Téměř přesně před třemi lety, v srpnu 2014, obyvatelům Toleda v Ohiu bylo řečeno, aby okamžitě přestali pít vodu z města. Poradenství „nepít“ trvalo tři dny a posílalo obyvatele napříč státními liniemi k hledání balené vody. Postiženo bylo téměř půl milionu lidí.
Viník? Modrozelené řasy zvané cyanobakterie v jezeře Erie, městské zásobování vodou. Když jsou podmínky správné, cyanobakterie kvetou na velké, kalné rohože. Tyto květy mohou produkovat toxin zvaný mikrocystin, který způsobuje řadu zdravotních účinků na člověka, od vyrážek a průjmů až po poškození jater. V důsledku změny klimatu a dopadů na člověka, jako je zemědělský odtok, se tyto toxické květy stávají běžnějšími.
„Tento problém je opravdu celosvětový, “ říká vodní ekolog Tom Johengen, zástupce ředitele Kooperačního institutu pro výzkum velkých jezer na Michiganské univerzitě.
Johengen a jeho kolegové doufají, že Lake Erie, jedno z nejhůře postižených jezer v Americe, může být jedním z prvních, kdo těží z nového řešení. Experimentují s novou technologií - „robotickou laboratoří“ na dně jezera - testují vodu a poskytují informace a včasná varování o znečištění.
Tato technologie se nazývá environmentální vzorkovací procesor, neboli ESP, a je umístěna na dně jezera čtyři míle od přívodu vody pro obecní zásobování vodou Toledo. Vypadá to jako průmyslový kompaktor skládek, ESP je někdy popisován jako „laboratoř v plechovce“. Plně automatický ESP testuje vodu jednou nebo dvakrát denně a výsledky odesílá bezdrátově vědcům.
Je to mnohem rychlejší než tradiční postup, který zahrnuje výzkumné pracovníky, kteří cestují lodí na různá místa, shromažďují, filtrují a extrahují zalévací vzorky a poté je analyzují na toxiny. To může trvat až dva dny. A zatímco úpravny vody monitorují také dodávku toxinů, testují vodu v místě příjmu. To znamená, že pokud něco najdou, je to již v podstatě uvnitř úpravny vody. Lab-in-a-can může dát až den varování před blížícím se toxiny řas.
Lake Erie's ESP je první svého druhu, který se používá v sladkovodním systému. Existují podobné laboratoře u pobřeží Maine a Washingtonu i dalších lokalit, které se používají hlavně ke sledování toxinů, které by mohly ovlivnit měkkýše. Výzkum ze Stanfordu ukázal, že ESP mohou pomoci včasně varovat rybáře a rekreační jachtaře v prostředí se slanou vodou a dát jim vědět, že voda a ryby v ní mohou být kontaminovány. Ale jak se květy cyanobakterií zhoršují, vědci říkají, že ESP se ve sladké vodě pravděpodobně stanou běžnějšími.
Změna klimatu tento problém ještě prohloubí ze dvou důvodů, říká Johengen. První je oteplovací voda. Cyanobakterie jako teplo a prosperují při teplotách vyšších než 68 stupňů Fahrenheita. Jiné řasy dávají přednost chladnějším teplotám, takže když se voda dostatečně zahřeje, cyanobakterie je začnou překonávat a přebírat velké plochy. Druhým důvodem je odtok. Změna klimatu mění počasí a vytváří intenzivnější bouře. Silné srážky způsobují velké množství zemědělského odtoku a vypouštějí hnojiva z farem do vodovodu. Cyanobacteria tyto živiny pohlcují a prospívají.
"Kombinace teplejších vod a vysokých vstupů z odtoku může tyto květy opravdu vyvolat, " říká Johengen.
Vědci doufají, že pomocí dat ESP ve spojení s počítačovými modely pochopí, jak přesně se chová cyanobakterie. Plánují sledovat pohyb květů horizontálně i vertikálně ve vodě pomocí informací o proudech a větru. To je důležité, protože umístění a pohyb květu může předpovídat, jak by to mohlo ovlivnit člověka. Povrchový květ může ovlivnit pouze vodní rekreaci, takže plavci a jachtaři by měli být opatrní. Přívod vody však může mít vliv na květ, který je poháněn hlubokými proudy, protože čistírny obecně přijímají vodu téměř od dna. Vědci nakonec doufají, že data použijí, aby se co nejvíce předešlo rozkvětu.
„K eradikaci květů se pravděpodobně nikdy nestane, ale můžeme absolutně snížit velikost a dopad těchto květů, “ říká Tim Davis, ekolog dříve z NOAA (Great Oceans and Atmospheric Administration), laboratoř Great Lakes Environmental Research Laboratory.
Projekt, spolupráce mezi Družstevním institutem pro výzkum velkých jezer, NOAA, Laboratoř pro výzkum životního prostředí velkých jezer v Ann Arbor, NOAA, Národní střediska pro výzkum v pobřežním oceánu a Monterey Bay Aquarium Research Institute, plánuje přivést do Lake Erie další dva ESP. Dva budou rozmístěny po celou dobu a třetí lze podle potřeby střídat.
ESP nejsou „stříbrná střela“, říká Davis. Vědci budou stále provádět týdenní monitorování, aby získali více informací o vodě na více místech, nejen tam, kde je nasazen ESP. Ale on a jeho kolegové věří, že podobné technologie budou běžnější, protože budou menší a levnější. Právě teď váží ESP asi 1 000 liber a stojí 375 000 $.
Na březích jezera Erie, nejhlubšího a proto nejteplejšího a nejvíce náchylného k řasám Velkých jezer, žije asi jedenáct milionů lidí. Všichni jsou ovlivňováni zvyšováním toxických květů. Stejně tak obyvatelé poblíž mnoha jiných amerických jezer, včetně obrovských vodních ploch, jako je Lake Okeechobee na Floridě a Utah Lake, poblíž Salt Lake City. Rozpočtové škrty a uvolnění environmentálních předpisů za současné správy mohou omezit plány na čištění vody, což ponechává jezera ještě více náchylná k toxinům. U ESP mohou obyvatelé dostat varování alespoň před tím, než toxiny dorazí do pitné vody.
