Klimatické problémy zdrojů pitné vody v České republice

Podzemní voda je nedílnou součástí hydrosféry a hydrologického cyklu ve zdravé krajině, která je schopna lépe odolávat hydrologickým extrémům, jako jsou povodně nebo dlouhodobé sucho. Hlavním zdrojem podzemní vody jsou srážky. V urbanizovaných oblastech je řada překážek pro infiltraci srážek - městská a průmyslová zástavba a také zvětšující se plochy s nepropustným povrchem.

Vývoj metodických přístupů k bilancování podzemních vod

Předkládaný článek se komplexně věnuje vývoji metodických přístupů k bilancování podzemních vod v Československu a Česku od šedesátých let 20. století do současnosti. Popisuje transformaci vodohospodářské bilance od původního konceptu statického hodnocení tzv. „využitelných zásob“ podzemních vod ke komplexnímu, dynamickému přístupu založenému na pravidelném porovnávání reálných odběrů vody a přírodních zdrojů v časových řezech, s důrazem na měsíční krok hodnocení a kvantilové charakteristiky základního odtoku. Analýza vychází z platné legislativy, především z ustanovení vodního zákona č. 254/2001 Sb., a souvisejících prováděcích vyhlášek a metodického pokynu.

Vliv odběrů podzemní vody a sucha

Článek upozorňuje na vztah mezi odběry podzemní vody a vysycháním významných vodních toků v obdobích sucha. Přináší souhrn nejvíce zasažených významných vodních toků v České republice (ČR). Velké soustředěné odběry podzemních vod mají značný dopad na menší a střední vodní toky. Filtrem pro výběr nejvýznamnějších vlivů odběrů na průtoky byl podíl odebíraného množství vody a 355denního průtoku odvozeného z období 1931-1960. Vybrány byly vodní toky, u kterých tento podíl přesahoval 30 %.

U poloviny takto vybraných případů byl zjištěn vztah, kdy 355denní průtok z období 1931-1960 ponížený o odebírané množství vody je přibližně roven 355dennímu průtoku z období 1991-2020. Případy, kdy zmíněný vztah neplatí, lze zdůvodnit změnami odebíraného množství a snížením hladin podzemních vod i průtoků v širším okolí způsobeným jímáním a využíváním statických zásob podzemních vod. Vliv klimatické změny se u základního odtoku ve studovaných případech pravděpodobně neprojevil. Z naší analýzy vzešlo 13 případů výrazného ovlivnění průtoků významných vodních toků způsobeného odběry podzemních vod. Zhruba v polovině těchto případů existuje jiný zdroj vody, který by měl být využit, pokud je průtok dotčeného vodního toku na minimu.

Staré podzemní vody a řízená dotace

Článek přibližuje projekt Technologické agentury ČR, který se zabývá problematikou starých podzemních vod v hydrogeologických rajonech 4410 a 4522. Staré podzemní vody, jež mají zanedbatelné koncentrace tritia, se dají považovat za strategický zdroj, protože jsou méně náchylné k současné kontaminaci. Za účelem kvantifikace využitelného množství těchto vod je pravidelně měřena vydatnost pramenů s nízkou koncentrací tritia.

Čtěte také: Klimatické podmínky

Sucho ovlivňující stav podzemní vody je doposud většinou chápáno jako pod­množina sucha hydrologického. Dopad hydrologického sucha se u podzemní vody projevuje se zpožděním a závisí na jeho délce.

Mapa zranitelnosti zdrojů podzemní vody k suchu

V rámci projektu TA ČR „Řízená dotace podzemních vod jako nástroj k omezení dopadů sucha v ČR“ byla sestavena Mapa zranitelnosti kvantity přírodních zdrojů podzemní vody k suchu. Interaktivní mapa je vytvořena na zá-kladě použití srážkového normálu a regresních vztahů mezi srážkami a celkovým a základním odtokem s použitím indexu BFI a poměru BFI v nejsušším roce za dekádu 2010-2019 k dlouhodobému BFI (index M). Tento přístup zaručuje jednotné zpracování pro celou Českou republiku v měřítku 1 : 50 000 a objektivní porovnání zranitelnosti přírodních zdrojů podzemní vody k suchu v rámci celé republiky. Dále vychází z evidovaných odběrů podzemní vody a v případě obcí s individuálním zásobováním je odběr vypočítán z počtu obyvatel a celostátní průměrné spotřeby pitné vody na obyvatele. Mapa je sestavena na bilanci přírodních zdrojů a odběrů podzemní vody. Obsahuje šest kategorií a ukazuje, které regiony a oblasti budou mít problém s dostatkem zdrojů podzemní vody v období dlouhodobého sucha.

Výzkumné území Ústecká synklinála

Výzkumné území hydrogeologického rajonu 4232 Ústecká synklinála v povodí Svitavy představuje významnou oblast zdrojů podzemních pitných vod. Zdejší zdroje patří k nejkvalitnějším a nejvydatnějším zdrojům v rámci celé České republiky (ČR). Vývoj využití území je zde úzce spojen s rozvojem sídel a průmyslu (textilního), který svým významem dalece přesahoval hranice regionu. Postupný rozvoj vytvářel tlak na přírodní zdroje, a to zejména na vodu, kdy se zvyšovaly nároky na množství užitkové i pitné vody, ovlivněna však byla také jakost vod průmyslovým i zemědělským znečištěním. I přes viditelný úbytek obyvatel v posledních 20 až 30 letech lze pozorovat rozšiřování sídel, zejména díky nové vý-stavbě na zemědělské půdě, což je do určité míry kompenzováno rozšiřováním trvalých travních porostů a lesů.

Náklady na výrobu pitné vody

Článek shrnuje poznatky získané v rámci statistické analýzy nákladů na výrobu pitné vody v České republice (dále ČR) v roce 2018. Pochopení faktorů, které ovlivňují náklady na výrobu pitné vody, je důležité pro volbu nákladově efektivního systému veřejného zásobování pitnou vodou. Předkládáme první studii analyzující faktory ovlivňující náklady na výrobu pitné vody v ČR. Testovali jsme následující činitele, zda mají vliv na výrobní náklady pitné vody: množství vyrobené pitné vody, druh surové vody (povrchová vs. podzemní), spotřeba elektrické energie a technologie a chemické látky použité při úpravě vody. Výsledky ukazují, že výroba pitné vody z podzemní vody je levnější než z povrchové vody. Zároveň některé technologie úpravy vody a použití určitých chemických látek zvyšují výrobní náklady. Největší dopad má použití chlornanu sodného, chloru a odstraňování manganu.

Kvalita povrchových a podzemních vod

Kvalita povrchové vody se od 90. let změnila výrazně k lepšímu. Většina měrných profilů vykázala pokles z páté a čtvrté třídy na třetí až druhou. Třeba koupat se v českých řekách můžeme téměř kdekoliv bez obav. Vodní toky pod průmyslovými centry jako třeba řeka Bílina nebo Olše na Ostravsku díky intenzifikaci čištění průmyslových odpadních vod jsou dnes z pohledu úniku chemických látek téměř bezproblémové. Největším problémem tak zůstává komunální znečištění na malých tocích s nízkou ředicí schopností. Další problémy kromě klimatické změny, která snižuje ředicí schopnost toků, přináší i extrémní počasí. Přívalové vody jsou kvůli ochraně čistíren častěji odlehčovány do vodotečí, kam přinášejí organické znečištění a pevné látky. Přibývají i takzvané mikropolutanty - zbytky hormonů, farmak či perzistentních látek, se kterými si neporadí ani moderní čistírny. Řešením bude nově zaváděné kvartérní čištění, na něž tlačí Evropská komise.

Čtěte také: Změny v jet streamu v důsledku klimatu

U řek je tomu vypouštění z čistíren odpadních vod, extremita počasí, tedy nízké průtoky s malou ředicí schopností nebo intenzivní srážky, kdy jsou přeplněné kanalizace odlehčovány do vodních toků. U studní musíme počítat s bakteriálním znečištěním ze starších kanalizací, případně polohy blízko hnojišť, zemědělské půdy, zemědělských podniků, dále s přítomností zvýšených dusičnanů, někdy i zákalu nebo přítomností kovů, hlavně železa a manganu, které ovlivňují chuť vody. Někde lze zjistit přítomnost radonu. Obce to řeší třeba instalací aerátorů, které radioaktivní plyn z vody vyváží. Dával bych si pozor u studní, kde velmi kolísá hladina podzemní vody v průběhu roku nebo přechodně vyschly a preferenční cesty přítoku podzemní vody do nich se následně mohly změnit.

Opatření pro zlepšení kvality vody

Předně intenzifikace ČOV u nejmenších obcí do 2000 obyvatel, případně vybudování kanalizace napojené na funkční čistírnu, což je problém zejména ekonomický. Dále vybudování nádrží pro záchyt odlehčené vody na kanalizacích po intenzivních srážkách tak, aby neskončila v toku a v bezesrážkovém období byla následně přečerpána do již uvolněné kapacity čistírny. Blízkou budoucností je instalace kvartérního stupně čištění, zatím na velkých čistírnách, řešícího mikropolutanty.

České domácnosti se výpadků v dodávkách pitné vody, pokud jsou napojeny na kapacitní skupinové vodovody, nemusí obávat, a to ani do budoucna. Zdroje vody jsou pro vodovodní soustavy dostatečně zabezpečeny a do budoucna je v plánu je nadále posilovat, například budováním účelových nádrží na hájených lokalitách pro akumulaci povrchových vod. Problémy ale mohou nastat u jistých sektorů hospodářství se zásobením užitkovou vodou, například vodou chladicí pro tepelné elektrárny nebo některé na vodu náročné provozy. Je proto potřeba s dostatečným předstihem zvyšovat zásoby vody v povodí, protože jediným podstatným zdrojem pro zásobování vodou jsou srážky. Jako optimální se jeví budování menších až středních nádrží na LAPV (území chráněné pro akumulaci povrchových vod - pozn. red.) v místech s dlouhodobě pasivní vodní bilancí, doplněné o změny v krajině a způsobu hospodaření na zemědělské a lesní půdě, vedoucí ke zpomalení odtoku vody a snížení eroze. Dále platí obecné pravidlo, že dává smysl napojit se na centrální zásobování vodou tam, kde je doposud využíván nějaký lokální zdroj podzemní vody.

Sledování kvality a stavu vod

Jakým způsobem dnes VÚV sleduje kvalitu a stav povrchových a podzemních vod? Kvalitu povrchových vod sledují podniky Povodí pro ČHMÚ v rámci měsíčního monitoringu na vybraných profilech říční sítě, což jsou desítky míst v Česku. Z měsíčních a ročních dat se dají vysledovat trendy, o kterých už jsem mluvil. Kvalita podzemních vod se sleduje mnohem méně, zejména tam, kde se surová podzemní voda odebírá pro úpravu na vodu pitnou. Nejpokročilejším systémem je sledovat kvalitu vody v řece v rámci nepřetržitého online monitoringu, kde za nás kvalitu vody ve specializovaných stanicích hlídají drobné organismy z řádu perlooček. Jejich reakce na znečištění je mnohem rychlejší než například u pstruhů, kteří se využívají ve vodárnách. Jakmile „narazí“ na nějaké znečištění, začnou se hýbat jinak, než je jejich zvykem nebo se přestanou hýbat úplně a tuto změnu okamžitě zaznamená varovný software. Ten zašle automaticky varování na všechna důležitá čísla, aby se včas přijatými opatřeními zamezilo dalšímu šíření znečištění, a zároveň se odebere větší množství vody pro následný rozbor, který určí znečišťující látku bez jakéhokoliv rozporu nebo rizika pozdního odběru, což se stalo na řece Bečvě. A právě na této řece dnes jediná taková stanice z provenience VÚV TGM funguje.

Znečištění a nové látky ve vodě

V roce 2019 vědec z Ústavu pro hydrodynamiku Akademie věd Martin Pivokonský ve svém stanovisku varoval, že „je zcela mylné se domnívat, že existuje voda - snad s výjimkou hluboké podzemní vody -, která by nebyla koktejlem cizorodých látek“.

Čtěte také: Luboše Motla o klimatické změně

Končící předsedkyně Akademie věd Eva Zažímalová k tomu v nedávném rozhovoru pro Seznam Zprávy řekla: „Poselstvím textu byl apel, aby se upravily normy.“ Narážela na stále se rozšiřující škálu látek, které mohou být pro člověka v určitém množství škodlivé a které se díky sofistikovanějšímu měření ve vodě nově nachází.

Normy se poslední roky skutečně upravují. Novinkou je například sledování takzvaného PFAS, neboli věčných chemikálií, tedy látek obsažených v jednorázových obalech, kosmetice, čalounění či textilu, zejména v outdoorovém nepromokavém oblečení a obuvi. PFAS tvoří základní sloučeninu teflonu a Gore-Texu. Mají negativní vliv na lidskou plodnost, vývoj plodu a funkci hormonů štítné žlázy.

Další novou látkou na seznamu je sloučenina bisfenol A, známá rovněž pod zkratkou BPA, která se využívá - či využívala - při výrobě plastového nádobí, hraček, termopapírů nebo pro tisk jízdenek a účtenek.

„Pitná voda je v Česku dostatečně kvalitní, určitě jsme v lepší polovině států Evropské unie. Postupně probíhají rekonstrukce úpraven vody a například filtrace přes granulované aktivní uhlí, kde se odstraní řada mikropolutantů, mezi které patří pesticidy, řada léčiv a jiné, je dnes samozřejmostí. I když je stále pravdou, že surová voda jako zdroj pro pitnou vodu často obsahuje řadu cizorodých látek,“ vysvětluje autor stanoviska Martin Pivokonský.

Pesticidy ve vodě

Příkladem mohou být pesticidy. „V posledních letech to není tolik o znečištění dusičnany, rtutí nebo olovem, jako to bylo dříve, ale problematickým ukazatelem jsou pesticidy. Vše ostatní jsou lokální výjimky, ale zasažení pesticidy je plošné,“ upozorňuje Tomáš Hloušek ze Středočeských vodáren, který je zároveň předsedou Komise pro úpravny vody ze Sdružení oboru vodovodů a kanalizací.

Zemědělci pesticidy využívají pro vyšší výnosnost polí. Tyto látky jsou dle expertů nejen v povrchových vodách, kam je zpravidla splaví déšť, ale už i v podzemních zdrojích. „Pesticidy jsou u nás jednoznačný problém. Jak v přírodních vodách, tak surových a nakonec i v pitných. Stále ještě máme v Česku oblasti, ve kterých jsou i v pitné vodě povolené nadlimitní koncentrace pesticidů,“ doplňuje vedoucí odboru jakosti vody Českého hydrometeorologického ústavu Vít Kodeš.

Minulý rok bylo oblastí, kde měla úroveň pesticidů výjimku, 78 z 4,1 tisíce (některé oblasti mohou mít více výjimek). Je však nutné zdůraznit, že to neznamená nějaké přímé ohrožení pro spotřebitele. Voda je z lékařského hlediska posuzována tak, aby byla bez rizika pitná. Mimořádně přísné limity jsou totiž nastavené na velmi nízké hodnoty.I přesto, že jsou tuzemské vody postižené pesticidy, jejich kvalita se dle základních ukazatelů zlepšuje. Mnohdy velmi výrazně. Modernizovaly se čistírny odpadních vod, technologie zmírňují dopady průmyslu na životní prostředí, rovněž těžká hospodářská odvětví - jako jeden z velkých znečišťovatelů - postupně zanikají.

Nové metody detekce látek ve vodě

Zároveň ale ve vodě nacházíme čím dál více látek a nejsme schopni říct, jestli tam byly už před 20, 30 lety, nebo nikoli. A pokud ano, tak v jakém množství.

„S kolegy se domníváme, že není důvod, proč by historicky pesticidy ve vodách nebyly. Vyskytují se dlouhou dobu, od dob DDT,“ vysvětluje vodohospodář Tomáš Hloušek a odkazuje na půlstoletí zakázaný toxický insekticid hojně využívaný po druhé světové válce.

Právě u pesticidů se původně sledovaly pouze samotné mateřské látky, nicméně postupně se začaly monitorovat i látky, jež po rozpadu pesticidu v přírodě zůstanou - takzvané metabolity.

Příkladem může být pro životní prostředí nebezpečný pesticid atrazin, který je od roku 2005 v Evropské unii zakázaný. Tomáš Hloušek upozorňuje, že ho laboratoře ve vzorcích vody příliš nenacházely. Jenže pak se přišlo na to, že se v přírodě rozpadá, a když se vědci zaměřili na stále ještě toxické látky, které po něm zůstávají, nalezli je.

A po dvacet let zakázaném atrazinu je nacházejí pořád, protože přírodě trvá desetiletí, než látky odbourá. Tím se ale zároveň rozšiřuje okruh látek, na které narážíme, i když pochopitelně mohou být v nižších koncentracích, a tudíž nezatěžují životní prostředí tak významně jako dříve.

„Dnes ve vodě odhalíme i pesticidy v koncentracích, které jsou třeba 1000násobně menší než před deseti, patnácti lety. Ve vodě mohly být také, akorát jsme je detekovali jako nulu. Nacházíme opravdu pestrou směs, ale už tam s největší pravděpodobností byla,“ shrnuje Tomáš Hrdinka z Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka.

Bisfenol A

Novinkou v testování je rovněž již zmíněný bisfenol A. Tato hojně využívaná látka sice není příliš toxická, ale způsobuje hormonální nerovnováhu.

„Zkratka BPA je známa především rodičům malých dětí, protože tato tři písmena jsou většinou zmíněna na kojeneckých lahvích, ve kterých je od roku 2011 její použití zakázáno. Bisfenol A je tedy právem ve vodě sledován,“ upozorňuje vedoucí centrální laboratoře Vodotech Pavla Veselá.

Evropská unie tuto látku zakázala nejprve u účtenek, nově pak při výrobě plechovek na jídlo, plastových lahví nebo kuchyňského nádobí.

Doposud nejvyšší naměřená hodnota v surové či již zpracované pitné vodě byla i tak pouze na necelé polovině stanoveného limitu. Další v pořadí na necelé pětině. Dle dosavadních výsledků, které má Sdružení oboru vodovodů a kanalizací k dispozici, byla drtivá většina měření množství látky pod hranicí, aby ji laboratoře vůbec zachytily.

Vít Kodeš z Českého hydrometeorologického ústavu však naráží na problém, který se po zákazu vyskytl. „Řeklo se dobře, bisfenol A se nebude používat, tak použijeme jiný bisfenol. Ten se skutečně používá, jenže u něj se také projevují podobné účinky. Je to takový koloběh, ze kterého není moc úniku.“

Věčné chemikálie (PFAS)

Další z novinek, kterou vodohospodáři už nyní měří, jsou ony perfluorované a polyfluorované látky (PFAS), neboli věčné chemikálie, zmíněné v úvodu. Celou skupinu tvoří nejméně 10 tisíc různých druhů a vyskytují se asi v polovině evropských řek.

Víme, že samotné látky jsou toxické, že je najdeme v lidských i dalších organismech, jenže se doposud nepřišlo na to, jak přesně se chovají, jestli jsou či nejsou pro zdraví škodlivé, případně v jak velkém množství, zkrátka - jak velkým rizikem případně jsou.

I kvůli těmto „neznámým“ platí pro dvacet nejtoxičtějších látek limit v pitné vodě. Nově od začátku příštího roku 100 nanogramů na litr pro každou látku. Zároveň nesmí celkový součet látek ze skupiny PFAS překročit 500 nanogramů na litr.

„V surové vodě z vodní nádrže Švihov nejsou látky ze skupiny PFAS v měřitelných koncentracích,“ doplňuje výkonný ředitel společnosti Želivská provozní Jiří Mrkva, která zajišťuje pitnou vodu pro zhruba 1,3 milionů obyvatel v Praze, ve Středočeském kraji a na Vysočině.

I další vodárny hlásí, že se do limitu vejdou. Nicméně několik vzorků obsahovalo až 22 nanogramů na litr. Například v Dánsku je nastavený limit dva nanogramy. „Za administrativy Joea Bidena se limity ve Spojených státech zpřísnily na jednotky nanogramů. My jsme na 100, respektive 50,“ upozorňuje Jaroslav Semerád z Mikrobiologického ústavu Akademie věd.

Léčiva ve vodě

Další z nepřirozených látek obsažených ve vodě jsou farmaka. Část se daří vodárnám úspěšně odbourávat, ale přesto alespoň nějakou takovou látku najdeme téměř ve všech sledovaných vzorcích povrchových vod.

Do řek a potoků putují z čistíren. Ty velkou část sice zachytí, ale některé látky proplují. Nicméně dle Františka Kožíška ze Státního zdravotního ústavu se farmaky zabývali už před zhruba deseti lety a ve 180 náhodně vytipovaných vodovodech žádné množství tehdy pěti vybraných látek, mezi něž patřil i ibuprofen či naproxen (na bolest), ale i ethinylestradiol (použití v antikoncepci), nenašli.

Nová data budou dostupná až ke konci roku. Nicméně léčiva jsou zejména dominantou menších toků, do kterých ústí větší aglomerace , v nichž se nacházejí nemocnice. Dle takzvané Modré zprávy o stavu vod za loňský rok je to třeba Příbramský potok u přítoku do řeky Litavky nebo Benešovský potok.

Stále lepší pitná voda

I přes nízké koncentrace je voda bohatou směsicí látek. Část tam už byla, akorát jsme o nich nevěděli, část přibyla. Před několika lety bychom prostě některé koncentrace ani nenaměřili.

„Existuje nepředstavitelné množství látek, které potenciálně naše vody kontaminují, a my mnohdy ani nevíme, jaké to jsou a jaké je jejich množství. Je otázkou, zda nepřehodnotit, jakým způsobem posuzujeme kvalitu vody, zda se nesoustředit především na výskyt cizorodých antropogenních látek,“ popisuje Seznam Zprávám hydrochemik Martin Pivokonský.

„Limity jsou dělané spíše pro jednotlivé látky a ukazatele. Nikdo nepočítá s koktejlovým efektem. A ani moc nejde s ním počítat. Tam je největší riziko. Nevíme, co směs různých cizorodých látek, které ve vodě nemají co dělat, dlouhodobě způsobí,“ doplňuje odborník Vít Kodeš.

Dobrou zprávou je, že většina moderních technologií, které postupně úpravny vody nasazují, dokáží odstranit jak staré a dosud „neviditelné“ přísady, tak i ty nové, které teprve objevujeme. Podle limitů i metrik, které se neustále zpřísňují, tak kvalita vod obecně stoupá.

„Můžeme se porovnávat se severskými zeměmi,“ přitakává Tomáš Hrdinka z Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka. Jenže otázkou je cena - nové technologie jsou velmi drahé.

Například Praze zajišťují nejmodernější technologie, jako je třeba filtrace v dalších stupních přes granulované aktivní uhlí a ozonizace, extrémně kvalitní pitnou vodu. Ta do hlavního města putuje z Káraného u řeky Jizery, z úpravny v Podolí a dominantě z nádrže Švihov na řece Želivce.

Nejmodernější technologii ze zdrojů pro Prahu a střední Čechy nemá jen vodárna v Káraném. Ta nicméně využívá jinou, rovněž efektivní metodu. Částečně odebírá vodu z podzemních zdrojů a částečně využívá vodu z řeky, kterou přes horniny čistí - zasakuje ji do podzemí, odkud ji posléze vodohospodáři opět čerpají.

Mechanickým čištěním tak dokáží z vody dostat například část léčiv, ale už ne pesticidy. „Tím horninovým prostředím projedou jako nůž máslem, to znamená, že se tam nestane z pohledu kvality ani kvantity téměř nic,“ popisuje člen představenstva Vodárny Káraný Marek Skalický.

Vodárna si ale látky bedlivě hlídá a pesticidy jsou ve většině případů pod mezí detekce, někdy na desetině, maximálně na polovině povolených limitů. Voda se navíc většinou mísí, a tím se i tak malé koncentrace ještě snižují. I pražské domácnosti mají vodu zpravidla z více zdrojů. Řešení pro ještě další snížení existuje - zmíněná uhlíková filtrace. Káraný ji má připravenou, ale byla by to další investice v řádech desítek až stovek milionů, která by prodražila i provoz. A zvýšila by cenu vody.

„Musíme uvažovat o nějaké hranici. Nemůžeme vodu upravovat třeba na nula pesticidů. Technologicky by to šlo, ale není to potřebné a už vůbec ne udržitelné.

tags: #klimaticke #problemy #pitnych #zdroju #v #česku

Oblíbené příspěvky:

• Přežití v divočině
• České domy z odpadu
• Studentské úspěchy
• ČZU a životní prostředí
• Stanovení ozonu v ovzduší