Σχεδόν ακριβώς πριν από τρία χρόνια, τον Αύγουστο του 2014, οι κάτοικοι του Τολέδο του Οχάιο είχαν πει να σταματήσουν αμέσως να πιουν το νερό της πόλης τους. Η συμβουλή "Μην πίνετε" διήρκεσε τρεις ημέρες και έστειλε τους κατοίκους σε κρατικές γραμμές σε αναζήτηση εμφιαλωμένου νερού. Σχεδόν μισό εκατομμύριο άνθρωποι επηρεάστηκαν.
Ο ένοχος? Ένα μπλε-πράσινο άλγη που ονομάζεται κυανοβακτήρια στη λίμνη Erie, την παροχή νερού της πόλης. Όταν οι συνθήκες είναι σωστές, τα κυανοβακτήρια ανθίζουν σε μεγάλες λάσπες. Αυτές οι ανθοί μπορούν να παράγουν μια τοξίνη που ονομάζεται μικροκυστίνη, η οποία προκαλεί διάφορες επιπτώσεις στην υγεία στους ανθρώπους, που κυμαίνονται από εξανθήματα και διάρροια έως ηπατική βλάβη. Λόγω της αλλαγής του κλίματος και των ανθρώπινων επιπτώσεων όπως η γεωργική απορροή, αυτές οι τοξικές ανθοφορία γίνονται όλο και συχνότερες.
"Το πρόβλημα είναι πραγματικά παγκόσμιο", λέει ο υδρόβιος οικολόγος Tom Johengen, αναπληρωτής διευθυντής του Συνεργατικού Ινστιτούτου Μελέτης Μεγάλων Λιμνών στο Πανεπιστήμιο του Michigan.
Ο Johengen και οι συνεργάτες του ελπίζουν ότι η λίμνη Erie, μια από τις χειρότερες πληγείσες λίμνες στην Αμερική, μπορεί να είναι από τις πρώτες που επωφελούνται από μια νέα λύση. Έχουν πειραματιστεί με μια νέα τεχνολογία - ένα "ρομποτικό εργαστήριο" στο βάθος της λίμνης - για να δοκιμάσουν το νερό και να δώσουν πληροφορίες και έγκαιρες προειδοποιήσεις για τη ρύπανση.
Η τεχνολογία ονομάζεται επεξεργαστής περιβαλλοντικών δειγμάτων, ή ESP, και τοποθετείται στο κάτω μέρος της λίμνης σε απόσταση τεσσάρων μιλίων από την πρόσληψη νερού για το δημοτικό δίκτυο ύδρευσης Toledo. Αν κοιτάξουμε μάλλον σαν ένα βιομηχανικό συμπιεστή σκουπιδιών, το ESP περιγράφεται μερικές φορές ως ένα "εργαστήριο σε ένα κουτί". Το πλήρως αυτοματοποιημένο ESP δοκιμάζει το νερό μία ή δύο φορές την ημέρα και στέλνει τα αποτελέσματα ασύρματα στους ερευνητές.
Αυτό είναι πολύ γρηγορότερο από την παραδοσιακή διαδικασία, η οποία περιλαμβάνει ερευνητές που ταξιδεύουν με βάρκα σε διάφορες τοποθεσίες, συλλέγουν, φιλτράρουν και εκχυλίζουν δείγματα ποτίσματος, και στη συνέχεια αναλύουν τους για τοξίνες. Αυτό μπορεί να διαρκέσει έως και δύο ημέρες. Και ενώ τα εργοστάσια επεξεργασίας νερού παρακολουθούν την παροχή τους για τοξίνες επίσης, δοκιμάζουν το νερό στο σημείο της πρόσληψης. Αυτό σημαίνει ότι αν βρουν κάτι, είναι ήδη ουσιαστικά μέσα στη μονάδα επεξεργασίας νερού. Το εργαστήριο-in-a-can θα μπορούσε να δώσει μια μέρα προειδοποίησης σχετικά με την προσέγγιση των τοξινών των φυκών.
Το ESP του Lake Erie είναι το πρώτο του είδους του που χρησιμοποιείται σε ένα σύστημα γλυκού νερού. Υπάρχουν παρόμοια εργαστήρια στις ακτές του Maine και της Ουάσινγκτον, καθώς και σε άλλες τοποθεσίες που χρησιμοποιούνται κυρίως για την παρακολούθηση των τοξινών που μπορεί να επηρεάσουν τα οστρακοειδή. Έρευνες από το Στάνφορντ έδειξαν ότι οι ESP μπορούν να βοηθήσουν στην έγκαιρη προειδοποίηση των αλιέων και των σκαφών αναψυχής σε ένα περιβάλλον θαλάσσιου νερού, επιτρέποντάς τους να γνωρίζουν ότι το νερό και τα ψάρια μέσα σε αυτό μπορεί να μολυνθούν. Αλλά καθώς ανθίζουν τα κυανοβακτήρια επιδεινώνονται, οι ερευνητές λένε ότι οι ESP θα γίνουν πιο συνηθισμένοι στα γλυκά ύδατα.
Η αλλαγή του κλίματος θα επιδεινώσει το πρόβλημα για δύο λόγους, λέει ο Johengen. Το πρώτο είναι τα ζεστά νερά. Τα κυανοβακτήρια σαν ζεστασιά και ευδοκιμούν σε θερμοκρασίες άνω των 68 βαθμών Φαρενάιτ. Άλλες άλγες προτιμούν ψυχρότερες θερμοκρασίες, οπότε όταν τα νερά ζεσταίνονται αρκετά, τα κυανοβακτήρια αρχίζουν να τα εξανεμίζουν και να αναλαμβάνουν μεγάλες εκτάσεις. Ο δεύτερος λόγος είναι η απορροή. Η αλλαγή του κλίματος μεταβάλλει τα καιρικά φαινόμενα και παράγει πιο έντονες καταιγίδες. Οι έντονες βροχοπτώσεις δημιουργούν πολλές γεωργικές απορροές, αποστειρώντας λιπάσματα από τα αγροκτήματα στην παροχή νερού. Τα κυανοβακτήρια καταβροχθίζουν και αναπτύσσουν αυτά τα θρεπτικά συστατικά.
"Ο συνδυασμός των θερμότερων υδάτων και των υψηλών εισροών από την απορροή μπορεί πραγματικά να πυροδοτήσει αυτές τις ανθοφορία", λέει ο Johengen.
Οι ερευνητές ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα ESP σε συνδυασμό με μοντέλα ηλεκτρονικών υπολογιστών για να κατανοήσουν με ακρίβεια πώς συμπεριφέρονται τα κυανοβακτήρια ανθίζουν. Σχεδιάζουν να παρακολουθήσουν την κίνηση άνθισης τόσο οριζόντια όσο και κατακόρυφα μέσα στο νερό, χρησιμοποιώντας πληροφορίες σχετικά με ρεύματα και άνεμο. Αυτό είναι σημαντικό επειδή η θέση και η κίνηση μιας ανθοφορίας μπορεί να προβλέψει πώς μπορεί να επηρεάσει τον άνθρωπο. Μια ανθοφορία της επιφάνειας μπορεί να επηρεάσει μόνο την αναψυχή του ύδατος, δηλαδή οι κολυμβητές και τα σκάφη θα πρέπει να προειδοποιούνται. Αλλά μια άνθιση που κινείται βαθιά από τα ρεύματα μπορεί να επηρεάσει την παροχή ύδατος, καθώς οι μονάδες επεξεργασίας γενικώς απορροφούν το νερό τους από κοντά στον πυθμένα. Τελικά, οι ερευνητές ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα για να βοηθήσουν στην αποτροπή της ανθοφορίας όσο το δυνατόν περισσότερο.
"Η εκρίζωση του άνθους δεν είναι πιθανό να συμβεί ποτέ, αλλά μπορούμε να μειώσουμε το μέγεθος και τον αντίκτυπο αυτών των ανθών", λέει ο Tim Davis, οικολόγος του Εργαστηρίου Περιβαλλοντικών Ερευνών των Μεγάλων Λιμνών του Εθνικού Ωκεανού και της Ατμόσφαιρας (NOAA).
Το έργο, μια συνεργασία μεταξύ του Συνεργατικού Ινστιτούτου Μελέτης Μεγάλων Λιμνών, του Εργαστηρίου Περιβαλλοντικών Ερευνών των Μεγάλων Λιμνών της NOAA στο Ann Arbor, των Εθνικών Κέντρων για την Παραλιακή Θάλασσα της NOAA και του Ερευνητικού Ινστιτούτου για το Ενυδρείο του Monterey Bay, σχεδιάζει να φέρει δύο επιπλέον ESP στη λίμνη Erie. Δύο θα αναπτυχθούν συνεχώς, και ένα τρίτο θα μπορεί να περιστρέφεται σε μια βάση που χρειάζεται.
Οι ESP δεν είναι "ασημένια σφαίρα", λέει ο Davis. Οι ερευνητές θα εξακολουθούν να κάνουν εβδομαδιαία παρακολούθηση για να αποκτήσουν μεγαλύτερη ποικιλία πληροφοριών σχετικά με το νερό σε πολλαπλές τοποθεσίες, όχι μόνο όπου αναπτύσσεται το ESP. Αλλά αυτός και οι συνάδελφοί του πιστεύουν ότι παρόμοιες τεχνολογίες θα γίνουν πιο συνηθισμένες καθώς γίνονται μικρότερες και φθηνότερες. Αυτή τη στιγμή ένα ESP ζυγίζει περίπου 1.000 λίβρες και κοστίζει 375.000 δολάρια.
Περίπου έντεκα εκατομμύρια άνθρωποι ζουν στις όχθες της λίμνης Erie, το πιο ρηχό και ως εκ τούτου το πιο ζεστό και πιο αλμυρό από τις Μεγάλες Λίμνες. Όλοι υποφέρουν από την αύξηση των τοξικών ανθών. Οι κάτοικοι βρίσκονται κοντά σε πολλές άλλες αμερικανικές λίμνες, συμπεριλαμβανομένων τεράστιων σωμάτων νερού όπως η λίμνη Okeechobee στη Φλόριντα και η λίμνη Γιούτα, κοντά στο Salt Lake City. Οι περικοπές του προϋπολογισμού και η χαλάρωση των περιβαλλοντικών κανονισμών στο πλαίσιο της τρέχουσας διοίκησης μπορεί να προκαλέσουν σχέδια καθαρισμού του νερού, αφήνοντας τις λίμνες ακόμη πιο επιρρεπείς σε τοξίνες. Με τους ESP, ίσως οι κάτοικοι μπορεί τουλάχιστον να πάρουν μια προειδοποίηση πριν οι τοξίνες φθάσουν στο πόσιμο νερό τους.
