Recyklace vody v krajině: Metody a úskalí

V dnešní době se hodně řeší otázka recyklace odpadních vod. Jde o to zamezit poškozování vodních ekosystémů a zatěžování životního prostředí nežádoucími cizorodými látkami označovanými jako „prioritní polutanty“.

Disponibilní vodní zdroje České republiky patří k nejnižším v zemích Evropské unie. Příčinou je skutečnost, že veškerá voda z našeho území odtéká do okolních států, neboť poloha i kopcovitý povrch České republiky tvoří pomyslnou „střechu Evropy”. Z těchto důvodů vodní zdroje ČR závisejí výhradně na atmosférických srážkách.

S ohledem na tuto situaci je třeba velmi vážně vnímat scénáře změny klimatu, které pro území ČR svědčí o zvýšení výskytu suchých období, s očekávanými nepříznivými dopady zemědělského i hydrologického sucha na zemědělskou produkci a na vodní zdroje. Jak vyplývá ze zpráv našich výzkumných institucí, suchá období jsou obvykle provázená zvýšenými teplotami vzduchu, které výrazně zvětšují rozsah výparu, který se již při nárůstu průměrné roční teploty vzduchu o 1-1,5 °C zvýší až o 30 %. Tato situace nastala na jižní Moravě již v r. 2015.

Z těchto důvodu je bezpochyby třeba zvýšit odolnost našeho území vůči následkům sucha a nedostatku vodních zdrojů. Proto byla zpracována „Koncepce ochrany před následky sucha pro území České republiky”, kterou schválila vláda v červenci loňského roku a její text je dostupný na internetových stránkách Ministerstva zemědělství i Ministerstva životního prostředí.

Pro ochranu před suchem zemědělským to znamená posílení organického podílu v půdě pro zvýšení objemu půdní vody, obnovu a výstavbu rybníků, tůní, zpomalení rychlosti odvádění drenážních vod, zachování i podpora mokřadů, což vše přispěje ke zpomalení rychlosti nástupu sucha a zmírnění jeho důsledků jak pro zemědělství, tak pro vegetaci v krajině.

Čtěte také: Jak recyklovat starý šicí stroj

Samozřejmě je velmi žádoucí zachycení a využívání srážkových vod odtékajících ze zpevněných povrchů, jejichž rozsah se v posledních několika desetiletích významně zvýšil jak výstavbou skladovacích a průmyslových komplexů, tak plochou dálnic a silnic.

V posledních několika letech se stále častěji objevuje orientace na recyklaci již jednou využitých vod odebraných z vodních zdrojů a téma se stává součástí tzv. oběhové (cirkulární) ekonomiky jako způsobu k posílení udržitelnosti hospodářské úrovně a přírodních zdrojů. Především se očekává a doporučuje využití vyčištěných odpadních vod z měst a obcí („splaškových vod”), vypouštěných z čistíren odpadních vod, pro zemědělské závlahy.

Dlouhodobou inspirací tohoto přístupu se stal především Stát Izrael, kde je 70 % vyčištěných splaškových vod využito pro kapkovou závlahu. Čeští vodohospodáři se přesvědčili při opakovaných návštěvách Izraele o tom, jak lze v podmínkách extrémního nedostatku vody udržet prosperující zemědělskou produkci i ve velmi suché (pouštní) krajině právě díky využívání vyčištěné odpadní vody pro kapkové závlahy.

Tento směr recyklace vyčištěných odpadních vod však v posledních 5-10 letech dostává vážnou trhlinu. Díky rozvoji vybavení laboratoří a novým metodickým postupům se totiž prokazuje, že do životního prostředí proniká stále více cizorodých látek, označovaných jako „prioritní polutanty”, jejichž výskyt, stabilita a účinky na živé organismy jsou zatím nedostatečné známé. Rovněž chybějí informace o tom, zda dochází k akumulaci těchto cizorodých látek v půdě následkem jejich průběžného přísunu při závlahách.

Jedná se o velmi nízké koncentrace zbytků léčiv (zejména hormonálních, antikoncepčních přípravků, antibiotik, léků na snížení krevního tlaku, k léčení cukrovky atd.) a rovněž kosmetických přípravků (osobní hygieny), čisticích prostředků, a dokonce také zakázaných drog (např. pervitin, heroin, extáze apod.). Koncentrace těchto látek jsou vesměs velmi nízké, odkud pochází jejich označení „mikropolutanty”.

Čtěte také: Zodpovědný přístup k recyklaci kávových kapslí

Tyto látky a jejich částečně rozložené či změněné zbytky (označované jako „metabolity”) byly v minulosti prakticky nestanovitelné v důsledku nedostatečných laboratorních metod.

Účinky těchto látek se již začaly negativně projevovat na oživení vod (neplodnost ryb, obojživelníků). Přesné účinky na lidské zdraví zatím nejsou dostatečně a uspokojivě určeny, ale ohrožování lidského zdraví je nepochybné.

Běžně využívané technologie v čistírnách odpadních vod tyto prioritní polutanty nezachytí kompletně a tak jsou v různých koncentracích obsaženy ve vypouštěné vyčištěné vodě. Údaje z různých zemí svědčí o tom, že jde o problém všech evropských států, a proto je nutné se řešením zabývat i s ohledem na přeshraniční vodní toky.

K rozšíření technologií čistíren odpadních vod přistupuje v posledních letech řada evropských států, zejména v Německu, Švýcarsku (tam byl dokonce přijat plán na rozšíření technologie ve 100 čistírnách odpadních vod ze 700 existujících čistíren).

Specifickým problémem je zachycování a akumulace mikropolutantů v kalech z čistíren odpadních vod, což vede k nutnosti změnit způsob nakládání se stabilizovanými kaly a zastavit jejich využívání v zemědělství aplikací na zemědělskou půdu. Zabrání se tím nejenom kontaminaci půdy, ale zejména přestupu těchto nežádoucích prioritních cizorodých látek do rostlinných tkání a plodů.

Čtěte také: Výzvy v recyklaci tvrzených plastů

Z těchto důvodů roste potřeba regulovat používání stabilizovaných kalů z čistíren odpadních vod na zemědělských pozemcích, což nyní naše legislativa již omezuje určením jejich kvality (v částce 178/2016 Sbírky zákonů jsou obsaženy úpravy a změny několika předchozích vyhlášek o podmínkách využití kalů na zemědělské půdě), avšak limity pro diskutované mikropolutanty zatím nejsou obsaženy.

V současné politice EU se rovněž považuje využívání kalů pro rekultivace a pro vylepšení kvality zemědělské půdy za neudržitelné s ohledem na zátěž životního prostředí nežádoucími látkami, včetně mikropolutantů. V některých členských státech se již začíná se preferovat jejich energetické využívání a zákaz aplikace na zemědělskou půdu. Novým cílem je rovněž zaměření na těžbu některých látek (zejména fosforu) z kalů.

Ve světovém měřítku je bezpochyby světovou „jedničkou” recyklace Stát Izrael, ve většině evropských zemí však závlaha vyčištěnou odpadní vodou není legislativně zakotvena.

O rostoucí nutnosti zabývat se problémem mikropolutantů svědčí „Memorandum týkající se ochrany evropských řek a vodních toků”. Cílem je zabezpečit přípravu kvalitní pitné vody s využitím především standardních jednoduchých („přírodních”) technologií založených na filtraci, resp. břehové infiltraci.

Uvedené memorandum obsahuje zásady pro dosažení cílových limitů koncentrací různých znečišťujících látek (a mikrobů) v povrchových vodách používaných pro přípravu vody pitné. Pro koncentraci mikropolutantů je požadován pro zdroje surové vody limit shodný s limity pro jakost pitné vody - tedy 0,1 ug/l.

Vypouštění vody z čistíren odpadních vod zpět do vodních toků („recipientů”) je na celém světě v podstatě běžná „recyklace”, kterou tak málokdo vnímá a např. řeka Temže ve Velké Británii se tímto způsobem „recykluje” podél svého toku 5-7 ×.

Nevracení vyčištěných odpadních vod do recipientů proto, že budou využity v zemědělských závlahách, má následkem toho rovněž aspekt kvantitativní. Při recyklování vody v povodí bez navracení do vodního toku, z něhož byla odebrána (tedy pro závlahy) by tyto objemy chyběly, což dále ochudí průtoky, především za sucha. K tomu ostatně v zemích s vysokým podílem recyklování dochází.

Z uvedených důvodů je zřejmé, že využívání vypouštěných odpadních vod pro závlahy má značná omezení. Vhodné je bezpochyby využití srážkových vod zachycených ze střech a zpevněných ploch na závlahy a jako vodu k provoznímu využití (mytí vozidel, postřiky ochranných látek apod.).

Recyklování vod již jednou použitých vod po odebrání z vodních zdrojů lze tedy doporučit snad výjimečně v případech, kdy by nedošlo zátěži životního prostředí znečišťujícími látkami, zejména kontaminaci prioritními škodlivinami - mikropolutanty.

S ohledem na rostoucí výskyt léčiv, kosmetických přípravků, halucinogenních látek (a metabolitů všech těchto nežádoucích alochtonních látek) ve výtocích čistíren městských odpadních vod, neboť většina současně využívaných technologií je úplně neodstraní, nelze doporučit nebo dokonce schválit jejich využití pro závlahy v zemědělství. Poznatky o vlivu těchto prioritních látek na lidské zdraví jsou stále nedostatečné.

Pokud by využívání vypouštěných odpadních vod bylo skutečně nezbytné, musí být zajištěno rozšíření technologií čištění odpadních vod tak, aby nevedly k zátěži půdy mikropolutanty a následně i plodin, což již bylo prokázáno (kontaminovány rostliny i plody rajčat pěstovaných na substrátu stabilizovaných kalů z čistírny odpadních vod).

Posílení odolnosti ČR vůči následkům sucha a nedostatku vody je primárně třeba zvýšit zadržením vody v krajině a zejména vytvořením nových vodních zdrojů akumulací v nádržích v době, kdy je vody ve vodních tocích dostatek.

Přes uvedené skutečnosti určitá orientace na recyklaci vyčištěných odpadních vod zůstává a v r. 2015 byla zahájena ve Společném výzkumném ústavu Evropské komise v Ispře příprava tzv. „minimálních požadavků na kvalitu recyklované vody pro zemědělství a pro posílení infiltrace do zvodní”. Nicméně ve vztahu k „modernímu typu kontaminace vod mikropolutanty” jsou doporučení formulována velmi obecně s odkazem na důležitost zajištění vhodné kvality použitých závlahových vod, bez uvedení konkrétních látek a jejich limitních koncentrací.

Je třeba poznamenat, že obdobná vize a strategie platí také pro rozšíření úpraven na přípravu vody pitné, kde je nutné zachytit i další podstatný nežádoucí typ mikropolutantů - pesticidů a jejich metabolitů, které jsou výsledkem používání ochranných prostředků na zemědělské plodiny. Spektrum jejich druhů a rozsah aplikace by se měly zejména výrazně snížit a kontrolovat, aby jak zátěž zemědělských plodin, tak kontaminace vodních zdrojů byla na minimální úrovni.

Ze všech uvedených skutečností vyplývá, že efektivnější a hlavně bezpečnější pro omezení následků sucha a nedostatku vody na našem území je orientace na posílení vodních zdrojů v nových akumulacích, včetně využívání srážkových vod.

Z uvedených důvodů byl založen na Ministerstvu zemědělství program „Podpora konkurenceschopnosti agropotravinářského komplexu - závlahy - II. etapa” (obsah a pravidla dostupné na www.eagri.cz), kterým jsou dotovány investice do závlahových zařízení, včetně výstavby jednoúčelových nádrží pro akumulaci vod na závlahy.

Pokud se podaří zajistit dostatečné vodní zdroje zadržením vody na našem území, není žádoucí ani potřebná orientace na recyklaci vyčištěných odpadních vod zejména pro zemědělské závlahy, zvláště za situace, kdy technologie čištění dostatečně neodstraňují mikropolutanty.

Recyklace šedé vody - nevyužitý zdroj uvnitř budovy

Šedá voda dostala svoje pojmenování podle nezaměnitelného zbarvení a zahrnuje splaškové odpadní vody neobsahující fekálie a moč, které odtékají z umyvadel, praček, van, sprch, dřezů apod. Recyklovanou šedou vodu (zejména z koupele) je možné po úpravě využívat jako vodu provozní (tzv. bílá voda) např. pro splachování záchodů, pisoárů a zalévání zahrad.

Šedá voda je stejným zdrojem vody, jako jsou v případě podzemní vody studny, nebo v případě povrchové vody nádrže apod. Šedá voda však pochází zevnitř budov - téměř veškeré množství pochází ze sprch a prádelen.

Šedou vodu nelze považovat a zaměňovat za dešťovou vodu, i když i tu lze uvnitř budovy využít. Rozdíl spočívá v tom, že šedá voda vzniká uvnitř budovy, zatímco dešťová voda pochází zvenčí. Šedé vody se také liší od tzv. černých vod - na rozdíl od nich šedé vody obsahují méně koliformních bakterií pocházejících z lidského trávicího traktu a mají nižší organické zatížení (vyjádřeno parametrem BSK5). Voda z kuchyní je někde na pomezí - díky zbytkům potravin apod., a tedy vyššímu BSK5, bývají někdy tyto vody klasifikovány jako tzv. černé.

Stejně jako jakýkoli jiný zdroj vody, i šedá voda může být čištěna v takovém rozsahu, aby vyhovovala požadovanému konečnému využití. Např. pro závlahu zahrady by bylo možné používat i surovou šedou vodu, avšak pouze v případě, že by byla využita velmi rychle (tj. dle mnohých předpisů do 24 hodin od zachycení). Organické zatížení rostlinám neškodí, naopak jim může dodávat živiny. Šedou vodu je třeba upravovat, pokud ji chceme využívat pro splachování toalet, praní nebo úklid vč. mytí aut.

Existuje celá řada technologií, díky kterým lze šedou vodu upravit tak, aby byla bezpečně použitelná pro zmíněné varianty koncového využití. Šedá voda, která má být používána uvnitř budovy a nezpůsobovat v průběhu času problémy, musí být ošetřena tak, aby v ní nedocházelo k znatelnému biologickému růstu. V USA je jedním z měřítek, zda systém bez problémů dosáhne požadovaného stupně čištění, certifikace podle normy NSF 350.

Ve vodě upravené na požadovanou úroveň kvality nebude docházet k opětovnému růstu bakterií, které by jinak mohly způsobovat problémy ve vodovodním potrubí nebo vytvářet zdravotní rizika. Norma NSF 350 navíc požaduje, aby průměrných hodnot bylo dosaženo v průběhu 26 týdnů (6 měsíců) provozu, přičemž v té době není povolen žádný lidský zásah (tj. údržba). V České republice podrobnější předpis pro využití šedých vod chybí. Prozatím lze využít zahraničních předpisů, např. britskou normu BS 8525-1, kde jsou vedle technických požadavků uvedeny i požadavky na ukazatele jakosti provozní (bílé) vody týkající se zdravotních rizik.

Recyklace šedé vody je dobrý způsob, jak hospodařit s vodou. Koncem 20. století jsme byli nuceni začít přehodnocovat zažité názory na způsoby dodávek vody a hospodaření s vodou všeobecně. Např. díky neustále se zvyšující poptávce po vodě z povrchových zdrojů už nemůžeme předpokládat neomezený přísun vody z přírody. Na druhé straně stojí stávající a mnohdy nedostatečná infrastruktura pro čištění odpadních vod.

Recyklace šedé vody může snížit poptávku po vnějším zásobování vodou dokonce i o více než 40 %, což je opravdu vysoké číslo, zvlášť když uvážíme, že tímto množstvím vody lze výrazně snížit a zmírnit nedostatek vody např. v suchem postižených oblastech. Průměrný objem vyprodukované šedé vody se pohybuje mezi 55 - 112 l/EO.den u rodinných domů.

V dnešní době již existuje široká nabídka technologií, které jsou schopny upravit šedé vody. Při jejich správném použití může všechno fungovat skvěle. Jako u většiny věcí, tak i u různých typů čištění je důležité znát jak výhody, tak i omezení jednotlivých variant, abychom se ujistili, že jsme pro danou aplikaci vybrali tu nejlepší a nejoptimálnější technologii. Parametry, na kterých je srovnání nejvíce patrné, a proto je pro porovnání využijeme, jsou hodnoty určující kvalitu vody - BSK5 a E. E. Coli - jedná se o dobře známou bakterii, která se využívá jako nejlepší indikátor fekálního znečištění, koliformních a patogenních bakterií. V současné době dostupná zařízení na úpravu šedé vody mohou tyto bakterie odstranit filtrací, neutralizací pomocí UV nebo zlikvidovat chlorem, ozonem nebo pokročilými oxidačními procesy (AOP).

Závlahy v zemědělství a recyklace odpadních vod

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.

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

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.

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. 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.

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, kde je recyklováno pro závlahy až 90 % vypouštěných odpadních vod. Tato skutečnost nepřekvapuje s ohledem na tamní absolutní nedostatečnost vodních zdrojů.

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. V odborné literatuře a v poslední době i v médiích jsou tyto látky běžně označované jako „látky vzbuzující obavy“ („CEC - Compounds of Emerging Concerns“).

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.

tags: #recyklace #vody #v #krajine #metody

Oblíbené příspěvky:

• Ekologická Likvidace Odpadu Třebíč
• Česká Legislativa o Emisích
• Petra Pokorná o ovzduší a vitaminech
• Princip dochlazovací smyčky
• Druhy kompostu