Výpočet znečištění odpadních vod a koncept šedé vodní stopy

V tomto článku je představena datová sada uvádějící hodnoty šedé vodní stopy pro vypouštěné vody z čistíren odpadních vod v České republice.

Koncept vodní stopy byl představen v roce 2002 a dnes je jedním z rozšířených nástrojů pro hodnocení udržitelnosti užívání vodních zdrojů. Vodní stopa patří do rodiny environmentálních stop, které umožňují podívat se na problémy užívání přírodních zdrojů z jiné perspektivy.

Šedá vodní stopa je kvalitativní ukazatel převádějící vypouštěné znečištění na objem vody potřebný k jeho naředění na koncentrace neškodné pro životní prostředí.

Informace o šedé vodní stopě jednotlivých zdrojů znečištění jsou využitelné všemi subjekty zabývajícími se hodnocením jakosti vod, vodní stopou, dopadem lidské činnosti na životní prostředí, hodnocením udržitelnosti využívání vodních zdrojů apod.

Proto byly analyzovány údaje o čistírnách odpadních vod (ČOV) evidovaných ve vodní bilanci podle vyhlášky č. 431/2001 Sb., a stanovena hodnota jejich šedé vodní stopy za období 2002 až 2018. Časová řada zachycená v datové sadě popisuje vývoj vypouštěného znečištění i míru, jakou čistírny odpadních vod přispívají k odstranění produkovaného znečištění.

Čtěte také: Význam koeficientu ekologické stability

Datová sada již byla použita k analýzám na úrovni jednotlivých čistíren, dílčích povodí i České republiky.

Struktura datové sady

Datová sada je tvořena jedním textovým souborem s oddělovači ve formátu csv, který obsahuje údaje popsané v tab. 1. Jako oddělovač desetinných míst je použita tečka.

Datová sada je tvořena třemi dílčími částmi. První dvě představují primární data, tj. data převzatá z vodní bilance, třetí část obsahuje hodnoty šedé vodní stopy a dalších doplňujících ukazatelů.

• První část datové sady zahrnuje údaje pro identifikaci jednotlivých vypouštění.
• Druhá část datové sady obsahuje údaje o vypouštěném množství znečišťujících látek a množství znečištění přitékajícího do ČOV.
• Třetí část pak vypočítané údaje o šedé vodní stopě jednotlivých sledovaných látek i celé ČOV, jak na odtoku z ČOV, tak na přítoku do ČOV.

Datová sada obsahuje i kontrolní údaje o tom, zda nedochází v některé čistírně k nárůstu šedé vodní stopy pro jednotlivé ukazatele.

Z dat o odběrech a vypouštění, jež má VÚV TGM od státních podniků Povodí (na základě vyhl. č. 431/2001 Sb.) k dispozici a jsou uložena v databázi HEIS VÚV (zároveň jsou tato data každoročně zveřejněna ke stažení na portále ISVS-voda), byly z databáze vybrány údaje o vypouštění z ČOV za období 2002 až 2018 (primární data).

Čtěte také: Objem nádob a třídění odpadu

Datové pole „Produkce znečištění“ bylo stanoveno na základě porovnání hodnoty redukce šedé vodní stopy jednotlivých ukazatelů - datová pole s koncovkou „_VSre“.

Kde Li je množství vypouštěného znečistění, cmax,i je maximální povolená koncentrace znečišťující látky i v toku, cnat,i je přirozená koncentrace znečišťující látky i v toku. Rozdíl cmax,i - cnat,i je označován jako asimilační kapacita toku.

Pro ukazatel cmax,i byly použity hodnoty uváděné v ČSN 75 7221 pro II. třídu jakosti vody a pro ukazatel cnat,i hodnoty pro I. třídu jakosti vody dle ČSN 75 7221. I. třída jakosti vody je v ČSN 75 7221 popsána jako stav povrchové vody, jenž nebyl významně ovlivněn lidskou činností a při kterém ukazatele jakosti vody nepřesahují hodnoty odpovídající běžnému přirozenému pozadí v tocích.

Pro ukazatel rozpuštěné anorganické soli nejsou v literatuře uváděny hodnoty pro stanovení asimilační kapacity, proto byla hodnota asimilační kapacity rozpuštěných anorganických solí odvozena na základě úvahy, že RAS jsou podmnožinou rozpuštěných látek. Hodnota asimilační kapacity pro RAS byla stanovena na úrovni ¾ asimilační kapacity rozpuštěných látek dle ČSN 75 7221.

Datové pole „Ukazatel2_je_v_PRO?“ je typu boolean. Jedná se o kontrolní datové pole, které bylo vypočteno pomocí funkce MS Excel INDEX. Toto pole uvádí, zda znečišťující látka s nejvyšší vodní stopou na odtoku z ČOV má evidovánu hodnotu znečištění na přítoku do ČOV.

Čtěte také: Emisní povolenky a paliva

Pokud tomu tak není a hodnota „Ukazatel2_je_v_PRO?“ = 0, pak nemá smysl počítat údaje o redukci šedé vodní stopy na ČOV, neboť by byl výsledek ovlivněn chybějícími daty. Obdobně datové pole „Ukazatel2_PRO_je_na_odtoku?“ uvádí, zda znečišťující látka s nejvyšší vodní stopou na přítoku do ČOV má evidovánu hodnotu znečištění na odtoku z ČOV.

Datové pole „redukce“ uvádí rozdíl mezi hodnotou vodní stopy na odtoku z ČOV (datové pole „max_VS“) a na přítoku do ČOV (datové pole „max_VS_PRO“). Hodnota byla stanovena pouze pro záznamy, u nichž jsou datová pole „Ukazatel2_je_v_PRO?“ = 1 a „Ukazatel2_PRO_je_na_odtoku?“ = 1.

Datové pole „VaK“ bylo vyhodnoceno na základě kódů OKEČ a CZ-NACE. Hodnou VaK = 1 nabývá datové pole, pokud kód CZ-NACE začíná číslicí „36“, „37“ nebo „8411“ nebo kód OKEČ začíná číslicí „90“ nebo „7511“. Hodnou VaK = 2 nabývá datové pole, pokud kód CZ-NACE = „410010“ nebo OKEČ = „410010“.

Veškeré výpočty byly provedeny v tabulkovém procesoru MS Excel 2016. Prázdná datová pole znamenají, že údaje nebyly vyplněny ve zdrojových datech (pro primární data) nebo že vypočítané pole nebylo počítáno (např.

Datová sada obsahuje primární údaje, pomocí nichž a s využitím tab. 2 v tomto článku je možno provést kontrolu vypočítaných údajů.

Dostupnost a kvalita primárních dat - v rámci importu primárních dat je prováděna kontrola jejich konzistence a ve spolupráci s poskytovateli dat datová sada vyčištěna. Přesto však nelze vyloučit možné chyby. Zároveň není možno doplnit chybějící data, neboť tato data často nejsou poskytovateli dat ani sbírána.

V několika případech dochází k nárůstu šedé vodní stopy na ČOV. Tento jev není chybou provozu ČOV, ale vyjádřením dopadu fyzikálně a biologicko-chemických procesů na ČOV, kdy jednotlivé formy látek se mohou v rámci procesu čistění odpadních vod měnit na jiné.

Použité hodnoty asimilační kapacity (tab. 2) významně ovlivňují hodnoty šedé vodní stopy. S ohledem na geografické omezení datové sady na území ČR byly použity hodnoty vyplývající z české normy ČSN 75 7221.

V odborné literatuře je popsána řada jiných přístupů ke stanovení hodnot asimilační kapacity, které povedou k jiným výsledkům. Vzhledem k principu výpočtu (rovnice 3) má volba asimilační kapacity zásadní dopad na hodnoty vodní stopy.

Primární data nepostihují všechny ČOV v České republice, ale pouze vypouštění odpadních vod spadající pod vodní bilanci. Chybí tak zejména malé ČOV s vypouštěním do 500 m3/měsíc, resp. 6 000 m3/rok. Údaje o těchto malých zdrojích je možno získat např. v rámci majetkové a provozní evidence podle zákona č. 274/2001 Sb.

Autoři deklarují, že při pořizování datové sady nebyly prováděny pokusy na zvířatech ani nebyly využity lidské subjekty či údaje ze sociálních médií.

Vznik článku a datové sady byl podpořen z Institucionálních prostředků na rozvoj výzkumné organizace - Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G.

Tabulka 1

Tab. 1. Popis datových polí v datové sadě.

Tabulka 2

Tab. 2. Hodnoty použité pro výpočet vodní stopy.

tags: #vypocet #znecisteni #odpadnich #vod #vzorce

Oblíbené příspěvky:

• Ochrana přírody v Ústeckém kraji
• Biologie a ekologie pro SŠ
• Informace o místech k odpočinku v přírodě
• Recenze sušičky LG RC82EU2AV4W
• Instalace výlevky