ほぼ3年前の2014年8月、オハイオ州トレドの住民は、すぐに水道水を飲むのをやめるように言われました。 「飲まない」勧告は3日間続き、州の境界線を越えて住民にボトル入りの水を求めて送った。 50万人近くが影響を受けました。
犯人は？ エリー湖にあるシアノバクテリアと呼ばれる青緑色の藻類、市の水道。 条件が正しければ、シアノバクテリアは大きな泥だらけのマットに咲きます。 これらのブルームは、ミクロシスチンと呼ばれる毒素を生成する可能性があり、発疹や下痢から肝臓の損傷に至るまで、ヒトに多くの健康影響を引き起こします。 気候変動と農業流出などの人間の影響により、これらの有毒な花はより一般的になりつつあります。
「問題は本当に世界中にあります」とミシガン大学の五大湖研究所の共同研究所の水生生態学者トム・ヨヘンゲンは言います。
Johengenと彼の同僚は、アメリカで最悪の影響を受けた湖の1つであるエリー湖が、新しいソリューションの恩恵を受ける最初の1つになることを望んでいます。 彼らは、水をテストし、汚染に関する情報と早期警告を提供するために、湖底の「ロボット研究室」という新しい技術を試しています。
この技術は環境サンプル処理装置（ESP）と呼ばれ、トレド市の水道の取水口から4マイルの湖の底に位置しています。 むしろ産業ゴミ圧縮機のように見えて、ESPは時々「缶の中の実験室」と言われます。 完全に自動化されたESPは、水を1日に1回または2回テストし、その結果をワイヤレスで研究者に送信します。
これは、研究者がボートでさまざまな場所に移動し、散水サンプルを収集、フィルタリング、抽出し、毒素について分析する従来のプロセスよりもはるかに高速です。 それには最大2日かかります。 また、水処理プラントは毒素の供給も監視しますが、摂取地点で水をテストします。 つまり、彼らが何かを見つけた場合、それは本質的にすでに水処理プラントの内部にあります。 ラボ・イン・ア・カンは、藻類毒素の接近について最大1日の警告を与えることができます。
エリー湖のESPは、淡水システムで使用されるこの種の最初のものです。 メイン州とワシントン州の沖には、貝類に影響を与える可能性のある毒素を監視するために主に使用される同様の研究所があります。 スタンフォードの研究では、ESPが塩水環境で漁師やレクリエーションボートに早期の警告を与え、汚染されている可能性のある水と魚を知らせることができることが示されています。 しかし、シアノバクテリアの開花が悪化するにつれて、研究者はESPが淡水でより一般的になるだろうと述べています。
気候変動は2つの理由で問題を悪化させるだろう、とヨヘンゲンは言う。 1つは温水です。 シアノバクテリアは暖かさが好きで、華氏68度以上の温度で繁栄します。 他の藻類はより低い温度を好むので、水が十分に温まると、シアノバクテリアはそれらを打ち負かし始め、広い領域を占領し始めます。 2番目の理由は流出です。 気候変動は天候パターンを変化させ、より激しい嵐を生み出します。 大雨は大量の農業流出を引き起こし、肥料を農場から給水に排出します。 シアノバクテリアはこれらの栄養素を食い尽くし、繁栄させます。
「暖かい水と流出からの大量の流入の組み合わせは、これらのブルームを実際に引き起こすことができます」とヨヘンゲンは言います。
研究者は、コンピューターモデルと組み合わせてESPデータを使用して、シアノバクテリアのブルームの動作を正確に理解したいと考えています。 彼らは、流れと風に関する情報を使用して、水域内で水平方向と垂直方向の両方でブルームの動きを追跡することを計画しています。 ブルームの場所と動きは、それが人間にどのように影響するかを予測できるため、これは重要です。 表面のブルームは水のレクリエーションにのみ影響する可能性があります。つまり、スイマーやボーターには注意が必要です。 しかし、処理プラントは一般に底部近くから水を摂取するため、流れによって深く押し出されるブルームは給水に影響する可能性があります。 最終的に、研究者はデータを使用して、可能な限りブルームを防ぐことを望んでいます。
「ブルームの撲滅は決して起こらないでしょうが、これらのブルームのサイズと影響を絶対に減らすことができます」と、以前は国立海洋大気庁（NOAA）五大湖環境研究所の生態学者であったティム・デイビスは言います。
このプロジェクトは、五大湖研究所、アナーバーにあるNOAAの五大湖環境研究所、NOAAの沿岸海洋科学センター、モントレー湾水族館研究所の2つのESPをエリー湖にもたらす計画です。 2つは常に展開され、3つ目は必要に応じてローテーションできます。
ESPは「特効薬」ではありません、とデイビスは言います。 研究者は、ESPが展開されている場所だけでなく、複数の場所の水に関するさまざまな情報を取得するために、毎週監視を続けます。 しかし、彼と彼の同僚は、同様の技術がより小さく、より安価になるにつれて、より一般的になると信じています。 現在、ESPの重量は約1, 000ポンドで、費用は375, 000ドルです。
エリー湖の湖onには約1, 100万人が住んでいます。エリー湖は最も浅く、したがって最も暖かく、藻類が繁殖しやすい五大湖です。 すべては、有毒なブルームの増加の影響を受けます。 フロリダのオキーチョビー湖やソルトレイクシティ近くのユタ湖などの巨大な水域を含む、他の多くのアメリカの湖の近くの住民も同様です。 現在の政権下での予算削減と環境規制の緩和により、水浄化計画が打ち切られる可能性があり、湖はさらに毒素になりやすくなります。 ESPを使用すると、おそらく毒物が飲料水に到達する前に住民は少なくとも警告を受け取ることができます。
