Ціанобактерії у поверхневих водах

Abstract

Очікується, що цвітіння ціанобактерій у поверхневих водах стане частішим та сильнішим через зміну клімату та деградацію екосистем. Це нова проблема для країни, які залежать від поверхневих вод як джерел водопостачання. Природні рішення (NBS), такі як штучні водно-болотні угіддя та біофільтри, можуть бути використані для очищення від ціанотоксинів. Обидві технології розглянуто та критично оцінено для різних типів водних ресурсів. Розглянута наявна інформація про продукти (біо)трансформації (TPs) ціанотоксинів з акцентом на потенційних прогалинах в дослідженнях та надійних шляхах ферментативного розщеплення. Встановлено потребу в інформації щодо ефективності NBS у пілотних та повномасштабних проектах стосовно видалення різних ціанотоксинів. Кнстатовано проблеми впровадження технологій, запропонованих у літературі, у реальний світ. Представлено сучасний огляд трансформації ціанотоксинів, де дані про продукти розпаду були зібрані в єдиній бібліотеці з 39 метаболітів. Показано відсутність екологічно значущих досліджень з TPs у пілотних та повномасштабних системах очищення, інформації про токсичність TPs, а також обмежені знання про екологічно значущі шляхи розпаду. Обгрунтовано потенціал NBS для зменшення впливу ціанотоксинів у рекреаційних та зрошувальних водах для забезпечення зв'язку вода-енергія-їжа та запобігання деградації екосистем.

Cyanobacterial blooms in surface waters are expected to become more frequent and severe due to climate change and ecosystem degradation. This is a new problem for countries that depend on surface waters as their water supply. Natural solutions (NBS), such as constructed wetlands and biofilters, can be used to remove cyanotoxins. Both technologies are reviewed and critically evaluated for different types of water resources. The available information on the (bio)transformation products (TPs) of cyanotoxins is reviewed, with a focus on potential research gaps and reliable enzymatic degradation pathways. The need for information on the effectiveness of NBS in pilot and full-scale projects for the removal of various cyanotoxins is identified. Challenges in implementing the technologies proposed in the literature into the real world are identified. A state-of-the-art review of cyanotoxin transformation is presented, where data on the degradation products have been compiled in a single library of 39 metabolites. The lack of ecologically relevant studies on TPs in pilot and full-scale treatment systems, information on the toxicity of TPs, and limited knowledge of ecologically relevant degradation pathways are demonstrated. The potential of NBS to reduce the impact of cyanotoxins in recreational and irrigation waters is substantiated to ensure the water-energy-food nexus and prevent ecosystem degradation.