Оценка реального вреда от токсичных цианобактерий должна проводиться комплексно, а способы очистки учитывать реальную ситуацию и направленность на источник угрозы

Новый подход к контролю токсичного цветения водорослей международная группа ученых тестирует на озере Эри, четвертом в системе Великих Озер Канады и США

«Технология дистанционного зондирования позволяет получать подробные изображения размеров и плотности вредоносного цветения водорослей в западном бассейне озера Эри каждый год, но определение токсичности цветения основывается на исследованиях, которые буквально проверяют воду», пишет в своей статье Эмили Колдуэлл из Государственного университета Огайо.

Инициатива под названием «HABS Grab», осуществленная международной группой исследователей, предоставила наиболее точные на сегодняшний день оценки того, где и сколько микроцистина токсина печени может присутствовать во время сезонного цветения водорослей.

100 и 172 пробы воды, «отобранные» в однодневных поездках с разницей в год, предполагают, что в озере за один день в 2018 году было около 12 тонн микроцистинов - токсинов, вырабатываемых цианобактериями, и более 30 тонн зафиксировано в западном бассейне в один день в 2019 году.

Команда обнаружила, что концентрация токсинов колеблется на небольших расстояниях, и менее четверти всех Microcystis, наиболее распространенного рода цианобактерий в озере Эри, действительно способны вырабатывать токсины. Кроме того, результаты, предполагающие использование хлорофилла в качестве косвенного показателя наличия микроцистина, могут быть не такими надежными, как считалось ранее.

«Эти проблемы можно решить только с помощью более частого сбора данных», - сказал Джастин Чаффин, координатор исследований и старший автор научной работы из Университета Огайо.

«У нас есть хорошие данные о биомассе со спутников, поэтому мы можем видеть, где находится цветение и насколько оно плотное, но никогда не существует прямой связи между биомассой цветения и количеством токсина в воде. Чтобы измерить токсин, вы должны отправиться на лодке за образцом», пояснил он.

Результаты исследования опубликованы в журнале Harmful Algae.

Главный спонсор исследования - HABS Grab, Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA), ежегодно прогнозирует летнее вредоносное цветение водорослей в озере Эри, основываясь на данных, полученных из высококачественных спутниковых изображений.

Microcystis - основной тип цианобактерий, присутствующих в озере Эри, и представляющих опасность для здоровья человека и диких животных. Опасно высокая концентрация токсина поразила водоочистную станцию озера Эри в 2014 году, что привело к трехдневному кризису с питьевой водой в Толедо.

«Озеро Эри снабжает питьевой водой примерно 11 миллионов человек в Соединенных Штатах и Канаде - и только по этой причине, не говоря уже о рекреационных целях и экономических преимуществах озера, важно лучше справляться с токсичностью ежегодного цветения», сказал Чаффин.

«Очевидно, мы не хотим, чтобы там токсины. Следует понимать, как цветение происходит в озерах, пространственное распределение и физиологию, которая заставляет цианобактерии производить микроцистины. Мы хотели использовать подход HABS Grab для количественной оценки микроцистинов таким образом, чтобы в конечном итоге оценить их концентрацию изо дня в день или из недели в неделю», добавил он.

В 2018 году самые высокие обнаруженные концентрации микроцистина от 2 до 5 микрограммов на литр были обнаружены в воде, окружающей береговую линию Огайо и окружающих острова Басс.

Согласно стандартам Агентства по охране окружающей среды штата Огайо, очищенная питьевая вода должна содержать не более 1,6 мкг микроцистина на литр для взрослых и 0,3 мкг на литр токсина для детей. Водоочистные сооружения отслеживают наличие микроцистинов, но Чаффин сказал, что в идеальном сценарии ученые могли бы сообщать операторам, когда и в какой концентрации будут присутствовать микроцистины, до того, как цветение достигнет их поступления в воду.

Полезным оказался вывод о том, что соотношение микроцистина и хлорофилла широко варьировалось по всему западному бассейну, что указывает на то, что неправильные решения по очистке воды могут быть приняты, если полагаться исключительно на хлорофилл.

«Расположение токсинов совпадает с водными потоками, и это указывает на то, что водные потоки могут использоваться для прогнозирования того, куда эти токсины будут переноситься, а соотношение микроцистина и хлорофилла увеличивается с концентрацией азота, что предполагает влияние азота на количество токсина, которое может продуцировать клетка цианобактерии. Нам действительно нужен набор данных о токсинах с высоким пространственным разрешением, чтобы мы могли сравнить его со спутниками и в течение одного дня и увидеть, какова взаимосвязь между токсинами и биомассой цветения. Мы обнаружили, что связь между токсинами и биомассой даже в течение одного дня в озере неодинакова», отметил Чаффин.

«Для реализации правильных стратегий по защите здоровья населения и экосистем, нам нужно иметь как можно больше информации, и одна из ключевых частей информации исходит из такого рода выборки, - сказал Феликс Мартинес, руководитель программы Национальных центров прибрежных океанических исследований NOAA. - Если бы можно было разработать действительно исчерпывающий набор данных, сделав снимок в разные моменты времени в течение сезона цветения, дало бы лучшее представление о том, как прогнозировать условия для данного года».

Ученые продолжают анализировать образцы для различных целей - от характеристики микробных сообществ в воде до моделирования экосистем.

Источник - https://www.agroxxi.ru/biobezopasnost/novoe-ponimanie-ochistki-ozer-ot-toksichnogo-cvetenija-vodoroslei-predlozhili-uchenye.html