Recyklace a opětovné využití odpadních vod v publikacích

Téma recyklace a opětovného využívání vyčištěných městských odpadních vod je v posledních letech stále častější v různých vodohospodářských publikacích, zejména ve spojení s orientací Evropy na cirkulární ekonomiku ve všech hospodářských sektorech. V těchto souvislostech se za recyklování nepovažuje vypouštění vyčištěných odpadních vod zpět do recipientů (což je v současnosti v České republice vlastně 100 % recyklace), ale úvahy o využití vypouštěných vod z ČOV jinde, např.

Recyklace technologických vod v průmyslu

Naprosto jasný a nezpochybnitelný účel má v našich podmínkách recyklování technologických vod v průmyslovém sektoru, neboť vede nejenom ke snižování spotřeby vody, k úsporám plateb za odběry vody a poplatků za vypouštění znečištění, ale zejména je extrémně důležité pro ochranu recipientů, do kterých byly nebo dosud jsou objemy využité vody vypouštěny jako odpadní vody. Tedy omezení jejich odtékajícího množství, případně úplné zastavení odtoku uzavřením okruhu technologických vod, přispívá k dosažení a zachování dobrého ekologického stavu vodních útvarů. Zavádění nových a na spotřeby vody úsporných technologií se v České republice zřetelně dlouhodobě projevuje na poklesu množství vypouštěných průmyslových odpadních vod po roce 1990, což dokumentuje graf na obr.

Obr. 1. Změny odběrů z vodních zdrojů a objemů vypouštěné vody odebrané v České republice v letech 1980-2018.

Využití vyčištěných odpadních vod v zemědělství

Na závlahy v zemědělství se celosvětově průměrně využívá 70 % odebrané vody z vodních zdrojů. V Evropě je to v průměru kolem 40 %, což je dáno odběry pro závlahy v jihoevropských státech. Státy střední Evropy mají podíl odběrů vody pro závlahy výrazně nižší a velmi dobře to dokumentují údaje o využití vodních zdrojů pro zemědělství v několika evropských státech v tab. 1.

Z údajů jasně vyplývá, že v České republice byly klimatické podmínky podnebí mírného pásu historicky pro zemědělství příznivé, závlahy v zemědělství nebyly potřeba pro zachování produkce. Cílem jejich podpory a rozvoje bylo zvýšit produkci plodin při krátkodobých výpadcích srážek, které byly vesměs rovnoměrně rozložené v průběhu vegetační sezony.

Čtěte také: Keramika bez azbestu

Tato situace se dramaticky mění následkem vývoje změny klimatu, což se projevuje nerovnoměrnými srážkami, růstem teplot vzduchu a výskytem suchých období. Podle existujících scénářů se tyto situace budou vyskytovat častěji. Tak lze očekávat, že po letech 2040 až 2060 se velmi pravděpodobně závlahy stanou neopominutelnou podmínkou našeho zemědělství. To se navíc zjevně bude muset orientovat i na jiné typy plodin než obiloviny, které v současnosti převažují. To dokazuje situace např.

Tab. 1. Rozsah zavlažovaných zemědělských pozemků a podíl spotřeby vody pro závlahy z celkového objemu odběrů v několika vybraných zemích EU.

Z vyhodnocení úrovně využívání disponibilních vodních zdrojů v jednotlivých zemích Evropy došla Evropská agentura pro životní prostředí k závěru, že pokud se odebírá více než 20 % objemu z disponibilních vodních zdrojů, jde o ohrožení nedostatkem vody („water scarcity“) a pokud je to více než 40 %, jde o kritický stav, který zmíněné jihoevropské státy historicky zažívají. Chci připomenout, že v České republice již došlo k překročení odběrů z vodních zdrojů dokonce nad 30 %, a to jednak v období vysoké spotřeby vody v devadesátých letech, a jednak v nedávném období „suchých let“, kdy spotřeba vody byla sice poloviční, ale poklesly objemy disponibilních vodních zdrojů. Dostali jsme se tak opakovaně mezi státy s historicky známým nedostatkem vodních zdrojů, jako jsou Kypr, Malta, Turecko, Řecko, Portugalsko. Podrobnější údaje viz dřívější publikace [1, 2, 3].

Pokud se tedy vývoj změny klimatu výrazně nezmění předpokládaným omezením celosvětové produkce skleníkových plynů, nelze v blízké budoucnosti vyloučit zvýšenou potřebu zavlažování v oblasti produkce různých druhů zeleniny, ovoce a chmele také v České republice. Kromě úspory odběrů závlahové vody ze stávajících vodních zdrojů využitím vyčištěných odpadních vod se ještě jako výhoda často uvádí, že vypouštěná vyčištěná voda je obohacená živinami, které standardní technologie čištění městských odpadních vod zcela neodstraní a které podporují růst plodin, resp.

Recyklace vyčištěných odpadních vod na závlahy je nejrozšířenější v Izraeli [4], kde je recyklováno pro závlahy až 90 % vypouštěných odpadních vod. Tato skutečnost nepřekvapuje s ohledem na tamní absolutní nedostatečnost vodních zdrojů. Přírodní podmínky a potřeba efektivní produkce zemědělství vedly v Izraeli k zásadním inovacím: Pro závlahy byla vyvinuta metoda efektivní „kapkové závlahy“, která šetří objem vody poskytované plodinám cíleně ke kořenovému systému, a současně také umožňuje cílené obohacení živinami (tzv.

Čtěte také: Odpadní voda jako hnojivo

Mikropolutanty a kvalita recyklované vody

Bohužel, dosavadní běžné standardní technologie čištění městských (splaškových) odpadních vod neodstraní mnoho nechtěných látek, které odtékají v nízkých koncentracích a jsou obecně označované jako mikropolutanty. O jejich účincích na vodní ekosystémy, zejména na biologické komponenty, a rovněž o jejich „osudu“ v životním prostředí stále není dostatek informací a znalostí. Tyto mikropolutanty reprezentují zbytky léčiv (zejména hormonálně působících přípravků, antibiotik, preparátů na léčbu krevního tlaku, cukrovky, epilepsie, k omezení bolesti, ke snížení cholesterolu a zbytky kosmetických přípravků) a dalších prostředků osobní péče a péče o domácnost, aditiva do plastů, biocidy či antikoroziva, ale i sloučeniny s obsahem toxických kovů.

V odborné literatuře a v poslední době i v médiích jsou tyto látky běžně označované jako „látky vzbuzující obavy“ („CEC - Compounds of Emerging Concerns“). Zkvalitnění laboratorních analytických metod v posledních 20 letech vede k rozšíření identifikace a k nárůstu spektra těchto látek. Existují již i poznatky o jejich působení na vodní organismy, běžně se uvádí, že vedou k omezení až zastavení přirozené reprodukce některých druhů ryb a obojživelníků. Výzkumy z posledních let bohužel svědčí o tom, že tyto mikropolutanty mohou vstupovat rovněž do těla (biomasy) plodin [5]. Údaje o jejich koncentracích jsou zatím omezené, získané v průběhu experimentů provedených především v laboratorních podmínkách a částečně i v terénu. Výzkumné projekty podporované Ministerstvem zemědělství přinášejí nové zpřesňující poznatky.

Probíhající projekt „Osud vybraných mikropolutantů, které se vyskytují ve vyčištěné vodě a kalech z čistíren odpadních vod, v půdě“ (hlavní řešitel Česká zemědělská univerzita v Praze) se zabývá podrobně stanovením mikropolutantů ve vodě odtékající z ČOV v Českých Budějovicích a jejich zachycením v půdách a v rostlinách (v několika druzích zeleniny a kukuřici) i jejich perkolaci v půdním prostředí, která by následně mohla vést ke kontaminaci podzemních vod.

V přírodním prostředí vznikají z původních, identifikovaných látek jejich „deriváty“, označované jako metabolity a jiné transformační produkty. O dalších osudech a proměnách této směsi vypouštěných mikropolutantů (běžně označované jako „koktejl“) v půdě, ve vodách, a o tom, zda dochází k jejich akumulaci v půdním profilu nebo sedimentech, zatím chybí dostatek informací.

Tyto skutečnosti jsou vážnou komplikací a překážkou k využívání snadné, jednoduché recyklace vypouštěných odpadních vod vyčištěných standardními technologiemi, založenými na biologickém čištění. V této souvislosti není od věci zmínit, že obavy vzbuzuje výskyt směsi mikropolutantů také ve vodárenských zdrojích, do jejichž povodí ústí vyčištěné odpadní vody. Proto v rámci předběžné opatrnosti byla opakovaně publikována výzva („memorandum“) k omezení koncentrací těchto látek vypouštěných do recipientů odpadních vod, kterou iniciovalo 180 vodárenských provozovatelů v Evropě [7]. Požadavkem je nepřekročit koncentrační limity, aby bylo možné úpravu surové vody zjednodušit a využít filtraci jako základní technologický proces.

Čtěte také: Průvodce montáží odpadní hadice

Podobná situace je zatížení vodních zdrojů pesticidy ze zemědělství, které se vyskytují ve zdrojích nejen povrchové, ale i podzemní vody. Pesticidy jsou podobnou skupinou mikropolutantů s ne zcela vyjasněnými účinky na organismy. Jejich výskyt v našich vodních zdrojích rovněž představuje „koktejl“ mnoha látek, viz [8].

Je tedy zjevné, že problematiku recyklování je nutné posoudit pro naše podmínky jednak z hlediska dostatečnosti vodních zdrojů (tedy kvantitativní pohled) a jednak z hlediska nároků na zajištění kvality recyklované vody.

Z vyhodnocení současného stavu vodních zdrojů a jejich udržitelnosti je zřejmé, že při neměnném objemu srážkových úhrnů na našem území představují naše vodní zdroje přibližně 13-15 % tohoto množství. Pro vodárenské využití je z vodních zdrojů využíváno v posledních letech 600 mil. m3, tedy necelých 10 %, a to z celkového úhrnu srážek činí přibližně 1 %, viz [2] a tab.

Tab. 2. Rozmezí ročních srážkových úhrnů, disponibilních zdrojů v České republice v období 1990-2019.

Tab. 3. Průměrná denní potřeba vody v domácnosti v litrech na 1 osobu v České republice, stav 2020.

Jako jeden z důvodů pro uplatnění recyklace se uvádí šetření pitnou vodou (zejména nesplachovat jí WC), což povede jak k úspoře pitné vody, tak ke snížení odběrů vody z vodárenských zdrojů. Před několika lety jsem ukázal, jak by úspora 25 % pitné vody posílila naše vodní zdroje [2]. Tento počet procent byl zvolen proto, že v denním režimu průměrné využívání pitné vody na splachování WC a zalévání představuje skutečně asi čtvrtinu denní spotřeby, viz tab. 3.

Výsledkem snížení spotřeby pitné vody o těchto 25 % by došlo k posílení vodních zdrojů přibližně o 2-3 % (tab. 4). Dovoluji si tvrdit, že toto snížení je nepodstatné a navíc se při odhadu nákladů na zavedení/vybudování infrastruktury pro recyklaci v domech/bytech jeví v našich podmínkách jako značně neekonomické.

Tab. 4. Ukázka rozsahu úspory vodních zdrojů při poklesu spotřeby pitné vody o 25 % (Údaje v objemech mil. m3 a v procentech úspory disponibilních vodních zdrojů).

Je rovněž vhodné ukázat, jak vypadá bilance našich vodárenských zdrojů. V existujících vodárenských přehradních nádržích lze bez problémů zabezpečit objem pro 50 % vyrobené pitné vody spotřebované obyvatelstvem. Z nedávné analýzy [11] vyplynulo, že stávající vodárenské nádrže se i při období sucha zaznamenaného v posledních 30 letech doplní v zimním a jarním období natolik, že vždy pokryjí požadované odběry vodáren. Rovněž při predikci dopadů středního scénáře změny klimatu se ukázalo, že pouze ve dvou případech bude nutné po r. 2040 akumulaci posílit (a na tom již s. p. Povodí zahájily přípravu). Existující vodárenské nádrže by mohly kapacitou pokrýt i větší podíl vody pro vodárenství, což umožňuje pokles spotřeby pitné vody na polovinu v posledních 30 letech.

Dopady recyklace na vodní toky

V diskusích o potřebě recyklovat vypuštěnou vyčištěnou odpadní vodu se prakticky nebere v úvahu, že tento objem vypouštěné vody z ČOV, který uplatníme jinde, např. na závlahy, bude chybět v průtoku recipientů. Odklonění části vypouštěného objemu na půdní plochy zemědělskými závlahami nejenom snižuje vracený objem do vodních toků, ale vede k zachycení v biomase plodin, k posílení jejich evapotranspirace a ke zvýšení výparu z půdy.

Jaká je vlastně poptávka po vodě na závlahy nyní, po zkušenostech s několikaletým obdobím sucha v 2014-2019? V minulosti byly zavlažovatelné plochy v zemědělství na úrovni 160 000 ha. Nyní, po 30 letech, je plocha k zavlažování na úrovni 40 % tohoto stavu. Oproti jiným zemím Evropy jde opravdu o velmi nízký rozsah. Největší závlahové systémy byly a jsou v Polabí a na jižní Moravě. V Polabí představují dostatečný vodní zdroj řeky Labe, Vltava a Ohře, kde odběry pro závlahy nepůsobí škody na stavu vodních ekosystémů. Odlišná je situace na Moravě, kde jen část odběrů je z nádrží (především Novomlýnských). Odběry z Dyje jsou v letním období problematické a vyžadují velkou flexibilitu dispečinku Povodí Moravy, s. p., při časovém rozložení doby odběru během dne. Výhledový rozvoj závlah je zatím plánován na Hustopečsku (doprovází ho výhled přechodu hospodaření od obilovin na trvalé porosty - sady, vinohrady) a s tím souvisí současný proces zvýšení hladin Novomlýnských nádrží o 35 cm, který by zajistil nově 9 mil. m3 závlahové vody. Podobný zájem o rozvoj závlah je na Rakovnicku z důvodu zajištění produkce chmele.

Není na škodu zmínit, že stále existuje přes 400 tzv. „malých“ přehradních nádrží, vybudovaných pro závlahy v minulosti, jejichž uživateli jsou nyní především sportovní rybáři. O obnovu souvisejících závlahových soustav (zničených v období od r.

Nařízení EU o opětovném využívání vody

Pokud je od 26. června 2023 povinností členských států EU nejen zavést, ale zejména respektovat Nařízení, je namístě si stručně shrnout jeho obsah a požadavky/podmínky na uplatnění recyklace, o jejichž „detailech“ se v publikovaných článcích v České republice dosud prakticky nic neuvádělo.

Komisař pro životní prostředí, rybolov a oceány Virginijus Sinkevičius řekl při publikování Pokynů: „Zdroje sladké vody jsou vzácné a stále více pod tlakem. V dobách bezprecedentních teplotních špiček musíme přestat plýtvat vodou a využívat tento zdroj efektivněji, abychom se přizpůsobili měnícímu se klimatu a zajistili bezpečnost a udržitelnost našich zemědělských dodávek. Nařízení o opětovném využívání vody platné od 26. června 2023 stanoví jednotné minimální požadavky na kvalitu vody pro bezpečné opětovné využívání vyčištěné městské odpadní vody k zavlažování v zemědělství. Harmonizované minimální požadavky rovněž zajistí řádné fungování jednotného trhu se zemědělskými produkty a měly by posílit důvěru spotřebitelů. Podle tohoto nařízení musí městské odpadní vody vyčištěné v souladu s požadavky směrnice 91/271/EHS upravující čištění městských odpadních vod (směrnice o čištění městských odpadních vod) projít dalším čištěním, aby splňovaly nové minimální parametry kvality a staly se vhodnými pro použití v zemědělství.

Podle čl. 2 odst. Zde pro úplnost uvádím přesné znění Článku 2 odst. Rozhodnutí… musí být řádně odůvodněno na základě kritérií obsažených v uvedeném pododstavci a předloženo Komisi.

Nebude-li přijato rozhodnutí podle čl. 2 odst. 2, musí mít do dne, kdy nařízení začne platit (26. června 2023), každá odpovědná strana v rámci systému pro opětovné využívání vody možnost požádat o povolení. Jinými slovy, standardní situace (pokud neexistuje vnitrostátní rozhodnutí, které by stanovilo jinak) je taková, že opětovné využívání vody je povoleno na základě povolení uděleného podle nařízení. Při každém rozhodování je proto třeba pečlivě zvážit výhody a nevýhody opětovného využívání vody. Při rozhodnutí neprovádět opětovné využívání vody v dané oblasti v rámci integrovaného hospodaření s vodou by měly být všechny tyto aspekty zohledněny. Je možné, že klimatické podmínky některých členských států mohou vést k tomu, že opětovné využívání vody bude z důvodu hojnosti srážek zbytečné a/nebo nehospodárné. I v členských státech, které se potýkají s nedostatkem vody a opakujícími se o...

tags: #odpadní #vody #a #recyklace #publikace

Oblíbené příspěvky:

• Účinné čištění odpadů
• Leibnizovy Principy Přírody a Milosti
• Fakta o větrných elektrárnách
• Vysavače CO2 a česká krajina
• Znečištění moří plasty