Voda je nezbytným přírodním zdrojem pro přežití. Její čistotu a kvalitu však výrazně ovlivňuje lidská činnost. Znečištění vod ovlivňuje nejen celkovou kvalitu vodních ekosystémů a náklady výroby pitné vody, ale i volnočasové aktivity.
Česká republika se zavázala v následujícím desetiletí naplňovat evropské politiky v oblasti čištění odpadních vod ze sídel a zajišťovat určitou kvalitu (stav) všech vodních útvarů (viz Rámcová směrnice vodní politiky č. 2000/60/ES). Významnými bodovými zdroji znečištění jsou odpadní vody z lidských sídel zatěžující vodní prostředí nadměrným přísunem živin (zejména fosforem a dusíkem).
Zlepšení kvality vody v ČR
Kvalita životního prostředí se v České republice za posledních 25 let výrazně zlepšila a přes 97 % odpadních vod vypouštěných do kanalizace je čištěno (CENIA, 2013). Přesto vývoj hodnot koncentrací znečištění povrchových vod fosforem a jeho sloučeninami ukazuje, že mezi roky 2010 a 2012 došlo k jeho zvýšení a v případě koncentrací N-NO3- ve vodních tocích ČR oscilují hodnoty znečištění kolem hodnoty roku 2003 a nedochází tedy k jejich výraznějšímu snižování (CENIA, 2013: 61).
Na evropské úrovni je naplňován dlouhodobý cíl v podobě vybudování kanalizační sítě a čistíren odpadních vod. Nyní vyvstává otázka, zda došlo ke skutečnému zlepšení situace a snížení znečištění.
Evropská komise proto vyjádřila požadavek provádět dopadové evaluace v evropských politikách. Pro oblast podpor Evropských strukturálních a investičních fondů (ESIF), které jsou v centru našeho výzkumného zájmu, je v Nařízení č. Náš příspěvek se zaměřuje právě tímto směrem. Jeho cílem je statistickými metodami ověřit, zda investice do čistíren odpadních vod vedou k signifikantnímu snížení znečištění povrchových vod.
Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění
Relativně pomalé pronikání evaluačních technik jako součást veřejných výdajových programů v České republice je patrné po celou dobu od předvstupního období do dneška (Burns a Yoo, 2002, Radoš a Kaufmann, 2009, Potluka, Brůha a Vozár, 2013). Nicméně i v dalších evropských zemích nebylo obvyklé vyhodnocovat dopady programů na ochranu životního prostředí (Frondel a Schmidt, 2005).
S rostoucími finančními problémy některých členských zemí EU zároveň i sílí tlak Evropské komise na realizaci politik, které jsou založeny na důkazech získaných z vědeckých prací. Zde prezentovaný výzkum chce pomoci zacelit tuto mezeru a aplikací statistických metod otestovat, jaké byly dopady investic výše uvedeného programu na kvalitu povrchových vod.
Důvody pro evaluaci investic do ČOV a výzvy s tím spojené
První část představuje důvody pro evaluaci investic do ČOV a výzvy s tím spojené. Ve druhé části diskutujeme problematiku znečištění povrchových vod a důsledky, které znečištění může mít. Třetí kapitola popisuje použitá data a metody, včetně jejich zdrojů. Čtvrtá část textu prezentuje pozitivní dopady investic na kvalitu povrchových vod dané sníženými koncentracemi fosforu.
Eutrofizace
Nadměrný přísun živin (fosforu a dusíku) do povrchových vod způsobuje problém eutrofizace, tj. přemnožení sinic a následného odumírání jiných vodních organismů v důsledku nedostatku rozpuštěného kyslíku. Povrchová voda se stává obtížněji využitelnou jako zdroj pro výrobu pitné vody a je nevhodná ke koupání. Dle řady studií (např. Schindler, 2006) a politických dokumentů je eutrofizace považována za jeden z hlavních problémů kvality povrchových vod.
Živiny se do vody dostávají ze zemědělských hnojiv a kanalizačních splašků, které jsou do vody splachovány z polí a lidských sídel. Podíl jednotlivých faktorů se mění v závislosti na typu území a sociálně-ekonomické charakteristiky populace, ale velmi často představuje hlavní faktor špatný stav infrastruktury (čistírny odpadních vod).
Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody
Stavby kanalizačních sítí nebo čistíren odpadních vod (či jejich modernizace) v obcích byla propagována jako důležitá opatření pro snížení znečištění vod v evropském měřítku. Od 90. let 20. století byla tato priorita vyjádřena ve Směrnici 91/271/EHS o čištění městských odpadních vod.
Operační program Životní prostředí
Hodnocení provádíme na OP ŽP 2007-2013. Tento program je zaměřen na ochranu a zlepšování kvality životního prostředí v ČR (MŽP, 2012). První prioritní osa tohoto programu je zaměřena na zlepšování vodohospodářské infrastruktury a snižování rizika povodní. Cílem této prioritní osy je zlepšení stavu povrchových a podzemních vod, zabezpečení dodávek zdravotně nezávadné pitné vody pro obyvatelstvo a snižování rizika povodní (MŽP, 2012: 96). Mezi podporované aktivity patří výstavba, rekonstrukce a intenzifikace městských ČOV a výstavba, rekonstrukce a dostavba stokových systémů.
Pro zde prezentovaný výzkum byla použita data jednak z monitorovacího systému OP ŽP, a také od Povodí Vltavy, s.p. Pro oblast snížení znečištění vod tak disponujeme informacemi o 1121 projektech za celou Českou republiku, z nichž jsme vybrali projekty realizované v povodí Vltavy (doba jejich realizace je uvedena v tabulce č. 1). Zároveň také disponujeme informacemi o všech obcích v ČR z databáze CEDR III a ČSÚ.
Databáze CEDR III obsahuje informace o dotacích vyplácených skrze státní rozpočet České republiky a zahrnuje i informace o investicích do ČOV, které předcházely OP ŽP, či byly financovány souběžně s OP ŽP, ale z jiných zdrojů. Průměrná částka v oblasti zlepšování vodohospodářské infrastruktury a snižování rizika povodní - Oblast podpory 1.1 - Snížení znečištění vod činí na projekt 60 mil.
Povodí Vltavy, s.p. poskytlo data o kvalitě povrchových vod, ve kterých bylo identifikováno, kdy a na jakém odběrném profilu byla hodnota změřena. Čistota vody byla měřena pomocí koncentrací znečišťujících látek celkový fosfor (mg/l) a fosforečnany (mg/l).
Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby
Relativně nízký vzorek projektů vybraných z celkového počtu byl způsoben požadavkem, aby mezi ukončením projektu (tedy uvedením ČOV do provozu) a dostupnými daty z monitoringu kvality vod byl minimální časový odstup 6 měsíců. Do datového vzorku jsme použili pouze odběrné profily, které měly všechna sledovaná data k dispozici a zároveň vzdálenost ČOV od odběrného profilu nebyl vyšší než 20 km.
V tabulce uvádíme průměrné koncentrace před a po zprovoznění ČOV, jejich procentní změnu a pak totéž pro jednoroční časový interval (tj. Přesnost analýzy by bylo možné zvýšit zahrnutím průtoků do testovaných modelů. Touto informaci však Povodí Vltavy, s.p. nedisponuje. Validnost analýzy tím však není ohrožena. Aby tomu tak bylo, muselo by být většina ČOV zprovozněna v období, kdy byly průtoky výrazně jiné, než před zprovozněním. Jinými slovy, muselo by zprovoznění ČOV korelovat se změnou průtoku. Vzhledem k tomu, že je zprovozňování rozprostřeno v delším časovém úseku, je toto nepravděpodobné. Při znalosti průtoků by metoda poskytla přesnější výsledky. Tuto situaci však nepovažujeme za systematické zkreslení.
kde Xipost je průměrná koncentrace pro i-tou měřící stanici v období po uvedení ČOV do provozu a Xipre je průměrná koncentrace v období před uvedením příslušné ČOV do provozu, Zi jsou dodatečné proměnné (jakými jsou vzdálenost čidla od ČOV a počet obyvatel sídla, v němž se ČOV nachází) a ei jsou náhodné chyby. Symbol ln značí přirozený logaritmus, uvažujeme tedy regresi v logaritmickém tvaru. Pro obě sledované látky není žádná z uvažovaných dodatečných proměnných signifikantní, proto je z rovnice vylučujeme. Výsledná regresní rovnice odhaduje tedy pouze parametr β, který udává, o kolik procent klesla koncentrace znečištění po zprovoznění ČOV.
Koncentrace fosforu celkového tedy v průměru klesly o 8 %, kdežto koncentrace fosforečnanů klesly o 11,5 %. Výše uvedené hodnoty jsou statisticky signifikantní na 10% hladině. Pokud bychom použili standardně uvažovanou hladinu 5 %, pak bychom museli od tohoto závěru ustoupit. Uvažovali jsme také regresní rovnici, kde Xipost a Xipre nebyly průměrné hodnoty před a po zprovoznění ČOV, ale hodnoty mediánové.
Stavové modely
Stavové modely mají široké použití v kvantitativním výzkumu a byly použity také na odhady dopadů opatření politik[1]. Jako alternativní model jsme uvažovali následující stavový model.
ln (Xit) = Tit + Cit + uit
Tit je trendová složka koncentrací, Cit jsou střednědobé fluktuace, které mohou odchylovat skutečné koncentrace od trendu Tit, a uit jsou náhodné složky, např. chyby měření a jiné jednorázové faktory, které také způsobují odchylku měřených koncentrací od trendu. Na rozdíl od cyklických fluktuací Cit je však jejich vliv pouze jednorázový.
Stavový model je doplněn předpoklady o dynamice jednotlivých složek. To znamená, že trend je náhodný s driftem Qit, uTit jsou šoky v trendu,1it je dummy proměnná, která nabírá hodnoty jedna pro období, kdy byla i-tá čistírna spuštěna, γ je parametr, který nás zajímá a musí být odhadnut.
Drift Qit je jiná náhodná změna, a o cyklické složce Cit předpokládáme, že se jedná o autoregresní proces řádu dva. Pokud bychom měli model intuitivně vysvětlit, předpokládáme tedy, že uvedení ČOV do provozu permanentně ovlivňuje trendovou (tj. Je vhodné poznamenat, že tento model je flexibilní v tom smyslu, že nepředpokládá konstantní trend: trend se může měnit z řady důvodů (objevení nového zdroje znečištění mezi ČOV a čidlem, autonomní změna např. z důvodu změny využití půdy atd.).
Odhad trendové a cyklické složky je možné provést na základě Kalmanova filtru (Harvey, 1990) a parametry modelu je možné odhadnout buď metodou maximální věrohodnosti, nebo na základě metody minimalizace predikční chyby (Ljung a Sodertrom, 1983). Tento model jsme odhadli pro každou ČOV v naší databázi zvlášť, ale jen tam, kde byl dostatečný počet pozorování a vzdálenost odměrného profilu od ČOV byla menší než 20 km.
Můžeme tedy na rozdíl od přístupu výše, který přinesl jenom průměrné výsledky za všechny stanice, zkoumat efekt jednotlivých ČOV. Ukázalo se, že různé ČOV mají velice různý dopad na snížení koncentrace látek. U některých ČOV jsme zaznamenali pokles o cca 1 %, kdežto u jiných ČOV se jedná řádově o desítky procent. Zkoumali jsme, proč tomu tak je.
Významným faktorem, který jsme identifikovali, je vzdálenost odměrného profilu od ČOV: Čím menší je tato vzdálenost, tím vyšší je obvykle měřený pokles látek, což je vcelku předpokládatelný výsledek. Výsledky analýzy ovlivňují další vlivy v ploše povodí, které je v podstatě nemožné podchytit, jako např.
Zde představený evaluační výzkum je příspěvkem k vývoji, který probíhá ve veřejných politikách a zejména Politice soudržnosti EU.
Tím, že se výsledky pro jednotlivé ČOV lišily v řádu desítek procent a čidla byla umístěna od jednoho do sedmnácti kilometrů od ČOV, je vhodné při příští podobné evaluaci provést měsíční odběry vzorků vod v řádu několika set metrů nad výpustí i pod výpustí ČOV, a to před i po realizaci projektu a spuštění ČOV do provozu.
Znečištění vod a jeho vlivy
Jedním z nejvýznamnějších vlivů působících na stav vod jsou emise znečišťujících látek. Znečišťující látky pocházejí z různých činností a z různých zdrojů a dostávají se do vodního prostředí různými cestami. Výsledný dopad těchto emisí na jakost povrchové vody je ovlivňován jednak vlastnostmi znečišťujících látek a jednak jejich chováním v jednotlivých složkách životního prostředí.
Za nejvýznamnější bodové zdroje znečištění z komunálních zdrojů jsou považovány ty, u kterých vypouštěné množství v hodnoceném roce přesáhlo množství 500 tis. m3. V dílčím povodí Horní Odry v referenčním období tuto hranici přesáhlo 24 nejvýznamnějších vypouštění z komunálních zdrojů (tab. II.1.1c). Jedná se o městské čistírny odpadních vod (ČOV), které jsou převážně provozovány dvěma akciovými společnostmi, jimiž jsou Severomoravské vodovody a kanalizace (SmVaK) a Ostravské vodárny a kanalizace (OVaK).
Ústřední čistírna (ÚČOV) je v celém dílčím povodí dominantní a zajišťuje společné čištění městských i průmyslových odpadních vod z téměř celé aglomerace města. Byla projektována pro 638 850 ekvivalentních obyvatel (EO), přičemž v roce 2018 na ni bylo připojeno cca 289 000 obyvatel (cca 250 tis. Roční vypouštěné množství činí 28,6 mil. m3 vyčištěných odpadních vod.
Pro srovnání nutno uvést, že druhá největší ČOV ve Frýdku-Místku (SmVaK) má kapacitu 164 466 EO, v roce 2018 na ni bylo připojeno 62 709 obyvatel, roční vypouštěné množství je 7,44 mil. m3. V současné době vykazuje ÚČOV velmi dobré výsledky v oblasti dosahovaných odtokových parametrů, které se od doby jejího uvedení do provozu (v roce 1996) několikrát zpřísnily, zejména v ukazateli celkový dusík.
Přesto se na území ostravské aglomerace stále nachází téměř 33 tisíc obyvatel nenapojených na veřejnou kanalizaci s centrálním čištěním. Jejich odpadní vody jsou z části likvidovány individuálně, ale ve větší míře bez dostatečného čištění vypouštěny do vodoteče (prostřednictvím jednotné kanalizace nebo přepadů z jímek a septiků).
SmVak provozují v současné době 69 ČOV v městech a obcích dílčího povodí, z nichž 17 patří mezi nejvýznamnější komunální vypouštění. V posledních letech prošly všechny čistírny SmVaK rekonstrukcí a modernizací tak, aby byly splněny požadavky směrnic EU nejen v oblasti likvidace organických látek (BSK5, CHSKCr), ale i v ukazatelích celkový fosfor a dusík. Mezi největší a nejmodernější čistírny, které společnost SmVaK spravuje, patří ČOV Frýdek-Místek s kapacitou 164 466 EO.
Rekonstruovaná ČOV pracuje na principu kaskádové aktivace, má chemické odstraňování fosforu a plně automatizované řízení provozu. Zabezpečuje čištění komunálních odpadních vod města Frýdku-Místku a přilehlých obcí a dále odpadních vod z významných průmyslových a potravinářských závodů (Hyundai Motor Manufacturing Czech, s.r.o., Go Steel Frýdek-Místek a.s., Plzeňský Prazdroj, a.s., Pivovar Radegast, Mlékárna Ekomilk a.s.).
Druhá největší ČOV města Opavy s kapacitou 149 000 EO prošla rovněž řadou rekonstrukcí. Byly to rekonstrukce biologického stupně čištění na kaskádovou aktivaci, rekonstrukce usazovacích nádrží, rekonstrukce kalového a plynového hospodářství a jiné.
V dílčím povodí Horní Odry bylo z významných komunálních zdrojů vypouštěno v referenčním období za rok průměrně 83,9 mil. Mezi nejvýznamnější bodové zdroje znečištění z průmyslu se řadí ty, jejichž vypouštěné množství v hodnoceném roce přesáhlo rovněž množství 500 tis. m3. V dílčím povodí Horní Odry je 10 těchto průmyslových zdrojů vypouštění (tab. II.1.1d).
Dominantním průmyslovým zdrojem a vůbec v pořadí největším zdrojem znečištění (posuzováno vypouštěním organického znečištění charakterizovaného ukazatelem CHSKCr) v dílčím povodí Horní Odry je Biocel Paskov a.s., který ročně vypouští 1 350 t organického znečištění (podle CHSKCr). Průměrné množství produkovaných odpadních vod z celulózky je necelých 300 l/s. Na odtoku jsou plněny emisní limity dané nařízením vlády č. 401/2015 Sb., přesto představuje vypouštění těchto vod značnou zátěž pro recipient.
Z dalších průmyslových zdrojů dominuje největší hutní komplex v České republice LIBERTY Ostrava a.s. (dříve ArcelorMittal Ostrava a.s.), s roční výrobou přes 2 miliony tun oceli. Areál Liberty Ostrava, a.s. je odvodněn systémem jednotné stokové sítě, do které jsou svedeny průmyslové, splaškové i dešťové odpadní vody. Kanalizační systém Liberty Ostrava, a.s. je rozdělen na dvě spádové oblasti a každá je zakončena ČOV. Východní oblast je vyspádována na ČOV Lučina a západní odvádí odpadní vody na ČOV Ostravice. Obě ČOV jsou mechanicko-chemického typu.
Technologie ČOV Lučina i Ostravice umožňuje část vyčištěných odpadních vod vracet do rozvodného systému provozní přídavné vody k dalšímu využití. Na obdobném principu s větším důrazem na odstranění ropných látek pracují i koncové čistírny akciové společnosti Energetika Třinec (KČOV I a KČOV II).
Na tyto mechanicko-chemické čistírny, uvedené do provozu v roce 2002, byly postupně svedeny téměř všechny proudy odpadních vod z areálu, zvýšila se účinnost čištění a eliminovaly se časté havarijní stavy na cca 13 výustích, kterými v minulosti odtékaly OV do řeky Olše a jejich přítoků.
Vyšší organické zatížení povrchových vod způsobuje i odtok z chemického podniku BorsodChem MCHZ, s.r.o., jehož nosným programem je výroba anilínu a speciálních aminů.
Odpadní vody z hutního a strojírenského průmyslu jsou charakteristické zejména anorganickým znečištěním, vyšším obsahem solí (zejména chloridů a síranů), železa i těžkých kovů a ropných látek. V dílčím povodí Horní Odry bylo z významných průmyslových bodových zdrojů vypouštěno v referenčním období za rok průměrně 35,1 mil.
Jako nejvýznamnější bodové zdroje znečištění ze zemědělství jsou považovány ty, u nichž vypouštěné množství v hodnoceném roce přesáhlo množství 500 tis. m3.
Nejvýznamnější bodové zdroje znečištění z ostatních zdrojů, mezi které patří hlavně rybníkářství, důlní těžba, energetika a jiné nezařazené zdroje, musí splňovat kritérium, že vypouštěné množství odpadních vod v hodnoceném roce přesáhne 500 tis. m3. Řešené referenční období je 2016-2018 a za tuto dobu v dílčím povodí Horní Odry bylo identifikováno 22 takových bodových zdrojů.
Ze jmenovaných hospodářských odvětví představují největší zátěž pro recipienty důlní vody s charakteristickou vysokou salinitou, pohybující se až v desítkách gramů v litru vypouštěné vody.
Na vody z rybničních soustav i rybných hospodářství nelze pohlížet jako na vody odpadní. V dílčím povodí Horní Odry bylo z významných ostatních bodových zdrojů vypouštěno v referenčním období za rok průměrně 57,4 mil.
V roce 2016 bylo potvrzeno celkem 91 havárií, kdy byla zhoršena nebo ohrožena jakost povrchových nebo podzemních vod. Celkově převažovaly ropné havárie, na kterých se z poloviny (51 %) podílely autonehody. Z celkového počtu havárií byl potvrzený únik znečišťujících látek do toku v 32 případech.
V roce 2017 bylo potvrzeno celkem 91 havárií, při kterých došlo ke zhoršení nebo ohrožení jakosti povrchových nebo podzemních vod. Celkově převažovaly ropné havárie, z nichž 47 % tvořily autonehody. Z celkového počtu havárií byl potvrzený únik znečišťujících látek do vod v 37 případech.
V roce 2018 bylo potvrzeno celkem 107 havárií, při kterých došlo ke zhoršení nebo ohrožení jakosti povrchových nebo podzemních vod. Celkově převažovaly ropné havárie, z nichž cca 58 % tvořily autonehody. Z tohoto počtu došlo v 51 případech k potvrzenému ohrožení toku.
tags: #znecisteni #vody #dopad #na #obyvatelstvo #studie
Oblíbené příspěvky:
Kontakt
Zelaná Hrebová, z.s.
[email protected]
IČ: 06244655
Paskovská 664/33
Ostrava-Hrabová
72000
Bc. Jana Veclavaková, DiS.
tel. 774 454 466
[email protected]
Jaena Batelk, MBA
tel. 733 595 725
[email protected]