לפני כמעט שלוש שנים בדיוק, באוגוסט 2014, נאמר לתושבי טולדו, אוהיו להפסיק מיד לשתות את מי העיר שלהם. הייעוץ "אל תשתה" נמשך שלושה ימים, ושלח תושבים אל מעבר לקווי מדינה בחיפוש אחר מים בבקבוקים. כמעט חצי מיליון בני אדם נפגעו.
האשם? אצות כחולות-ירוקות בשם cyanobacteria באגם אריה, אספקת המים של העיר. כאשר התנאים צודקים, ציאנובקטריה פורחת למחצלות גדולות ועגלות. פריחות אלו יכולות לייצר רעלן המכונה מיקרוציסטין, הגורם למספר השפעות בריאותיות אצל בני אדם, החל פריחות ושלשול ועד נזק לכבד. בגלל שינויי אקלים והשפעות אנושיות כמו נגר חקלאי, הפריחות הרעילות הללו הופכות נפוצות יותר.
"הבעיה היא באמת ברחבי העולם", אומר האקולוג המימי טום ג'והנגן, מנהל חבר המכון הקואופרטיבי לחקר האגמים הגדולים באוניברסיטת מישיגן.
ג'והנגן ועמיתיו מקווים כי אגם ארי, אחד האגמים שנפגעו בצורה הקשה ביותר באמריקה, עשוי להיות בין הראשונים ליהנות מפיתרון חדש. הם עושים ניסויים בטכנולוגיה חדשה - "מעבדה רובוטית" בתחתית האגם - כדי לבדוק מים ולתת מידע ואזהרות מוקדמות על זיהום.
הטכנולוגיה מכונה מעבד דגימות סביבתי, או ESP, והיא ממוקמת על קרקעית האגם ארבעה מיילים מצריכת המים עבור אספקת המים העירונית בטולדו. נראה כמו קומפקטור אשפה תעשייתי, ESP מתואר לעיתים כ"מעבדה בפחית ". ה- ESP האוטומטי לחלוטין בודק את המים פעם או פעמיים ביום, ושולח את התוצאות באופן אלחוטי לחוקרים.
זה מהיר בהרבה מהתהליך המסורתי, הכולל חוקרים שנוסעים בסירה למקומות שונים, אוספים, מסננים ומוצאים דגימות השקייה, ואז מנתחים אותם לרעלנים. זה יכול לקחת עד יומיים. ובעוד שמפעלים לטיפול במים עוקבים אחר אספקת הרעלים שלהם, הם בודקים את המים בנקודת הצריכה. המשמעות היא שאם הם מוצאים משהו, זה כבר בעצם בתוך המפעל לטיפול במים. המעבדה בתוך קופסה יכולה לוותר על יום אזהרה על התקרבותם של רעלני אצות.
ESP של אגם ארי הוא הראשון מסוגו שמשמש במערכת מים מתוקים. יש מעבדות דומות מחוץ לחופי מיין וושינגטון, כמו גם מיקומים אחרים, המשמשים בעיקר למעקב אחר רעלים שעלולים להשפיע על רכיכה. מחקרים שנערכו מסטנפורד הראו ש- ESPs יכולים לסייע בהתראה מוקדמת לדייגים ולסירות פנאי בסביבת מי מלח, ולהודיע להם על כך שהמים והדגים שבתוכם עשויים להיות מזוהמים. אולם ככל שפריחת ציאנובקטריה מחמירה, החוקרים טוענים כי חומרי הספיגה הסופית עשויים להיות נפוצים יותר במים מתוקים.
שינויי אקלים הולכים להחמיר את הבעיה משתי סיבות, אומר ג'והנגן. הראשון הוא מים מחממים. ציאנו-בקטריות אוהבות חום ומשגשגות בטמפרטורות שמעל 68 מעלות פרנהייט. אצות אחרות מעדיפות טמפרטורות קרירות יותר, כך שכאשר המים מתחממים מספיק, ציאנובקטריה מתחילה להתעלות עליהם ולהשתלט על שטחים גדולים. הסיבה השנייה היא נגר. שינוי האקלים משנה את דפוסי מזג האוויר ומייצר סערות עזות יותר. גשמים כבדים מייצרים הרבה נגר חקלאי, ומנקזים דשנים מחוות אל אספקת המים. ציאנו-בקטריה טורפת ומשגשגת מחומרים מזינים אלה.
"השילוב של מים חמים יותר ותשומות גבוהות מנגר יכול באמת להצית את הפריחות האלה", אומר ג'והנגן.
החוקרים מקווים להשתמש בנתוני ה- ESP בשילוב עם מודלים ממוחשבים כדי להבין כיצד בדיוק פורחים הציאנובקטריה. הם מתכננים לעקוב אחר תנועת הפריחה בצורה אופקית ואנכית בתוך המים, תוך שימוש במידע על זרמים ורוח. זה חשוב מכיוון שמיקום ותנועה של פריחה יכולים לחזות כיצד זה יכול להשפיע על בני אדם. פריחת שטח עלולה להשפיע רק על בילוי במים, כלומר יש להזהיר שחיינים וסירות ים. אולם פריחה המונעת עמוק על ידי זרמים יכולה להשפיע על אספקת המים, מכיוון שמפעלי הטיפולים נוטים את מימיהם מקרוב לקרקעית. בסופו של דבר החוקרים מקווים להשתמש בנתונים כדי לסייע במניעת פריחות ככל האפשר.
"סביר להניח שחיסול בלום לעולם לא יקרה, אך אנו יכולים להפחית באופן מוחלט את גודל והשפעתן של פריחות אלה", אומר טים דייוויס, אקולוג לשעבר במעבדה לחקר הסביבה הגדולה באגמים הגדולים באגמים (NOAA).
הפרויקט, שיתוף פעולה בין המכון השיתופי לחקר האגמים הגדולים, המעבדה לחקר הסביבה של האגמים הגדולים של NOAA באן ארבור, המרכזים הלאומיים למדע האוקיאנוס החופי של NOAA והמכון לחקר האקווריומים של מונטריי ביי, מתכנן להביא שני ESPs נוספים לאגם אריה. שניים יפרסו כל הזמן, ושליש יכול להיות מסובב פנימה על פי הצורך.
ESPs אינם "כדור כסף", אומר דייוויס. החוקרים עדיין יעשו מעקב שבועי בכדי לקבל מגוון גדול יותר של מידע על המים במספר מיקומים, ולא רק במקום בו פרוס ה- ESP. אך הוא ועמיתיו מאמינים כי טכנולוגיות דומות יהפכו נפוצות יותר ככל שהן יהיו קטנות וזולות יותר. כרגע ESP שוקל כ -1, 000 פאונד ומחירו 375, 000 $.
כאלף-עשר מיליון איש חיים על שפת אגם אריה, הרדוד ביותר ולכן החם ביותר ואצות המועדים ביותר באגמים הגדולים. כולם עומדים להיות מושפעים מגידול בפריחות רעילות. כך גם התושבים בקרבת אגמים אמריקאים רבים אחרים, כולל גופי מים עצומים כמו אגם אוקכובי בפלורידה ואגם יוטה, ליד סולט לייק סיטי. קיצוץ תקציבי והרפאת תקנות סביבתיות תחת הממשל הנוכחי עשויים להעביר תוכניות לניקוי מים, ולהשאיר אגמים מועדים עוד יותר לרעלים. עם ESPs, אולי התושבים לפחות יקבלו אזהרה לפני שהרעלנים יגיעו למי השתייה שלהם.
