随着有毒藻类大量繁殖，全球水体的危险日益逼近，托莱多的一个密封的小型塑料储水罐可能包含了一项改变游戏规则的技术，以应对日益严重的环境问题。密封的塑料储水罐可以防止溅水、蜘蛛和鸟粪。
托莱多大学的藻类科学家正在托莱多水处理厂测试一种实时光学传感器，作为其水源监测的一部分，以在有害的藻华季节保护公众饮用水供应。
每隔15分钟，该设备就会吸一口进入工厂的伊利湖水，读取样本，并将测量数据放到网上，供研究人员和水务管理人员远程访问。
它最大的价值在于能够判断构成伊利湖有害藻华的蓝藻这种微小单细胞生物是否脆弱，是否开始破裂。如果细胞破裂，就会释放毒素。溶解的毒素对水处理厂来说更具有挑战性，因为它可以通过过滤器，必须在水离开工厂进入水龙头之前通过化学方法去除。
自7月以来，UToledo的科学家们一直在检查设备的电线和管道，以确保其正常运行。他们还在尤特莱多伊利湖中心进行实验室实验，显示该技术正以预期的方式工作。
“我们今年夏天对PhycoSens设备的工作是在美国饮用水工厂对这种在线藻类监测系统的首次测试，”托马斯·布里奇曼博士说，他是生态学教授和乌特莱多伊利湖中心主任。“如果我们在托莱多水处理厂和整个地区成功地立即检测并通知毒素释放，那么就可以在全国范围内扩大。到目前为止，它表现出了巨大的希望。”
先进监测传感器系统的测试部署是由美国陆军工程兵资助的价值140万美元的UToledo项目的一部分，该项目一年多前开始，重点是有害藻华的早期发现和管理。
自从2014年托莱多水危机导致50万居民三天没有安全的自来水以来，研究人员更加清楚地认识到，重要的不仅仅是藻华的大小和外观，还有细胞中发生的事情。
布里奇曼的设备由德国bbe Moldaenke公司制造，使用光学传感器实时测量进入水处理厂的藻类数量和种类，包括蓝藻。更重要的是，传感器可以提供蓝藻细胞破裂和泄漏其内容物(包括其中可能包含的任何毒素)到水中的警告。
布里奇曼说:“大量毒素的释放可能在几小时内发生，对水厂运营商来说，掌握这些信息是至关重要的，这样他们就可以在溶解的毒素通过水厂之前迅速调整处理水平。”“每隔几分钟就会产生数据，这使得它成为潜在快速变化的藻类状况的有用的早期预警工具。”
对研究人员来说，值得注意的是7月下旬收集到的数据，这些数据显示了藻华的高峰期和衰退期。
布里奇曼说:“到目前为止，我们还没有在水处理厂或湖进水口附近使用自动传感器检测到任何细胞破裂，这是一个好消息。”“然而，在我们的研究船上，UToledo的工作人员在整个伊利湖西部盆地的湖中采集了水样——不在进水口附近——本季度使用同一设备的手动版本检测到了细胞破裂。”
布里奇曼说，导致大量溶解毒素释放的细胞破裂事件并不是每年都在伊利湖发生。
蔡国培博士是尤特莱多伊利湖研究中心的博士后助理研究员，在该市的原水泵站塑料储水罐公司工作
在对抗有毒藻类的战斗中采用了一种改变游戏规则的技术。图片来源:托莱多大学丹尼尔·米勒
布里奇曼说:“这种情况发生在2019年，也可能发生在2014年，但今年夏天在很大程度上没有发生，至少没有发生在水处理厂取水口附近。”
托莱多水处理厂的实验室充分利用了这些数据。
托莱多水处理厂的首席化学家杰夫·马丁(Jeff Martin)说:“在原水泵站测试的实验光学传感器是一个有用的来源，可以检测湖水藻类水平的变化和严重程度。”“由于电脑问题，直到花季的一部分，我们才能够远程访问数据，但从那时起，它一直是治疗决策中受欢迎的工具。”
布里奇曼研究有害藻华已有20年。他的实验室是追踪和提供伊利湖西部盆地有害藻华早期预警的关键地点之一。
他说，虽然新的仪器可以检测蓝藻的健康状况或生理状况，但它们不能提供实际的毒素读数，这使它们成为自来水公司经理的补充武器，以有效和经济地调整处理，以保持饮用水安全。
“测量毒素仍然需要一个单独的、相当耗时的测试，”布里奇曼说。“因此，快速的光学测量将与较慢的化学毒素测量相协调，以提供进入水厂的湖水发生了什么完整的画面。”
该装置将于10月从水处理厂移出进行分析，然后他的团队将研究结果，并可能在明年夏天把它放回处理厂。
布里奇曼的设备监测测试是由美国陆军工程兵团资助的一个更大、更广泛的项目的一部分，该项目还包括乌特莱多工程学院的教员。
土木与环境工程和化学工程专业的教授徐英宇(Youngwoo Seo)博士领导了这个为期三年的项目，旨在从源头到水龙头改善水质。
UToledo正在测试的一些技术和技术是西半球水处理厂的新技术。
该项目的特点是两个不同的部分协同工作:
- 先进的莫硝化传感器和分子遗传分析可提高有害藻华的早期检测和实时监测ndition诊断能力;而且
- 受自然启发的生物处理方法加上杀藻剂来攻击蓝藻细菌并降解其产生的毒素。
土木环境工程学院姜大旭(音)教授通过分子方法开发出了强有力的检测方法，他的分析将有助于更好地了解蓝藻产生毒素基因的原因。
徐教授专注于缓解和去除毒素的治疗方法。他的实验室正在研究利用湖泊中自然产生的细菌和病毒以及国家科学基金会批准的化学处理方法对蓝藻及其毒素进行生物降解。
