Исследователи создают систему предупреждения о токсичных водорослях в озерах

Спутники в космосе и робот под поверхностью озера Эри являются частью сети научных инструментов, призванных предотвратить попадание токсинов водорослей в источники питьевой воды в самом мелководном из Великих озер. Исследователи называют эту систему одной из самых масштабных в США для мониторинга пресных вод, и вскоре некоторые ее компоненты будут отслеживать вредоносные водоросли на сотнях озер по всей стране.

Система раннего предупреждения использует данные со спутников в реальном времени, которые в последние годы отслеживали очаги цветения водорослей, например, в озере Окичоби во Флориде и в заливе Чесапик на восточном побережье. План заключается в том, чтобы внедрить систему в течение двух лет, чтобы штаты в континентальной части США могли получать оповещения о появлении токсичных водорослей еще до того, как они будут обнаружены на поверхности, заявил Блейк Шеффер, исследователь из Агентства по охране окружающей среды США (EPA). «Не нужно ждать, пока кто-то заболеет», — сказал Шеффер, один из руководителей проекта.

Сток с ферм, переполнение канализационных систем и удобрения с газонов, попадая в озера и реки, приводят к образованию неэстетичных цветений водорослей, которые могут вызывать заболевания у людей и домашних животных и наносить вред дикой природе. Однако первые сообщения о вредных водорослях на озере часто поступают от отдыхающих, заметивших что-то странное в воде, отметил Рик Стампф из Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA). Он начал использовать спутники для мониторинга водорослей в озере Эри в 2008 году. Эта работа приобрела новую актуальность после того, как три года назад цветение у берега Толедо загрязнило питьевую воду для более чем 400 000 человек.

EPA в последние годы тестировало использование спутниковых данных для наблюдения за водорослями в озерах Калифорнии, Вермонта, Нью-Гэмпшира, Массачусетса, Коннектикута и Род-Айленда. Ранее в этом году эти данные помогли обнаружить цветение водорослей в озере Юта недалеко от Солт-Лейк-Сити еще до того, как о нем узнали местные власти. «Это именно то, чего мы пытаемся достичь», — сказал Шеффер.

Разрабатываемая система расширит охват в то время, когда многие штаты не могут позволить себе мониторинг каждого озера, которому угрожают вредоносные водоросли. Цель — использовать спутниковые данные для наблюдения за водорослями на 1800 озерах по всей стране и предоставления четырех различных типов измерений качества воды для почти 170 000 озер.

Однако спутники не могут измерить количество токсинов в воде. Здесь на помощь приходят образцы, собранные исследователями. Этот процесс также может быть дорогостоящим, поэтому ученые разработали подводную лабораторию, которая размещается на дне озера Эри, собирает воду, проверяет уровень токсинов и дистанционно отправляет результаты. Весь процесс занимает четыре часа — значительно меньше, чем день или два, необходимые для анализа образцов, взятых с лодки. «Мы называем это "лабораторией в банке"», — сказал Тим Дэвис, исследователь Великих озер из NOAA.

Первая роботизированная лаборатория была запущена этим летом, еще две находятся в стадии разработки. Хотя проект еще на ранней стадии, Дэвис считает, что он может работать и на других озерах, страдающих от водорослей. Другие исследователи тестируют на озере Эри беспилотники, чтобы выяснить, могут ли полученные с их помощью цифровые изображения быть эффективными для мониторинга цветения водорослей. На озере уже используются буи, измеряющие содержание водорослей в воде.

Руководители этих исследовательских проектов утверждают, что ключ к успеху — предоставление как можно большего объема информации. «Речь идет именно о комбинировании всех этих методов», — заключил Шеффер.