Tikrai ne kartą esame girdėję frazę „žydintis vanduo“ ir matę ryškiai žalia spalva nusidažiusį ežerą. Tuomet dažnam kyla klausimas: kas sukelia šį reiškinį ir ar tokiame vandenyje maudytis pavojinga?
Vilniaus universiteto (VU) Chemijos ir geomokslų fakulteto Hidrologijos ir klimatologijos katedros doktorantė ir studijų programos „Meteorologija ir hidrologija“ dėstytoja Dalia Grendaitė kartu su kolega iš Matematikos ir informatikos fakulteto Informatikos instituto dr. Linu Petkevičiumi vykdo VU mokslo skatinimo fondo jaunųjų mokslininkų projektą „Automatinis vandens „žydėjimo“ nustatymas iš palydovinių duomenų“. Mokslininkai siekia sukurti dirbtinio intelekto algoritmus, leidžiančius nustatyti vandens „žydėjimą“ iš „Copernicus“ programos palydovinių duomenų ir šiuos duomenis naudoti ne tik moksliniams tyrimams, bet ir pateikti visuomenei.
Vandens „žydėjimui“ reikalingos ir tinkamos oro sąlygos, ir maistinės medžiagos
Vandens „žydėjimą“ sukelia palankios meteorologinės sąlygos: šiluma ir šviesa, nes dumbliai yra fotosintetinantys organizmai. Dumbliams reikalingos atitinkamos maistinės medžiagos, tad stipriausias „žydėjimas“ pastebimas vandens telkiniuose, kuriuose gausu fosforo ir azoto.
„Fosforo ir azoto kiekiai telkinyje gali priklausyti nuo vandens telkinio baseino erozijos, kai šių medžiagų dalelės atiteka intakais. Medžiagų kiekiai taip pat padidėja dėl žmogaus veiklos: fosforas ir azotas nuplaunamas iš tręšiamų laukų ar patenka į vandens telkinius su nevisiškai išvalytomis buitinėmis nuotekomis“, − teigia mokslininkė.
Vandens „žydėjimą“ pastebime ir Baltijos jūroje, kur jį sukelia tiek melsvabakterės, tiek makrodumbliai. Šis reiškinys matomas ir upėse, kurių vandens greitis nedidelis. Upėse vandens „žydėjimą“ dažniau sukelia ne mikrodumbliai, o makrodumbliai – daugialąsčiai organizmai, formuojantys santalkas.
„Šie dumbliai primena žalius kilimus ir yra aiškiai matomi. Kolegos iš Gamtos tyrimų centro surenka šią dumblių biomasę ir ieško sričių, kur būtų galima ją panaudoti, nes šiuose organizmuose gausu naudingų medžiagų“, − pasakoja D. Grendaitė.
„Žydinčiame“ vandenyje maudytis nepatartina
Matant žalią ežero vandenį, kyla klausimas: ar tokiame telkinyje yra pavojinga maudytis? D. Grendaitės teigimu, jeigu dumblių koncentracija nedidelė, mes „žydėjimo“ net nepastebėsime, tuomet ir maudytis rizikos nėra. Bet intensyvų vandens „žydėjimą“ dažniausiai sukeliančios melsvabakterės gali būti toksiškos ir sukelti alergiją.
„Dėl dumbliuose esančių toksinų gali atsirasti bėrimų, o neurotoksinai sukelia dilgčiojimą pirštuose. Kita toksinų grupė gali paveikti virškinimo sistemą ir žmogus jaučia apsinuodijo simptomus. Taip pat svarbu, kad šios nuodingos medžiagos gali kauptis kepenyse ir sukelti lėtines ligas. Tad jeigu maudantis gurkštelime „žydinčio“ vandens, ši rizika padidėja“, − pasakoja mokslininkė.
Toksinai vandenyje gali išlikti iki poros mėnesių ir kauptis žuvyse bei kituose vandens gyvūnuose. Esant stipriam vandens „žydėjimui“, labai sumažėja vandens skaidrumas, ima trūkti šviesos ir kyla pavojus vandens augalijai ir gyvūnijai.
„Dumblių biomasė auga esant palankioms sąlygoms, bet pritrūkus maistinių medžiagų ar pasikeitus orams ši masė pradeda irti. Irimui sunaudojamas deguonis, o jo trūkumas gali būti pražūtingas žuvims. Tuo metu toksinai „atsipalaiduoja“ iš dumblių ląstelių ir patenka į vandenį. Nors tuo metu vandens spalva nėra tokia intensyviai žalia, maudytis gali būti dar pavojingiau, nes toksinai jau yra pačiame vandenyje, o ne tik biomasėje. Tuo metu jaučiame ir nemalonų kvapą dėl organikos irimo“, − paaiškina mokslininkė.
Kuriamas dirbtiniu intelektu paremtas modelis
Projekte „Automatinis vandens „žydėjimo“ nustatymas iš palydovinių duomenų“ D. Grendaitė kartu su kolega dr. L. Petkevičiumi siekia sukurti algoritmus vandens „žydėjimui“ nustatyti iš palydovinių duomenų ir nustatyti vandens parametrus, pirmiausia chlorofilo koncentraciją.
„Dažnai siekiama įvertinti pagrindinio dumblių pigmento – chlorofilo − koncentraciją. Kadangi šį pigmentą turi visi dumbliai ir jis yra geras biomasės indikatorius, chlorofilo kiekis parodo vandens telkinio ekologinę būklę: kuo daugiau yra chlorofilo, tuo vandens būklė yra prastesnė. Projektui surinkome palydovinius „Copernicus“ programos „Sentinel-2“ palydovų duomenis ir aplinkos apsaugos agentūrų duomenis. Juos gavome iš Lietuvos, Latvijos ir Estijos agentūrų. Projekte kuriame modelį, kuris galės nustatyti, ar vienu ar kitu metu vanduo telkinyje žydi, ar ne“, − pasakoja D. Grendaitė.
Mokslininkė sako, kad projekto idėja kilo siekiant turėti daugiau informacijos apie vandens telkinių „žydėjimą“, nes nors Aplinkos apsaugos agentūros atliekami stebėjimai yra tikslūs, bet reti ir atliekami tik keturis (kai kuriuose telkiniuose šešis) kartus per šiltąjį sezoną.
„Iš dabar pateikiamų duomenų yra sunkoka nustatyti, kada vandens „žydėjimas“ prasideda ir kokia yra jo trukmė. Visuomenei taip pat būtų naudinga gauti daugiau informacijos apie vandens „žydėjimą“ tam, kad būtų išvengta alerginių reakcijų ir kito neigiamo poveikio sveikatai“, − aiškina mokslininkė.
Projekto rezultatai bus naudingi ir visuomenei
Mokslininkų kuriamas modelis bus paremtas dirbtiniais neuroniniais tinklais, siekiant apdoroti didesnį duomenų kiekį ir išgauti iš jų prasmingą informaciją. Modelį pirmiausia planuojama pritaikyti į valstybinio monitoringo programą įtrauktiems ežerams ir su juo supažindinti mokslinę bendruomenę.
„Šie duomenys bus labai vertingi Aplinkos apsaugos agentūrai, atliekančiai stebėjimus vandens telkiniuose, bei Sveikatos mokymo ir ligų prevencijos centrui, stebinčiam maudyklų vandens kokybę. Tikimės, kad mūsų modelis ne tik palengvins informacijos rinkimo procesą, bet ir prisidės prie vandens telkinių kokybės gerinimo“, − pasakoja mokslininkė.
D. Grendaitės teigimu, vanduo paprastai intensyviausiai žydi liepos, rugpjūčio ir kartais rugsėjo mėnesį. Tad tuo metu būtų itin vertinga pateikti „Copernicus“ programos „Sentinel-2“ palydovų duomenis visuomenei.
„Copernicus“ programos palydovai Lietuvos teritoriją fotografuoja kas 2−3 dienas, tad vandens „žydėjimo“ pokyčius tikrai galime fiksuoti. Mūsų siekis būtų ateityje sukurti programėlę ar tinklalapį, kuriame pateiktume palydovų duomenis iškart jiems praskridus virš Lietuvos. Manome, kad toks įrankis pagelbėtų gyventojams planuojant vasarą savo keliones prie vandens telkinių“, − teigia mokslininkė.
Komentarų nėra. Būk pirmas!