Na základě vyhodnocení údajů ze státní sítě sledování jakosti vod, provozované Českým hydrometeorologickým ústavem, lze konstatovat, že v průběhu uplynulého desetiletí se významně zlepšila jakost vody v tocích. Z hlediska mikrobiálního však situace příliš růžová není.
Jakost vody se natolik zlepšila, že na hlavních tocích i většině jejich přítoků došlo k eliminaci V. třídy jakosti vod (velmi silně znečištěná voda). V letech 2001-2002 dosahují hlavní toky již většinou III. třídy. Při hodnocení jakosti vod bylo posuzováno šest hlavních ukazatelů znečištění povrchových vod - BSK5, CHSKCr, N-NH4+, N-NO3-, Pcelk a saprobní index makrozoobentosu.
Dlouhodobé zlepšení jakosti vody bylo způsobeno především výstavbou nebo intenzifikací rozhodujících čistíren odpadních vod, zrušením nebo omezením výroby řady průmyslových podniků i snížením používání hnojiv v zemědělské výrobě. Přes dosažené zlepšení však nelze považovat současný stav za zcela vyhovující, problematické jsou hlavně úseky vodních toků s menší vodností a vysokou kumulací zdrojů znečištění.
Mikrobiologická jakost
Z hlediska mikrobiálního znečištění toků se ukazuje, že mikrobiální znečištění toků v ČR je vysoké: pochází především z komunálních zdrojů znečištění. Významné vodní toky (kromě nádrží) ve velké většině nejsou z tohoto důvodu např. vhodné pro koupání osob. Mikrobiologickou jakost vod v řekách negativně ovlivňují vody vypouštěné z městských ČOV (zjištění v rámci výzkumného úkolu "Mikrobiální kontaminace vodních toků - hodnocení vlivu čistíren odpadních vod", který zpracoval Výzkumný ústav vodohospodářský TGM, pobočka Ostrava). Vypouštění těchto odpadních vod způsobuje v recipientu zvýšení počtu baktérií a možné narušení biologické rovnováhy ekosystému.
Příčinou daného stavu je vypouštění nedezinfikovaných odpadních vod s vysokým obsahem mikroorganismů a v absenci kontroly mikrobiologických parametrů u vypouštěných odpadních vod. Výjimkou jsou pouze zařízení, ve kterých jsou čištěny odpadní vody, u nichž je zvýšené riziko výskytu patogenních organismů (některé nemocnice, léčebny apod.). Čistíren tohoto typu je však velmi málo, např. v povodí řeky Odry činí pouze 4,6 % ze všech ČOV.
Stanovení mikrobiologických parametrů u vypouštěných odpadních vod není konkrétně požadováno ani základním dokumentem týkajícím se vypouštění odpadních vod do vod povrchových, jímž je v současné době nařízení vlády č. 61/2003 Sb. (účinnost od 1. 3. 2003). Toto nařízení vlády (které nahradilo nařízení vlády č. 82/1999 Sb. z důvodu aproximace právních předpisů ČR právním předpisům Evropské unie) podstatně zpřísňuje limity pro mikrobiální znečištění v povrchových vodách.
Navíc od konce roku 2012 vstoupí v platnost tzv. cílové imisní standardy ukazatelů přípustného znečištění povrchových vod pro koupání osob, které jsou ještě podstatně přísnější než ty, které jsou platné v současnosti (tab. 1).
Další stupeň čištění
Pro zamezení mikrobiální kontaminace povrchových vod odpadními vodami z ČOV je nutno vedle běžných mechanicko-biologických procesů zařadit další stupeň čištění - dezinfekci, která zajistí inaktivaci či destrukci mikroorganismů způsobujících šíření nemocí přenášených vodou. Aby byl proces dezinfekce dostatečně efektivní, je nutné, aby odpadní vody byly dostatečně vyčištěny dříve, než budou dezinfikovány.
Pro dezinfekci (hygienické zabezpečení) městských odpadních vod, které již byly vyčištěny mechanicko-biologickými procesy, lze použít např. chemické metody (chlorace, ClO2, ozonizace, kyselina peroctové), fyzikální metody (UV záření, membránová filtrace) nebo nejrůznější kombinace.
Například v severní Americe je nejčastěji aplikovanou technologií chlorace, která je u zhruba 60 % z 20 000 městských ČOV, 24 % užívá kombinaci chlorace a dechlorace, 15 % využívá UV záření a pouze asi 1 % ozonizaci.
Dezinfekce chlorací, jejíž princip je založen na vnášení chloru či jeho sloučenin do dezinfikované vody, však vede ke vzniku řady nežádoucích vedlejších produktů - chlorderivátů. Lze tedy říci, že vody vypouštěné z ČOV, které jsou dezinfikovány chlorem, nezpůsobují sice mikrobiální kontaminaci recipientů, ale způsobují v recipientu zvýšení např. AOX, což je samozřejmě velmi nežádoucí negativní jev. Mnohem příznivější pro životní prostředí by proto bylo rozvíjení nechloračních dezinfekčních metod.
Dezinfekce UV zářením
Velmi efektivní schopnost dezinfekce UV záření je dána jeho fotochemickou reakcí s deoxyribonukleovou kyselinou (DNA) v buňkách. Hlavní buněčnou složkou, kterou UV záření narušuje, jsou nukleové kyseliny. V případě použití vhodného rozsahu vlnových délek (250-265 nm) a dostatečně vysoké dávky UV záření dochází k takovému poškození mikroorganismů, které vede k jejich inaktivaci, tj. ke ztrátě jejich schopnosti rozmnožování (reproduktivní smrt buněk). Inaktivované mikroorganismy pak pro člověka nepředstavují žádné nebezpečí infekce.
Dezinfekce UV zářením je fyzikální proces, a tudíž u něj nejsou problémy při manipulaci s toxickými nebo korozivními chemikáliemi. Metoda také nezanechává reziduum, jež by mohlo být škodlivé pro člověka nebo vodní organismy. UV záření vyžaduje mnohem kratší dobu kontaktu ve srovnání s jinými dezinfekčními metodami (pro nízkotlaké lampy je to přibližně 20 až 30 sekund) a zařízení pro dezinfekci UV zářením má nižší nároky na prostor než jiné metody.
Největší UV systém na dezinfekci odpadní vody je instalován na ČOV v Manukau nedaleko Aucklandu na Novém Zélandě. UV systém se skládá téměř 8000 speciálních nízkotlakých lamp WEDECO Spektrotherm®, které se vyznačují vysokým výkonem a prodlouženou životností (12 000 h).
Systém je řízen plně automaticky - nejen počet zapnutých lamp, ale i výkon každé z nich je volen vždy v závislosti na aktuálním průtoku, takže tento systém, který je schopen dezinfikovat až 57 600 m3.h-1, pracuje neustále ekonomicky. Jak vyplývá ze zkušebních testů, UV dezinfekce dosahuje eliminace mikrobiologického oživení o 99,99 %.
UV dezinfekce na ČOV funguje také v Bad Tölz (Německo). Úsek horního toku řeky Isar mezi nádrží Sylvenstein a Mnichovem je v letním období využíván k rekreačním účelům. U říční vody bylo několikrát zjištěno překročení směrných hodnot mikrobiologické kvality a maximálních hodnot směrnice ES pro vody ke koupání. Mikrobiologické zatížení horního toku řeky Isar je převážně důsledkem odtoku odpadních vod z ČOV Bad Tölz (82 000 EO). Proto zde byla vybudována jednotka pro dezinfekci UV zářením. Tvoří ho 100 nízkotlakých UV lamp Spektrotherm®, průtok odpadní vody se pohybuje kolem 2100 m3/h.
Dezinfekce vyčištěných odpadních vod jednak zabraňuje zvýšení mikrobiální kontaminace povrchových vod, ale také současně umožňuje recyklovat vyčištěné odpadní vody, např. pro závlahu veřejných parků, sportovních a golfových hřišť atd. Tento způsob recyklace vyčištěných odpadních vod funguje i v České republice, a to ve Slavkově u Brna, kde část mechanicko-biologicky vyčištěných odpadních vod z ČOV je dezinfikována a slouží jako závlahová voda pro tamější golfové hřiště. Pro účinnou dezinfekci je na odtoku z ČOV instalována UV jednotka WEDECO typ LBA 30.
Golfový areál leží ve Slavkově u Brna v BIOCENTRU B-14 - státem uznaném území ekologické stability na ploše 120 ha a jeho obtížnost zvyšují kromě přírodním překážek také uměle vybudované rybníky o celkové ploše 2 ha. Dezinfikovaná vyčištěná odpadní voda z ČOV je čerpána do těchto rybníků, které jsou následně zdrojem vody pro závlahu.
Ing. Martina Veselá,
Severomoravské vodovody a kanalizace Ostrava, a. s.
