On the prediction and prevention of toxic algae blooms in a tropical setting

De Ecuadoraanse Daule Peripa-dam en de Daule-rivier, beide onderdeel van het Guayas River Basin (GRB), zijn van het grootste belang voor de lokale gemeenschappen omdat ze direct afhankelijk zijn van deze waterlichamen voor hun drinkwater, het drinkwater van het vee en voor irrigatie. Het GRB heeft echter te kampen met vervuiling en schadelijke algenbloei, veroorzaakt door een overgroei aan giftige cyanobacteriën. Naast de lokale gemeenschappen hebben deze algenbloei ook gevolgen voor de waterbedrijven, omdat de filters verstopt raken en er extra kosten gemaakt moeten worden om de giftige stoffen te verwijderen. Tot nu toe zijn de factoren die tot deze HAB (Harmful Algae Blooms) leiden slechts gedeeltelijk bekend. Er is nooit onderzocht wanneer de algenbloei daadwerkelijk begint met het produceren van giftige stoffen en wat de drijvende krachten zijn. Inzicht in dit hele proces is nodig om HABs te voorspellen en actieplannen te formuleren. Daarom zullen we bepalen welke cyanobacteriën aanwezig zijn in de GRB en welke HABs veroorzaken. We zullen de algen isoleren en determineren en DNA-extracties uitvoeren voor sequentiebepaling. Deze genetische karakterisatie is nodig om op omgevings-DNA (eDNA)-gebaseerde monitoring van waterstalen met behulp van biotechnologische technieken mogelijk te maken. HABs zullen geïnduceerd worden in het lab door specifieke parameters te veranderen. Ook de impact van klimaatverandering zal worden getest. Samen met de analyse van historische en nieuwe waterfysicochemische gegevens zullen de drijvende krachten achter HABs bepaald worden. Ook de behandelingseffecten van bv. waterhyacinten in natuurlijke omgevingen zullen gecontroleerd worden. Samen met HOGENT-studenten zullen optimale valorisatiepaden worden bepaald. Door middel van circulaire economie zal deze natuurlijke biomassa, die regelmatig geoogst moet worden, een grondstof worden. Mitigatie zal gebeuren via sociale media, workshops, een academisch evenement, een informatieve folder en de creatie van een boekje voor kinderen. Op basis van alle inzichten zullen we managementacties formuleren om HAB's te voorkomen, een betere waterkwaliteit en een betere gezondheid voor iedereen te creëren (One Health Theory).

---

On the prediction and prevention of toxic algae blooms in a tropical setting

The Ecuadorian Daule Peripa dam and the Daule River, both part of the Guayas River Basin (GRB), are of utmost importance to local communities as they are directly dependent on these water bodies for their drinking water, livestock water supply, and irrigation. However, the GRB is facing pollution and harmful algal blooms, caused by an overgrowth of toxic cyanobacteria. In addition to affecting local communities, these algal blooms also impact water companies, leading to clogged filters and additional costs for removing toxic substances. So far, the factors leading to these Harmful Algae Blooms (HABs) are only partially understood. It has never been investigated when the algal blooms actually start producing toxic substances and what the driving forces are. Understanding this entire process is necessary to predict HABs and formulate action plans. Therefore, we will determine which cyanobacteria are present in the GRB and which ones cause HABs. We will isolate and identify the algae and perform DNA extractions for sequence determination. This genetic characterization is necessary to enable environmental DNA (eDNA)-based monitoring of water samples using biotechnological techniques. HABs will be induced in the lab by changing specific parameters. The impact of climate change will also be tested. Along with the analysis of historical and new water physicochemical data, the driving forces behind HABs will be determined. The treatment effects of, for example, water hyacinths in natural environments will also be monitored. Optimal valorization paths will be determined in collaboration with HOGENT students. Through circular economy practices, this natural biomass, which needs to be regularly harvested, will become a raw material. Mitigation will occur through social media, workshops, an academic event, an informative brochure, and the creation of a children's booklet. Based on all insights, we will formulate management actions to prevent HABs, improve water quality, and promote better health for everyone (One Health Theory).

Projectcoördinator HOGENT

Christine Van der heyden

Looptijd

01/09/2023 - 31/08/2025

Financier

VLIR-UOS

Partners

Escuela Superiór Politécnica de Litoral - ESPOL