да пристигнат в питейната им вода.
