SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE
STAVEBNÁ FAKULTA, KATEDRA
ZDRAVOTNÉHO A ENVIRONMENTÁLNEHO INŽINIERSTVA
SLOVENSKÝ NÁRODNÝ KOMITÉT IWA
SLOVENSKÁ KOMORA STAVEBNÝCH INŽINIEROV
Zborník prác z vedecko - odbornej konferencie
Trenčín, september 2011
SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE
STAVEBNÁ FAKULTA, KATEDRA
ZDRAVOTNÉHO A ENVIRONMENTÁLNEHO INŽINIERSTVA
SLOVENSKÝ NÁRODNÝ KOMITÉT IWA
SLOVENSKÁ KOMORA STAVEBNÝCH INŽINIEROV
Zborník prác
z vedecko - odbornej konferencie
AQUA 2011
OCHRANA VÔD
Trenčín, september 2011
RACIONÁLNA OCHRANA VODNÝCH ZDROJOV
A ICH EFEKTÍVNE VYUŽÍVANIE
Jana Gajdová1
ANOTÁCIA
Hospodárenie s vodou, ako jedným z najvzácnejších prírodných zdrojov, nadobúda začiatkom
21. storočia strategický význam. Vzhľadom na regionálne rozdiely, nerovnomerné priestorové
a časové rozloženie zdrojov podzemných a povrchových vôd, ako aj na možné vplyvy
klimatických zmien a ich sociálne a hospodárske následky, základným predpokladom pre
zachovanie trvalo udržateľných vodných zdrojov a ich efektívneho využívania aj pre budúce
generácie je len zodpovedné,
rozvážne a racionálne
hospodárenie s vodnými zdrojmi
založené na dlhodobej ochrane ich množstva a kvality a ich primerané využívanie spolu
s ochranou pred extrémnymi hydrologickými situáciami, čo je aj ústrednou myšlienkou
európskej vodnej politiky, k uplatňovaniu ktorej sa Slovenská republika vstupom do
Európskej únie prihlásila.
1. ÚVOD
Voda sa historicky oprávnene považuje za jeden z najvzácnejších prírodných zdrojov. Jej
dostupnosť a kvalita určuje i diferencuje konkrétne podmienky existencie života na zemi. Má
duálnu funkciu ako nenahraditeľná zložka prírodného a životného prostredia, aj ako často
limitujúca podmienka ekonomického a sociálneho rozvoja spoločnosti. Vzhľadom na
regionálne rozdiely, nerovnomerné priestorové a časové rozloženie zdrojov podzemných
a povrchových vôd, ako aj na možné vplyvy klimatických zmien a ich sociálne a hospodárske
následky (napr. na poľnohospodárstvo a priemyselné odvetvia závislé od vody), dostupnosť
vodných zdrojov vystupuje začiatkom 21. storočia ako jeden z globálnych problémov ľudstva
a hospodárenie s vodou nadobúda strategický význam.
1
RNDr. Jana Gajdová Výskumný ústav vodného hospodárstva, Nábrežie arm. gen. L. Svobodu 5, 812 49
Bratislava 1
- 3 -
Slovensko z pohľadu výskytu vodných zdrojov/zásob, najmä podzemnej, ale aj povrchovej
vody, má v celku priaznivú situáciu, čím sú vytvorené podmienky na uspokojovanie
požiadaviek a nárokov na ich krytie. Aj pri tejto, v súčasnosti priaznivej situácii je
nespochybniteľnou úlohou vodného hospodárstva, zachovať trvalo udržateľné vodné zdroje a
ich efektívne využívanie aj pre budúce generácie. Základným predpokladom toho
je
zodpovedné, rozvážne a racionálne hospodárenie s vodnými zdrojmi v rámci jednotlivých
povodí založené na dlhodobej ochrane ich množstva a kvality a ich primerané využívanie
spolu s ochranou pred extrémnymi hydrologickými situáciami, čo je aj ústrednou myšlienkou
európskej vodnej politiky, k uplatňovaniu ktorej sa Slovenská republika vstupom do
Európskej únie (EÚ) prihlásila.
2. VODNÁ POLITIKA EÚ
Európska vodná politika vychádza zo Smernice 2000/60/ES Európskeho parlamentu a Rady
z 23. októbra 2000 ustanovujúcej rámec pre činnosť Spoločenstva v oblasti vodnej politiky
(skrátene nazývanej Rámcová smernica o vode/RSV), ktorá je považovaná za jednu
z najdôležitejších smerníc v oblasti životného prostredia. Európsky parlament a Rada ju prijali
v záujme riešiť problematiku zvyšujúcich sa požiadaviek na využívanie zdrojov vody
v požadovanom množstve a vo vyhovujúcej kvalite tak, aby sa
zabezpečilo ich trvalo
udržateľné využívanie a spravodlivý prístup k vode pre všetkých vrátane budúcich generácií,
pri súčasnom zabezpečení ochrany a zlepšenia kvality vodných ekosystémov.
Jadrom európskej vodnej politiky je dosiahnutie environmentálnych cieľov do roku 2015,
resp. najneskôr do roku 2027. Tieto ciele, ktoré umožňujú dlhodobo udržateľné vodné
hospodárstvo na báze vysokej úrovne ochrany vodného prostredia sa týkajú povrchových vôd,
podzemných vôd a taktiež chránených území závislých na vode.
Podľa platnej legislatívy vo vzťahu k ochrane vôd rozoznávame dva základné druhy
environmentálnych cieľov. Je to všeobecná ochrana vodnej ekológie a ochrana chránených
území, medzi ktoré patrí v zmysle smerníc EÚ, ktoré RSV zastrešuje, ochrana vzácnych
a hodnotných biotopov (smernica 92/43/EHS a smernica 79/409/EHS), ochrana zdrojov
pitných vôd (smernica 80/778/EHS v znení smernice 98/83/ES), citlivé oblasti (smernica
91/271/EHS),
zraniteľné oblasti (smernica 91/676/EHS) a vody na kúpanie (smernica
76/160/EHS). Všetky tieto ciele musia byť uplatnené v každom povodí. Zatiaľ, čo ochrana
chránených území sa spája len s konkrétnymi vodnými útvarmi – súvisiacimi s konkrétnymi
- 4 -
mokraďami, útvarmi identifikovanými na odber pitných vôd, citlivými a zraniteľnými
oblasťami a tými, ktoré sú všeobecne používané na kúpanie, všeobecná ochrana vôd sa
vzťahuje na všetky druhy vôd.
3. VŠEOBECNÁ OCHRANA VODNEJ EKOLÓGIE
Základným cieľom RSV je dosiahnutie dobrého stavu vôd, a to dobrého ekologického
stavu/potenciálu a chemického stavu pre povrchové vody a dobrého kvantitatívneho a
chemického stavu pre podzemné vody. Aby bolo možné dosiahnuť dobrý stav povrchových
vôd, je potrebné chrániť vodné spoločenstvá – vodnú flóru a faunu. V prípade, že tieto
spoločenstvá sú už narušené, je potrebné zabezpečiť ich obnovu. To znamená, že RSV
nevníma vodu len ako zdroj vody na uspokojovanie potrieb spoločnosti, ale i ako biotop pre
živočíchy a rastliny závislé na vode. Za tým účelom zavádza nový prístup k ochrane vôd,
založený na komplexnej ochrane a využívaní vôd a s nimi spojených ekosystémov, a to
z hľadiska kvality i kvantity. Umožňuje vytvoriť jednotný prístup k hodnoteniu vôd v rámci
krajín EÚ, ktorý by mal priniesť porovnateľné informácie o stave vôd (vodných útvarov)
v ktoromkoľvek regióne Európy, ako aj rovnaký postup pri určovaní cieľov a realizácii
nevyhnutných opatrení na ochranu a zlepšenie stavu vôd vrátane ochrany vodných
ekosystémov, suchozemských ekosystémov a mokradí závislých na vode.
Po prvý krát sa v SR hodnotenie stavu vôd v zmysle požiadaviek RSV uskutočnilo v rámci
prvej etapy implementačného procesu RSV, výstupom ktorého je Vodný plán Slovenska
schválený uznesením vlády SR č. 109 zo dňa 10. februára 2010 a plány manažmentu
čiastkových povodí. Uvedené dokumenty sú verejnosti prístupné na webovej stránke
http://vuvh.sk/rsv2.
4. OCHRANA POVRCHOVÝCH VÔD
Na základe výsledkov hodnotenia ekologického stavu, resp. potenciálu povrchových vôd
z celkového počtu 1760 vodných útvarov bol stanovený veľmi dobrý a dobrý ekologický stav
resp. potenciál v 63,7 % vodných útvarov. Z pohľadu dĺžky vodných útvarov je to 53,9 %
(10 265,44 km). Pomerne veľký počet vodných útvarov bol stanovený v priemernom stave 32,9 %, čo predstavuje dĺžku 7 600,78 km. Zlý a veľmi zlý stav bol v 3,4 % vodných útvarov
– s dĺžkou1179,95 km. Najpriaznivejšia situácia (veľmi dobrý a dobrý ekologický
stav/potenciál) bola zistená v čiastkových povodiach Poprad, Slaná, Bodrog a Hron. Zlý
ekologický stav bol stanovený celkovo v 52 vodných útvaroch, pričom najviac z nich ich patrí
do čiastkového povodia Váhu a veľmi zlý ekologický stav bol vyhodnotený v 7 vodných
- 5 -
útvaroch (v povodí Ipľa, Malého Dunaja a Hornádu). Všetky potrebné informácie
ku klasifikácii ekologického stavu sú obsiahnuté v nariadení vlády č. 269/2010 Z. z., ktorým
sa ustanovujú požiadavky na dosiahnutie dobrého stavu vôd
Na základe výsledkov hodnotenia chemického stavu z celkového počtu 1760 vodných útvarov
bol dobrý chemický stav dosiahnutý v 1674 vodných útvaroch (95 %) a 86 vodných útvarov
nedosahovalo dobrý chemický stav. Z celkovej dĺžky 19046,2 km vodných útvarov
povrchových vôd dosahovalo dobrý chemický stav 17 018 km, čo predstavuje 89,4 %.
Najhorší stav bol zistený v čiastkovom povodí Moravy, ktorého 18,5 % z celkovej dĺžky
vodných útvarov povrchových vôd v povodí nedosahovalo dobrý chemický stav. Naopak,
v čiastkovom povodí Slaná bola situácia najlepšia, len 1,20 % dĺžky vodných útvarov
nedosiahla dobrý chemický stav. V absolútnom vyjadrení najviac vodných útvarov (počet aj
dĺžky) dosahujúcich dobrý chemický stav, ale aj nedosahujúcich dobrý chemický stav, bolo
v čiastkovom povodí Váh vzhľadom na jeho najväčšiu rozlohu.
Na súčasnom ekologickom a chemickom stave vodných tokov Slovenska sa podieľajú takmer
všetky aktivity v území. Rozhodujúcimi zdrojmi znečistenia sú
sídelné aglomerácie,
priemysel a poľnohospodárstvo, ktoré produkujú najmä organické znečistenie (sídelné
aglomerácie, priemysel, poľnohospodárstvo (najmä difúznou cestou), znečistenie živinami
(sídelné aglomerácie, poľnohospodárstvo, lesné hospodárstvo, priemysel) a znečistenie
prioritnými látkami a látkami relevantnými pre SR (vypúšťané odpadové vody z priemyslu,
odľahčenia verejných kanalizácií, chemikálie aplikované v poľnohospodárstve, odpadové
vody z banskej činnosti a taktiež havarijné znečistenie). Významným zdrojom niektorých
druhov látok môže byť i atmosférická depozícia. Zlý ekologický stav môže byť spôsobený aj
v dôsledku hydromorfologických zmien spôsobených ľudskou činnosťou. (výroba energie –
hydroelektrárne, protipovodňová ochrana, zásobovanie vodou a lodná doprava.).
Ochrana povrchových vôd je preto prednostne zameraná na riešenie zistených problémových
oblastí – vodohospodárskych problémov, od čoho sa následne odvíja mechanizmus opatrení
slúžiacich na zlepšenie zisteného stavu povrchových vôd, prípadne na jeho udržaní.
Mechanizmus opatrení je nastavený ako súbor činností, ktoré sa budú vykonávať
v jednotlivých na seba nadväzujúcich krokoch. Tieto kroky sú rozdelené do etáp –
plánovacích období do roku 2015, 2021 až 2027.
- 6 -
Prvá etapa je zameraná najmä na vytvorenie legislatívneho rámca pre uplatnenie smerníc EÚ
v praxi. Súčasne v tejto etape ako konkrétne opatrenia sú navrhované činnosti súvisiace
s plnením požiadaviek smerníc EÚ, ktoré boli premietnuté do prístupovej zmluvy SR. Z tohto
pohľadu je nosnou činnosťou do roku 2015 smernica 91/271/EHS o čistení komunálnych
odpadových vôd, ktorá rieši otázku odvádzania a zneškodňovania odpadových vôd, najmä
obcí (aglomerácií) nad 2000 ekvivalentných obyvateľov.
5. OCHRANA PODZEMNÝCH VÔD
Hodnotenie stavu útvarov podzemných vôd je založené na hodnotení ich kvantitatívneho
stavu a chemického stavu. Na základe hodnotenia kvantitatívneho stavu podzemných vôd zo
101 útvarov podzemných vôd 92 dosahovalo dobrý kvantitatívny stav, 5 vodných útvarov
bolo zaradených do zlého kvantitatívneho stavu a 4 útvary podzemných vôd, ktoré neboli
pokryté monitorovaním, sa nehodnotili.
Chemický stav bol hodnotený v 75 vodných útvaroch, z čoho 62 vodných útvarov bolo
klasifikovaných v dobrom chemickom stave a 13 útvarov bolo klasifikovaných v zlom
chemickom stave. 26 útvarov podzemných vôd - geotermálne vody/geotermálne štruktúry
nebolo pokryté monitorovaním a preto sa nehodnotilo.
Na súčasnom kvantitatívnom a chemickom stave podzemných vôd sa podieľajú takmer všetky
aktivity v povodí/území. Z hľadiska hodnotenia chemického stavu útvarov podzemných vôd
rozhodujúcimi zdrojmi znečistenia sú predovšetkým plošné/difúzne zdroje znečistenia v
dôsledku aplikácie množstva dusíkatých hnojív a prípravkov na ochranu rastlín (pesticídov).
Kvalitatívna ochrana podzemných vôd je preto prednostne zameraná na ochranu podzemných
vôd pred znečistením práve z týchto zdrojov.
Napriek tomu, že v terajších podmienkach, ani vo výhľade nie je reálne formulovať
požiadavky na ochranu podzemných vôd tak, že absolútne nesmie dochádzať vplyvom
ľudskej činnosti k zmene ich kvality, v zmysle implementácie požiadaviek RSV sa musí
udržať kvalita podzemnej vody na úrovni, ktorá umožní využívanie podzemnej vody podľa
potrieb spoločnosti nielen v priemysle a poľnohospodárstve, ale najmä pre potreby
zásobovania pitnou vodou a pre plné uplatnenie funkcie vody ako aktívnej zložky životného
prostredia.
- 7 -
Z hľadiska hodnotenia kvantitatívneho stavu útvarov podzemných vôd
kľúčovým
antropogénnym vplyvom spôsobujúcim ich zlý kvantitatívny stav vo všeobecnosti je lokálne
nadmerné využívanie podzemných vôd v útvare podzemnej vody. Zlý kvantitatívny stav
okrem nesplnenia environmentálnych cieľov stanovených pre útvary podzemných vôd môže
mať dopad aj na:

zhoršenie ekologického stavu súvisiacich povrchových vôd,

významné poškodenie suchozemských ekosystémov priamo súvisiacich s útvarmi
podzemnej vody,

zhoršenie kvality podzemných vôd - ovplyvnenie chemického stavu podzemných vôd
a následne môže mať aj socio-ekonomický dopad :

ohrozenie plynulosti zásobovania obyvateľstva pitnou vodou,

zhoršenie sociálnej úrovne a ohrozenie zdravia obyvateľstva,

obmedzenie turistického a cestovného ruchu,

limitovanie hospodárskeho rozvoja (priemysel, poľnohospodárstvo).
Základným predpokladom pre dosiahnutie dobrého kvantitatívneho stavu podzemných vôd je
zabezpečenie efektívneho a environmentálne prijateľného využívania zdrojov podzemných
vôd. Preto opatrenia v oblasti zvrátenia zlého kvantitatívneho stavu útvarov podzemných vôd
musia byť orientované primárne na zníženie/reguláciu existujúcich odberov podzemných vôd,
resp. na zmenu stratégie využívania podzemných vôd v identifikovaných, vodohospodársky
problémových lokalitách, čo si vyžaduje komplexné prehodnotenie využívania zdrojov
podzemných vôd v celom útvare podzemných vôd, najmä ale zdroje podzemných vôd
situované vo významne vodohospodársky využívaných lokalitách.
6. OCHRANA CHRÁNENÝCH ÚZEMÍ
RSV požaduje okrem dosiahnutia dobrého kvantitatívneho a chemického stavu podzemných
vôd aj jeho udržanie/ nezhoršovanie. Udržanie dobrého stavu vo všetkých útvaroch
podzemných vôd, najmä prirodzených infiltračných oblastí vodárenských zdrojov sa
v Slovenskej republike zabezpečuje aj prostredníctvom ochranných pásiem vodárenských
zdrojov. Ochranné pásma vodárenských zdrojov sú v zmysle § 5 vodného zákona (čl. 6 ods. 2
RSV) chránenými územiami na ochranu vodárenských zdrojov a v zmysle platnej legislatívy
(vyhl. MPŽPaRR SR č. 418/2010 Z. z. ) sú súčasťou registra chránených území.
- 8 -
Register ochranných pásiem vodárenských zdrojov bol spracovaný v súlade s požiadavkami
čl. 6 RSV v roku 2004. Vzhľadom na zmeny vyvolané uplatňovaním § 32 ods.9 zákona č.
364/2004 Z. z. o vodách, podľa ktorého môže orgán štátnej vodnej správy rozhodnutie
o určení ochranného pásma zmeniť alebo nahradiť novým rozhodnutím, je potrebné vykonať
do roku 2013 jeho aktualizáciu.
- 9 -
SLOVENSKÝ NÁRODNÝ KOMITÉT IWA
Radlinského 11, 813 68 Bratislava, tel., fax.: 02/52932909
SNK IWA je členom medzinárodnej organizácia IWA (International Water
Association), ktorá zoskupuje odborníkov vodohospodárov z celého
sveta. IWA je následníkom organizácie IWSA a IAWQ, ktorá
sprostredkúva informácie z oblasti zásobovania vodou, ochrany vodných
zdrojov, kvality vody, úpravy a čistenia vôd, hydrológie urbanizovaných
území a súvisiacich oblastí. Jej základnými úlohami ako aj úlohami SNK
IWA sú
9 Spojiť na medzinárodnej úrovni ľudí zaoberajúcich sa problémami
zásobovania vodou a ochrany vodných zdrojov, kvalitou vody,
úpravou a čistením vôd, hydrológiou urbanizovaných území a
súvisiacich problémov v oblasti vzdelávania, výskumu, výroby,
legislatívy a ekonomiky
9 Zabezpečovať a zhromažďovať informácie technického, legislatívneho
a administratívneho charakteru z jednotlivých členských krajín a
rozširovať ich pre širokú odbornú verejnosť v týchto krajinách.
9 Zabezpečiť maximálnu výmenu informácií a skúseností získaných zo
vzdelávania, výskumu a riadenia prevádzok v celej oblasti záujmu
organizácie
Spomínané aktivity organizácia zabezpečuje organizovaním svetových
kongresov, špecializovaných a regionálnych konferencií, sympózií a
seminárov a prostredníctvom vedeckých a technických publikácii.
Kontakt:
Prof. Ing. Jozef Kriš PhD., Radlinského 11, 813 68 Bratislava,
Tel., fax: 02 5293 2909, 02 5292 1184, E-mail: [email protected]
- 10 -
OCHRANA NOVÝCH UZNANÝCH ZDROJOV
Jarmila Boţíková1, Karol Molnár2, Pavol Nemeš3
1.
ÚVOD
Ochrana uznaných zdrojov vôd na Slovensku je významnou úlohou štátu, ktorej realizáciu
zabezpečuje Inšpektorát kúpeľov a ţriedel MZ SR. Uznané zdroje vôd patria do veľkej
skupiny podzemných vôd, ktoré sú cenným prírodným bohatstvom a musia byť chránené pred
zhoršením kvalitatívnych ale aj kvantitatívnych parametrov. Legislatívny proces stanovenia
ochranných pásiem je zloţitý a pomerne dlhodobý. Výsledkom tohto procesu je vydanie
záväzného právneho predpisu - vyhlášky, ktorá pre kaţdú lokalitu stanovuje osobitné
podmienky ochrany. Okrem prvoradej ochrany bohatstva v podobe minerálnych vôd v rámci
krajiny s malou plošnou rozlohou, akou je Slovensko, by sa tak malo zabezpečiť aj racionálne
vyuţívanie týchto prírodných zdrojov na lokalitách nachádzajúcich sa na území príslušne
stanovených ochranných pásiem.
2.
UZNANIE ZDROJOV
Vodný zákon [1] v § 3 delí vody podľa rôznych kritérií, pričom na vody, ktoré sú vyhlásené
(uznané) za prírodné liečivé zdroje a za prírodné zdroje minerálnych stolových vôd podľa
osobitného predpisu, a na vody, ktoré sú vyhradenými nerastmi podľa osobitného predpisu
(ďalej len "osobitné vody"), sa tento zákon vzťahuje, len ak to výslovne ustanovuje. Uznané
zdroje definuje zákon č. 538/2005 Z.z. [2] (kúpeľný zákon) v §5. Minerálnu vodu moţno
uznať za prírodnú liečivú vodu, ak sú počas najmenej piatich rokov preukázané jej liečivé
účinky v balneologickej praxi a spĺňa poţiadavky ustanovené všeobecne záväzným právnym
predpisom, ktorý vydá ministerstvo zdravotníctva. Liečivé účinky moţno povaţovať za
1
Doc. Ing. Jarmila Boţíková, PhD., SvF STU Bratislava, katedra zdravotného a environmentálneho inţinierstva,
Radlinského 11, 813 68 Bratis lava, [email protected]
2
Ing. Karol Molnár, SvF STU Bratislava, katedra zdravotného a environmentálneho inţinierstva, Radlinského
11, 813 68 Bratislava, [email protected]
3
Ing. Pavol némeš, STU Bratislava, katedra zdravotného a environmentálneho inţinierstva, Radlinského 11, 813
68 Bratislava, [email protected]
- 11 -
preukázané aj vtedy, ak boli takéto účinky overené dlhodobou balneologickou praxou pri
vyuţívaní vôd s podobnými fyzikálnymi, chemickými a fyzikálno-chemickými vlastnosťami.
Za prírodnú liečivú vodu v mieste spotreby moţno uznať len minerálnu vodu zo zdroja, ktorá
bola najmenej päť rokov sledovaná a počas tohto obdobia sa preukázala stálosť všetkých jej
rozhodujúcich ukazovateľov. Prírodná liečivá voda vyuţívaná na plnenie do spotrebiteľského
obalu sa povaţuje za liek, ak spĺňa poţiadavky na kvalitu, účinnosť a bezpečnosť a má
udelené povolenie na uvedenie na trh podľa osobitného predpisu. Za prírodnú minerálnu vodu
moţno uznať len vodu zo zdroja, ktorá bola najmenej tri roky sledovaná, počas tohto obdobia
sa preukázala stálosť všetkých jej rozhodujúcich ukazovateľov a nedošlo k zmene jej
výţivových vlastností a spĺňa poţiadavky ustanovené všeobecne záväzným právnym
predpisom, ktorý vydá ministerstvo zdravotníctva. [2]
Uznanie prírodnej liečivej vody a prírodnej minerálnej vody sa deje konaním v zmysle
správneho poriadku [3] a sa začína na návrh alebo na podnet správneho orgánu. O uznaní
prírodnej liečivej vody a o uznaní prírodnej minerálnej vody rozhoduje Štátna kúpeľná
komisia, zriadená na MZ SR ako prvostupňový rozhodujúci orgán. Návrh na uznanie
prírodnej liečivej vody alebo prírodnej minerálnej vody môţe podať
a) vlastník pozemku, na ktorom sa zdroj vody nachádza,
b) vlastník záchytného zariadenia, ktoré slúţi na odber prírodnej liečivej vody alebo
prírodnej minerálnej vody,
c) fyzická osoba alebo právnická osoba, ktorá má záujem zdroj vody vyuţívať,
d) obec, na ktorej území sa zdroj vody nachádza.
Štátna kúpeľná komisia rozhodne o uznaní prírodnej liečivej vody alebo prírodnej minerálnej
vody, ak návrh na uznanie prírodnej liečivej vody alebo prírodnej minerálnej vody obsahuje
všetky stanovené náleţitosti
a) navrhovaná prírodná liečivá voda má zloţenie vhodné na liečenie a spĺňa
poţadované poţiadavky a poţiadavky ustanovené všeobecne záväzným právnym
predpisom, ministerstva zdravotníctva,
b) navrhovaná prírodná minerálna voda spĺňa predpísané poţiadavky a poţiadavky
ustanovené všeobecne záväzným právnym predpisom ministerstva zdravotníctva.
Rozhodnutie, ktorým sa uznáva voda za prírodnú liečivú vodu alebo prírodnú minerálnu
vodu, obsahuje
a) názov prírodného liečivého zdroja alebo prírodného minerálneho zdroja,
- 12 -
b) popis umiestnenia prírodného liečivého zdroja alebo prírodného minerálneho
zdroja,
c) fyzikálno-chemické zloţenie, úpravu vody, účinky vody a vhodné indikácie pri
prírodnej liečivej vode,
d) fyzikálno-chemické zloţenie, úpravu vody, účinky vody pri prírodnej minerálnej
vode,
e) podmienky sledovania prírodnej liečivej vody a prírodnej minerálnej vody do času
začatia ich vyuţívania,
f) údaj o mnoţstve vody z prírodného liečivého zdroja alebo z prírodného minerálneho
zdroja.
V súčasnosti je na Slovensku uznaných 120 prírodných liečivých a prírodných minerálnych
zdrojov, ktoré sú uvedené na web stránke MZ SR (http://www.health.gov.sk/?inspektoratkupelov-a-zriediel-2).
3.
NOVÉ UZNANÉ ZDROJE
V ostatnom čase boli nové uznané zdroje v troch lokalitách: Červený Kláštor (ČKB-2A, r.
2010), Oravská Polhora (FPJ-1, r. 2010) za prírodnú liečivú vodu a Legnava (LH-1, LH-2A,
LH-3, LH-4, LH-5, r. 2009) ako prírodná minerálna voda vhodná na plnenie do
spotrebiteľského obalu.
Oravská Polhora
Ochrana zdrojov prírodných minerálnych a prírodných liečivých vôd sa zabezpečuje určením
ochranných pásiem a ostatnými ochrannými opatreniami. Predmetom ochrany v lokalite
Oravská Polhora je zdroj prírodnej liečivej jódo-brómovej vody. Prvý návrh ochrany
vypracoval uţ v r. 1959 Franko a stanovil uţšie dočasné ochranné pásmo pre minerálne
pramene. Tento návrh bol vypracovaný na základe vtedajších poznatkov o geologickotektonickej stavbe a hydrogeologických pomeroch predmetného územia. Navrhované
ochranné pásmo bolo vyznačené v mapovom podklade M 1 : 50 000 a nadobudlo
právoplatnosť „Rozhodnutím Povereníctva SNR pre zdravotníctvo“ v Bratislave dňa
4.5.1960. Jednalo sa dočasné ochranné pásmo pre viacero roztrúsených prameňov
nachádzajúcich sa lokalite Oravská Polhora. V roku 1988 boli ukončené geologické práce na
odvŕtaní nového vrtu FPJ-1 do hĺbky 2417 m [4], ktoré boli súčasťou projektu
- 13 -
hydrogeologického výskumu s cieľom overenia moţnosti získania jódo-brómových vôd
v rámci Slovenska. Na Slovensku sa vyskytuje zdroj jódo-brómového zloţenia len v Číţi
(Hygiea), ktorý sa vyuţíva v rámci podávania kúpeľnej starostlivosti na vnútornú a vonkajšiu
balnoterapiu.
Pre návrh ochranných opatrení a následne ochranných pásiem bola pre lokalitu Oravská
Polhora vyčlenená výverová a akumulačná oblasť. Plošný rozsah výverovej oblasti, ktorá
bude chrániť ochranné pásmi I. stupňa, bol určený na základe súčasných poznatkov a zahŕňa
územie
pôvodných
výverov
minerálnej
vody
a všetkých
doteraz
realizovaných
hydrogeologických vrtov s minerálnou vodou v Oravskej Polhore. Plošné vymedzenie
navrhovaného ochranného pásma II. stupňa bude chrániť akumulačnú oblasť, ktorá je
vyčlenená podľa geotektonickej stavby a orografických pomerov. V prípade OP II. stupňa
v Oravskej Polhore sa jedná hlavne o ochranu tlakových pomerov hydrogeologickej štruktúry
a preto je potrebné zakázať vykonávanie banskej činnosti a činnosti vykonávané banským
spôsobom bez hydrogeologického prieskumu. [5]
Obr. 1 Návrh OP I. stupňa Oravská Polhora
- 14 -
Červený Kláštor
Uţ oddávna na severnom Spiši, v Zamagurí, pod Troma Korunami, v Červenom Kláštore sa
na povrch zeme dostávali dva menšie pramene minerálnej vody z ktorých do ovzdušia unikal
oxid uhličitý a nepríjemne zapáchajúci sírovodík. Miesto, kde sa spomínané vody ţriedlami
dostávali na povrch, pomenovali "jama smrti". Pre unikajúce a silno zapáchajúce plyny
sírovodíka vodu a pramene pomenovali "Smerdţonka", čo znamená smradľavá voda. Z
histórie je známe, ţe začiatkom 14. storočia prišli na severný Spiš, do Zamaguria a Pienin
najskôr mnísi kartuziáni a po ich odchode aj kamaldulovia. Členovia týchto rádov minerálnu
vodu vyuţívali pre liečiteľské účely. Mimoriadne aktívny v tomto smere bol kamaldulský
mních, známy pod menom Cyprián. Začiatkom 19. storočia tam existovali len pramene, ale
majiteľ neďalekého mlyna pre návštevníkov a záujemcov pripravoval teplý kúpeľ vo vaniach,
ktoré sa nachádzali v obyčajnej stodole. Krátko potom boli tam boli postavené kúpele, ktoré
pozostávali z dvoch pozdĺţne postavených budov. V staršej z nich bolo umiestnených šesť v
novšej budove dvanásť kabínok s vaňami. Zriadili tam niekoľko izieb pre ubytovanie
kúpeľných hostí, malý bazén a hostinec. Kúpele podporovala Spišská ţupa so svojim sídlom v
Levoči a ľudia si tam prichádzali liečiť reumatizmus a koţné choroby. V roku 1820 sa objekty
Červeného kláštora, aj kúpeľné zariadenia stali majetkom novozriadeného gréckokatolíckeho
biskupstva v Prešove. Po prvej svetovej vojne boli kúpeľné zariadenia poškodené a pre
kúpeľníctvo znova rekonštruované v roku 1928 za pomoci štátu. Naďalej sa tam liečili také
choroby ako predtým. Počas druhej svetovej vojny aj po nej začali kúpele upadať do
zabudnutia. V súčasnosti nastáva obnova lokality kúpeľov Smerdţonka a znovuotvorenie
kúpeľného zariadenia zaloţeného na liečivom účinku prírodného liečivého zdroja.
V rámci hydrogeologického prieskumu v rokoch 1971-74 boli realizované v Červenom
Kláštore Hydrogeologické vrty ČKB-1 a ČKB-2. Pri revízii vrtov v roku 2010 bol zistený
nevyhovujúci technický stav vrtov a následne bol odvŕtaný nový vrt ČKB-2A spolu
s likvidáciou vrtu ČKB-2.[6] Následne pre majiteľov pozemkov a vrtu nastal dlhodobý
schvaľovací proces vo väzbe na povolenia ohľadom, stanovenia vyuţiteľného mnoţstva
v zmysle geologického zákona na MŢP SR a vyuţívania vrtu. V súčasnosti je povolené
čerpanie 0,33 l.s-1 vody, ktorá je uznaná ako prírodné liečivá voda stredne mineralizovaná,
sulfánová, síranovo-hydrogénuhličitanová, sodnohorečnato-vápenaná, sylfidická, slabo
alkalická, studená. Charakteristika liečivých účinkov vody je zvýšený výskyt sulfánu (H2S).
Podľa balneologického posudku sa predpokladajú vhodné indikácie pri prírodnej liečivej
vode: pre vonkajšiu balneoterapiu: choroby pohybového ústrojenstva, koţné choroby, nervové
- 15 -
choroby. Pre pitnú liečbu – tieto indikácie:
choroby tráviaceho ústrojenstva (choroby
pečene).
V rokoch 1972-1974 bol v priestore bývalých kúpeľov Červený Kláštor vykonaný
hydrogeologický prieskum, ktorého cieľom bolo overenie moţnosti zachytenia minerálnej
vody hydrogeologickými vrtmi. Geologické práce boli postupne realizované odvŕtaním 17
prospekčných vrtov ČK-1 aţ ČK-17, hydrochemickými prospekčnými prácami na týchto
vrtoch s lokalizáciou výstupu minerálnych vôd z hĺbok pomocou obsahu H2S, odvŕtaním
a zabudovaním hydrogeologických vrtov ČKB-1 a ČKB-2, realizáciou čerpacích skúšok na
jednotlivých vrtoch), ako aj spoločnej poloprevádzkovej čerpacej skúšky Ako hlavný zdroj
minerálnej vody, privádzajúci tieto vody z hlbších častí, bol určený vrt ČKB-2 o hĺbke
35,0 m, kým v vrtom ČKB-1 bola zachytená iba druhotná akumulácia minerálnej vody,
zmiešavajúcej sa s obyčajnými vodami z okolitej oblasti. Z vrtu ČKB-2 bol navrhnutý odber
0,4 l·s-1 bez ohrozenia zmien chemického zloţenia vody. Revíziou technického stavu vrtov
ČKB-1 a ČKB-2 [6] bolo o temer tri desaťročia neskôr zistená priechodnosť vrtu ČKB-2 len
do hĺbky 19 m (hoci bol tento vrt odvŕtaný a vystrojený do hĺbky 35,0 m Klago. Po
zohľadnení zisteného technického stavu vrtu ČKB-2 bol v roku 2009 realizovaný na tom
istom mieste náhradný, rovnako hlboký zdroj ČKB-2A a následne bol vrt ČKB-2
zlikvidovaný.
Na základe zistených dokumentovaných skutočností je zjavné, ţe smer prúdenia podzemných
vôd je pri všetkých situáciách sa podzemná voda pohybuje od západu na východ, resp. od ZJZ
na VSV – alebo tieţ v smere od svahu nad areálom kúpeľov Červený Kláštor ku lokálnej
eróznej báze tvorenej tokom Lipníka. Z tohto dôvodu je navrhnutý rozsah ochranného pásma
I. stupňa tak, aby chránil zdroje v smere od pritekajúcich mnoţstiev.
Nakoľko je úlohou ochranného pásma I. stupňa chrániť výverovú oblasť, navrhuje sa chrániť
oblasť, kde sa prírodné minerálne vody dostávajú na zemský povrch. V tomto území musia
byť dodrţané stanovené ochranné opatrenia pre zabezpečenie stability kvantitatívnych a
kvalitatívnych parametrov prírodných minerálnych vôd. Na základe poznatkov o geologickej
stavbe vo výverovej oblasti hydrogeologickej štruktúry sa navrhuje v ochrannom pásme
I. stupňa [6]
zakázať nasledujúce činnosti, okrem činnosti spojených s kontrolou,
vykonávaním údrţby a opráv vodárenských zariadení a ostatnými povinnosťami vyuţívateľa
zdroja ČKB-2A:
•
nakladať s odpadom okrem jeho zberu a odvozu;
•
vykonávať chemický posyp komunikácií;
- 16 -
•
pouţívať prostriedky na chemickú ochranu rastlín a trávnatých porastov okrem
prostriedkov zapísaných v zozname schválených prípravkov na ochranu rastlín;
•
spaľovať všetky druhy odpadov;
•
prepravovať a skladovať ropné látky, pohonné hmoty, a chemické látky;
•
vykonávať odvodňovacie a zavlaţovacie práce, meliorácie, trhacie a výkopové práce;
•
budovať studne a iné vodné zdroje v kvartérnych sedimentoch, povoľovať odber a
odoberať z nich podzemné vody bez kladného posúdenia vplyvu na prírodné liečivé
zdroje vypracovaného oprávnenou osobou;
•
vykonávať ťaţbu štrku a zeminy.
Obr. 2 Návrh ochranného pásma I. stupňa minerálnych vôd v Červenom Kláštore
Ochranné pásmo II. stupňa sa nachádza aj na západnom brehu potoka Lipník (medzi
Dunajcom a kúpeľmi Červeným Kláštorom), prechádza na východnú stranu toku Lipník JZ
úbočím kóty 889 Plašná, ďalej hrebeňovými časťami na kótu 840 a je zakončené v najvyššej
časti povodia Lesnického potoka (časť povodia od úseku toku Lesnického potoka
s nadmorskou výškou 600 m n.m.), kde je moţnosť hydraulického napájania vyššie
uvedených priepustnejších súvrství povrchovými vodami. V súlade s návrhom Vandrovej[6]
je v ochrannom pásme II. stupňa navrhované zakázať nasledovné činnosti:
- 17 -
•
zriaďovať skládky odpadov;
•
spaľovať nebezpečné odpady;
•
budovať ţelezničné dráhy, pozemné komunikácie a súvisiace objekty bez podrobného
inţinierskogeologického
a
hydrogeologického
prieskumu
s výnimkou
miestnych
komunikácií a účelových komunikácií;
•
vykonávať
banskú
činnosť
a činnosti
vykonávané
banským
spôsobom
bez
hydrogeologického prieskumu;
•
povoľovať odber a odoberať podzemné vody v mnoţstve vyššom ako 0,5 l·s-1.
Legnava
Na základe vykonaných geologických prác a po spracovaní dostupných archívnych
materiálov, rekognoskácie terénu, interpretácie geologicko-tektonických pomerov územia pre
zadefinovanie hydrogeologickej štruktúry minerálnej vody na lokalite je spracovaný návrh
ochranných pásiem zdroja minerálnej vody v Legnave zosúladený so zákonom č. 538/2005
Z. z. [2]
Na základe výsledkov geologických prác vykonaných v rokoch 2006-2008 a nových
poznatkov sa navrhuje zmeniť rozsah vyhlásených ochranných pásiem, pričom sa akceptovala
skutočnosť, ţe v lokalite Legnava sú uţ vyhlásené ochranné pásma I. a II. stupňa Vyhláškou
MZ SR č. 144/2005 Z. z.. Uvedené ochranné pásmo I. stupňa prírodnej minerálnej pre zdroj
LH-1 ponechať v plnom rozsahu aj s návrhom opatrení na úpravu korytá potoka a zmeniť
jeho označenie na ochranné pásmo I. stupňa, časť A. [7] Pre zdroje minerálnych vôd LH-2A,
LH-3, LH-4 a LH-5 vyhlásiť ochranné pásmo I. stupňa, časť B.
Bezprostredná ochrana minerálnych vôd z vrtov LH-2A, LH-3, LH-4 a LH-5 je uţ
v súčasnosti zabezpečená územím v tvare kruhu o polomere 10 m, ktoré je oplotené. Uvedené
vrty sa nachádzajú vo vymurovaných šachtách kruhového tvaru s uzamykateľnými poklopmi.
V šachtách je umiestnená manipulačná technika, elektrická prípojka k čerpadlu, prietokomer,
odberný kohútik a po uznaní zdrojov a povolení na ich vyuţívanie bude sa v šachtách
nachádzať aj monitorovacie zariadenie. Uvedený priestor umoţňuje vykonávanie reţimových
meraní, ako aj moţnosť prípadných manipulačných prác na záchytnom zariadení.
Navrhované ochranné pásmo 1. stupňa bude chrániť výverovú oblasť, t.j. oblasť, kde sa
prírodné minerálne vody dostávajú na zemský povrch v prirodzených prameňoch alebo sú
zachytené vrtmi. V tomto území musia byť dodrţané stanovené ochranné opatrenia pre
zabezpečenie stability kvantitatívnych a kvalitatívnych parametrov prírodných minerálnych
- 18 -
vôd. Vzhľadom k tomu, ţe povrch terénu
v okolí vrtov LH-2A aţ LH-5 je tvorený
priepustnými náplavami toku Poprad (štrková terasa – štrky hrúbky do 10,0 m), ktoré majú
priepustnosť rádovo aţ 1.10-3-1.10-4 m.s-1[7] sa navrhuje v ochrannom pásme I. stupňa
zakázať tieto činnosti, okrem činnosti spojených s kontrolou, vykonávaním údrţby a opráv
vodárenských zariadení a ostatnými povinnosťami vyuţívateľa prírodných minerálnych
zdrojov:
1.
zriaďovať skládky odpadov a toxických látok,
2.
umiestňovať stavby určené pre poľnohospodársku a chemickú výrobu,
3.
vykonávať poľnohospodársku činnosť,
4.
prepravovať a skladovať ropné látky, pohonné hmoty, a chemické látky,
5.
vykonávať odvodňovacie a zavlaţovacie práce, meliorácie, odber podzemných vôd,
vrtné práce, trhacie a výkopové práce,
vykonávať banskú činnosť a činnosť vykonávanú banským spôsobom podľa
6.
osobitného predpisu,
vykonávať neplánovanú ťaţbu štrku a zeminy. [7]
7.
Navrhované ochranné pásmo II. stupňa bude chrániť tranzitno-akumulačnú oblasť t.j. oblasť
tvorby, akumulácie a pohybu prírodnej minerálnej vody v horninovom prostredí a súčasne
i infiltračnú oblasť, t.j. v ktorej prebieha infiltrácia atmosférických zráţok do horninového
prostredia a ďalej sa tieto podieľajú na obehu a tvorbe prírodnej minerálnej vody. V
ochrannom pásme II. stupňa sa navrhuje zakázať nasledovné činnosti:
 zriaďovať nielen neorganizované, ale akékoľvek skládky odpadov, chemikálií,
olejových a ropných produktov,
 spaľovať nebezpečné odpady,
 pouţívať leteckú aplikáciu hnojív a ochranných chemických látok,
 vykonávať také zásahy do prírodného prostredia, ktorými sa narušuje oţivená pôdna
vrstva a zmenšuje hrúbka krycích vrstiev,
 realizovať
nové
dopravné komunikácie
a
stavby
bez
podrobného
inţinierskogeologického prieskumu,
 vykonávať banskú činnosť
a činnosti vykonávané banským spôsobom bez
predchádzajúceho hydrogeologického prieskumu,
 povoľovať odber a odoberať podzemné vody v mnoţstve vyššom ako 0,11 l.s-1 bez
stanoviska MZ SR - IKŢ.
- 19 -
Obr. 3 Návrh OP I. stupňa Legnava
4.
ZÁVER
Inšpektorát kúpeľov a ţriedel ako samostatný odbor MZ SR počas svojej 44 ročnej činnosti sa
trvale venuje problematike kúpeľov a kúpeľníctva na Slovensku. Okrem zabezpečovania
ochrany zdrojov a ich vhodného vyuţívania v rámci svojej činnosti na úseku prírodných
liečebných kúpeľov, prírodných liečivých zdrojov a prírodných minerálnych vôd pripravuje
návrhy zákonov a iných všeobecne záväzných právnych predpisov, dbá aj o dodrţiavanie
zákonnosti v oblasti svojej pôsobnosti. Ochrane uznaných
a vyuţívaných prírodných
liečivých a minerálnych zdrojov sa všeobecne v minulosti ale aj v súčasnosti kladie veľká
pozornosť. Tieto vody majú značný zdravotnícky, hospodársky a spoločenský význam,
nakoľko sa od obyčajných podzemných vôd odlišujú vybranými špecifickými vlastnosťami.
Ich ochrana je špecifická, nakoľko vyplýva z ich fyzikálno-chemických a biologických
vlastností, hydrogeologických podmienok vzniku, ich prúdenia a vystupovania na povrch.
Tento príspevok bol spracovaný za podpory agentúry MŠ SR v rámci projektu VEGA
1/0559/10 riešeného na Katedre zdravotného a environmentálneho inžinierstva, Stavebnej
fakulty STU v Bratislave.
- 20 -
LITERATÚRA
[1] Zákon č. 364/2004 Z.z. o vodách a o zmene zákona Slovenskej národnej rady č. 372/1990 Zb. o
priestupkoch v znení neskorších predpisov (vodný zákon)
[2] Zákon č. 538/2005 Z.z. o prírodných liečivých vodách, prírodných liečebných kúpeľoch, kúpeľných
miestach a prírodných minerálnych vodách a o zmene a doplnení niektorých zákonov
[3] Zákon č. 71/1967 Zb. o správnom konaní (správny poriadok) v znení neskorších predpisov.
[4] ZAKOVIČET al. (1988): Geologický výskum jódo-brómovýchvôd vo vybraných oblastiach SSR.
Záverečná správa, Archív GÚDŠ, 1988
[5] VANDROVÁ, G. et al. (2009): Oravská Polhora – revízia exploatačných podmienok zdroja FPJ-1,
Záverečná správa, Terratest Ţilina, 2009, s. 60, Archív MZ SR, Geofond GUDŠ, 2009
[6] VANDROVÁ, G. et al. (2010): Červený Kláštor –geologické práce potrebné pre uznanie zdrojov
s minerálnou vodou za prírodné liečivé zdroje, Záverečná správa, Terratest Ţilina, 2010, s. 95, Archív MZ
SR, Geofond GUDŠ, 2010
[7] VANDROVÁ, G. et al. (2008): Legnava – zdroje prírodnej minerálnej vody, podrobný hydrogeologický
prieskum, Záverečná správa, Terratest Ţilina, 2010, s. 200, Archív MZ SR, Geofond GUDŠ, 2008
- 21 -
Radlinského 11, 813 68 Bratislava 1
Tel.: 02/59 27 47 02, fax: 02/5292 1184
www.kzdi.sk
Vychováva študentov pre oblasť zdravotného inžinierstva - zásobovania pitnou vodou;
stokovania a čistenia
odpadových vôd; inžinierskych sietí; odpadov;
kúpeľníctva a
balneotechniky.
V oblasti komerčnej činnosti vykonávame:
1. Expertíznu a posudkovú činnosť a technickú pomoc pri optimalizácii zadávacích
podmienok pre výberové konanie
2. Odbornú a poradenskú činnosť vo výberových konaniach
3. Zabezpečenie kompletného monitoringu a jeho analýza v týchto oblastiach:
• pasportizácia - geodetické zameranie skutočného stavu jestvujúcich inžinierskych sietí,
objektov ČOV a úpravní vôd
• kalibrácia merných zariadení na ČOV, úpravní vôd a na stokovej sieti
• zameranie prietoku odpad., balastných a iných vôd na jestvujúcej kanalizácii resp. na
jestvujúcich objektoch ČOV a úpravní vôd
• meranie kvality a kvantity vôd na úpravniach, ČOV a stokových sieťach,
• kompletné analýzy akosti vôd v recipiente, na úpravniach vôd a čistiarniach
odpadových vôd a pitných vôd
• zabezpečenie automatického odberu vzoriek a kontinuálneho záznamu priebehov
prietokov vo vybraných merných profiloch,
• analýzy špecifických polutantov ( ťažké kovy, PCB, a pod.)
4. Spracovanie štúdií a koncepcie zásobovania pitnou vodou, odkanalizovania obcí,
zneškodňovania odpadov, balneotechnických zariadení
5. Návrh technologických liniek s možnosťou použitia výpočtovej techniky a simulácie
vodovodných sietí, úpravní vôd, čistiarní odpadových vôd, stokových sietí
6. Spracovanie projektovej dokumentácie na úrovni na všetkých úrovniach projekty:
stokovej siete, čistiarne odpadových vôd, vodovodu, plynovodu, skládky odpadov
- 22 -
ZMENY KVALITY POVRCHOVÝCH A PODZEMNÝCH VÔD
V OBDOBIACH NEDOSTATKU VÔD V POVODÍ NITRY
M. Gregor1,2), M. Fendeková1), Z. Ţenišová1)
ABSTRAKT
V predloţený príspevok predstavuje výsledok hodnotenia zmien kvality povrchových a
podzemných vôd v oblasti Hornej Nitry. Základom pre výber suchých období bola
metóda prahovej hodnoty. Suché obdobia boli následne hodnotené z pohľadu zmien
kvantity, študované bolo sucho v prietokoch, podzemnom odtoku a hladinách
podzemnej vody. Po zhodnotení hydrologického sucha boli analyzované vzťahy medzi
výskytom sucha a zmenou fyzikálnych vlastností a koncentrácie jednotlivých iónov
v chemickom zloţení povrchovej a podzemnej vody.
1. ÚVOD
Výsledky, predstavené v rámci tohto článku sú zhrnutím prác v rámci viacerých
projektov a výskumných aktivít. Ide najmä o projekty MVTS a 6 RP Watch (č.
kontraktu 036946). Hodnotenie hydrologického sucha a rovnako aj vzťahu
kvantitatívnych a kvalitatívnych parametrov povrchových a podzemných vôd má v
súčasnosti veľký význam. Zároveň však ide o oblasť výskumu, ktorá je pomerne málo
známa ako v domácej, tak aj v zahraničnej literatúre. Preto sa touto problematikou
začali zaoberať pracovníci Katedry hydrogeológie Prírodovedeckej fakulty Univerzity
Komenského v Bratislave. Prvou prácou na Slovensku, ktorá sa zaoberala uvedenými
vzťahmi bola monografia autorov Fendeková a Ţenišová (Eds.), vydaná ako výsledok
riešenia projektu APVV-0335-06 [1.]
1
RNDr. Miloš Gregor, PhD., doc. RNDr. Miriam Fendeková, CSc., doc. RNDr. Zlatica Ţenišová, PhD.,
Katedra hydrogeológie PRIF UK, pav. G, Mlynská dolina, 845 12Bratislava
2
RNDr. Miloš Gregor, PhD., Štátny geologický ústav Dionýza Štúra, Mlynská dolina 1, 817 04 Bratislava
- 23 -
2. METODIKA
Vykonané analýzy hydrologického sucha metodicky vychádzajú z práce autorov
Tallaksen & van Lanen [2.]. Pri analýzach hydrologického sucha povrchových a
podzemných vôd sa vyuţíva metóda prahovej hodnoty. V rámci tejto metodiky sme pre
samotné hodnotenie sucha pouţili bilančnú metódu SPA – algoritmus nasledujúceho
vrcholu (obr. 1).
Obr. 1: Použitie prahovej metódy SPA (sequent peak algorithm) na hodnotenie hydrologického
sucha.
Metodika hodnotenia hydrologického sucha, zobrazená na obrázku 1, pozostáva z
niekoľkých krokov. Prvým krokom je stanovenie hraničnej hodnoty hydrologického
sucha, čiţe hodnoty pod ktorou je prietok hodnotený ako sucho. Táto hodnota sa
zvyčajne stanovuje analýzou čiar prekročenia ako hodnota s 90 % pravdepodobnosťou
prekročenia. Následne sú prietoky pod touto hodnotou analyzované a spracovávané.
Metódou SPA sú jednotlivé denné deficity spočítavané aţ pokiaľ prietok na
povrchovom toku nepresiahne stanovenú hraničnú úroveň. Týmto spôsobom sú
zhodnotené jednotlivé časové rady prietokov povrchových tokov, výdatností prameňov
a hladín podzemných vôd v pozorovaných sondách. Pre hodnotenie hydrologického
sucha bol na katedre hydrogeológie vytvorený komplexný softvérový nástroj, ktorý je v
súčasnej dobe vyuţívaný na vedecké a inţinierske účely vo viac ako 30-tich krajinách.
Tento nástroj je voľne šíriteľný zo stránky hydrooffice.org.
- 24 -
Na hodnotenie hydrologického sucha nadväzuje hodnotenie kvality vôd. V tomto kroku
sú z radov chemických analýz vyberané tie, ktoré spadajú do období sucha. Tieto
analýzy sú následne porovnávané a hodnotené vo vzťahu k dlhodobým priemerným
hodnotám koncentrácie látok vo vodách alebo vo vzťahu k hodnotám koncentrácie
rozpustených látok pri vyšších kvantitatívnych vzťahoch.
Nasledujúci text predstavuje zhrnutie rozsiahlejších prác a výsledkov [3.].
3. HYDROLOGICKÉ SUCHO
Metodicky analýzy hydrologického sucha vychádzajú z práce [2.]. V rámci štúdie,
zameranej na oblasť Hornej Nitry, bol hodnotený výskyt meteorologického sucha,
výskyt sucha v profiloch povrchových tokov a výskyt sucha v podzemnej vode.
Podkladovými údajmi hodnotenia sucha v podzemnej vode
boli merania hladín
podzemnej vody v sondách a merania výdatností pozorovaných prameňov. Na obrázku
2 je zobrazený príklad výsledku analýzy výskytu deficitných období na povrchových
tokoch Hornej Nitry.
Obr. 2: Priebeh priemerných hodnôt deficitov na profiloch povrchových tokov na území Hornej
Nitry.
Okrem hodnotenia priebehu deficitov na jednotlivých profiloch tokov bolo
spracovaných aj viacero ďalších analýz. Bola hodnotená priemerná dĺţka deficitných
periód v čase, plošné rozšírenie jednotlivých periód sucha v priestore povodia, sezónny
charakter výskytu sucha, vzťahy medzi jednotlivými parametrami hydrologického
sucha, periodickosť opakovania suchých období v čase, atď.
- 25 -
4. HODNOTENIE KVALITY VÔD
Na hodnotenie a analýzu hydrologického sucha nadväzovalo hodnotenie kvality
povrchových a podzemných vôd. Pre túto analýzu boli pouţité dlhodobé pozorovania
kvality vôd, vykonávané SHMÚ. Pri hodnotení boli pouţité chemické analýzy vôd z
vodných tokov a z pozorovaných sond. Celkovo bolo pouţitých viac ako 360
chemických analýz. Z týchto analýz boli stanovené dlhodobé priemerné hodnoty
jednotlivých zloţiek rozpustených látok. S týmito dlhodobými priemernými hodnotami
boli následne porovnávané koncentrácie vybraných katiónov a aniónov pri rôznych
kvantitatívnych stavoch povrchových a podzemných vôd. Všeobecné zhodnotenie
výsledkov prináša tabuľka 1.
Koncentrácie jednotlivých rozpustených látok v povrchových a podzemných vodách
boli porovnávané vzhľadom ku dvom kvantitatívnym stavom a to pri prietoku alebo
hladine podzemných vôd pod 50-tym a pod 90-tym percentilom určeným z čiary
prekročenia. Pri analýze, v ktorej bol pouţitý 90-ty percentil, boli posudzované len tie
chemické analýzy, ktoré spadali do období hydrologického sucha. Z výsledkov sme
zistili, ţe koncentrácia väčšiny rozpustených látok v povrchových vodách v suchých
obdobiach stúpa, pričom v niektorých prípadoch o viac ako 100 % vzhľadom k
dlhodobému priemeru. Naopak, pri podzemných vodách dochádza k opačnému javu,
kedy v suchých obdobiach koncentrácia väčšiny rozpustených látok významne klesá,
najmä však koncentrácia chloridov, dusitanov, dusičnanov a síranov.
Okrem základných opísaných charakteristík sme zistili, ţe tieto výsledky sa môţu v
priestore hodnotenej oblasti pomerne výrazne meniť. Takisto bolo dokumentované
významné antropogénne ovplyvnenie kvality povrchových a podzemných vôd na území
Hornej Nitry, čo spôsobuje to, ţe tieto výsledky z územia Hornej Nitry nie je moţné vo
väčšom rozsahu vyuţiť pri interpretácii vzťahov medzi kvalitatívnymi a kvalitatívnymi
parametrami vôd v iných územiach.
5. ZÁVER
Predloţený príspevok predstavuje krátky prehľad problematiky, ktorá sa uţ dlhšiu dobu
rieši v rámci výskumných aktivít na Katedre hydrogeológie na Prírodovedeckej fakulte
UK v Bratislave. Komplexné zhodnotenie výsledkov je moţné nájsť v rámci viacerých
- 26 -
odborných publikácií [5.], postupových prác [3., 4., 6.] a monografií [1.]. Čiastkové
výsledky vo forme nových, voľne šíriteľných, hydrologických softvérových nástrojov je
tieţ moţné nájsť v rámci stránky http://hydrooffice.org.
Tab. 1: Zhodnotenie zmien v kvalite povrchových a podzemných vôd vo vzťahu k hydrologickému
suchu.
- 27 -
POĎAKOVANIE: V príspevku sú publikované výsledky získané v rámci riešenia
projektu 6 RP Watch (číslo kontraktu 036946).
LITERATÚRA
[1.] Fendeková, M., Ţenišová, Z., Demeterová, B., Fendek, M., Fľaková, R.,
Gavurník, J., Krčmář, D., Macura, V., Némethy, P., Slivová, V.: Hydrogeologické
sucho. Slovenská asociácia hydrogeológov, Bratislava, 2010, 190 s.
[2.] Tallaksen, L.M., Van Lannen, H.A.J.: Hydrological drought – Processes and
Estimaiton Methods for Streamflow and Groundwater. Developments in Water
Science, 48., Amsterdam, Elsevier Science B.V., 2004, 579 s.
[3.] Gregor, M.: Hodnotenie zmien kvality povrchových a podzemných vôd v období
nedostatku vôd v povodí. Dizertačná práca, Univerzita Komenského v Bratislave,
Prírodovedecká fakulta, 2011, 183 s.
[4.] Machlica, A.: Modelovanie podzemného odtoku, Dizertačná práca, Univerzita
Komenského v Bratislave, Prírodovedecká fakulta UK v Bratislave, 2010, 179 s.
[5.] Slivová, V.: Hydrologické sucho. Dizertačná práca, Slovenská technická
univerzita v Bratislave, Stavebná fakulta, 2008, 204 s.
[6.] Fendekova, M., Slivova, V., Demeterova, B., Macura, V., Zenisova, Z., Fendek,
M., Gregor, M., Jalcovikova M.: Surface And Groundwater Drought Evaluation
With Respect To Aquatic Habitat Quality Applied In Torysa River Catchment,
Slovakia. In: BALWOIS. Water Observation and Information System for
Decision Support (CD ROM), Skopje, University Sts Cyril and Methodius , 2010,
1-10.
- 28 -
Výzkum sucha na území České republiky
Pavel Treml1)
ABSTRAKT
Příspěvek představuje výsledky nejvýznamnějších projektů zabývajících se výzkumem
sucha. Seznamuje s projekty, které se zabývají základním i aplikovaným výzkumem sucha a
možnými adaptačními opatřeními vůči suchu. Je představen i projekt, jenž by měl přispět
k vytvoření národní koncepce pro snížení dopadů následků sucha.
1. ÚVOD
Na jaře letošního roku postihlo území západní a částečně i střední Evropy velké sucho, hodně
oblastí trpěla dlouhodobým nedostatkem vody a srážek. Např. jaro ve Spojeném království
Velké Británie a Severního Irska bylo nejsušší od roku 1910, byly mimořádně vysoké teploty,
nízké srážky a vysoký počet dnů se slunečním svitem. Měsíc duben byl ve střední Anglii
dokonce nejteplejší od roku 1659 [1].
Kromě letošního jara má mnoho z nás v paměti i sucho z roku 2003 [2], které bylo
v novodobé historii jedno z nejextrémnějších. I v tomto případě měla Česká republika a
Slovensko štěstí, neboť i zde byla hlavní oblast s výskytem sucha oblast západní Evropy.
Výskyt sucha byl navíc doprovázen velmi vysokými teplotami, na mnoha místech padaly
teplotní rekordy (např. ve Švýcarsku bylo naměřeno 11. srpna 41,5 ˚C, nejvyšší teplota za 250
let) [2]. Jednalo se o nejhorší přírodní katastrofu posledních 50 let v Evropě a jednu z 10
největších přírodních katastrof posledních 100 let. Nepřímo přispěla až k 30 000 obětem na
lidských životech, nejvíce ve Francii (přibližně 14 000) [2].
Obě sucha ale nepatřila na území Česka k těm nejextrémnějším. Podstatně extrémnější byla
sucha z let 1953, 1947, 1921, 1904, 1959, 1983 či z roku 1911 [3], která byla svým průběhem
1
Mgr. Pavel Treml, Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v. v. i., Podbabská 30, 160 00, Praha 6;
e-mail: [email protected]
- 29 -
podstatně extrémnější a to jak svými meteorologickým projevem, tak dopady na průtoky a v
zemědělství. Významná sucha se vyskytovala relativně často do poloviny 50. let. Poté nastalo
období, kdy se sucha ve střední Evropě skoro nevyskytovala (za zmínku stojí pouze sucha
z let 1983, 1990 a 1992). Další významné sucho nastalo v roce 2003 a 2011.
Obrázek Teplotní odchylky v létě (měsíce červen až srpen) roku 2003. Zdroj: [2]
2. PROJEKTY ZABÝVAJÍCÍ SE VÝZKUMEM SUCHA
Opětovné navýšení četnosti výskytu období sucha je nutné věnovat pozornost. Pokud by
nastala srovnatelně velká sucha, jako byla v roce 1953 či 1947, jaké by měly účinky na
přírodní prostředí a národní hospodářství? Jaká adaptační opatření se mají přijmout, aby se
dopady sucha co možná nejvíce snížily? Na to se snaží odpovědět mnoho úkolů řešených
v rámci výzkumu po celém světě. Nejvýznamnější úkoly řešené v Česku budou představeny
v následujících subkapitolách, včetně odkazů na nejvýznamnější výstupy daných projektů.
2.1 Stanovení vhodných indikátorů pro identifikaci výskytu, předpověď a
vyhodnocení intenzity období sucha pro podmínky České republiky
Projekt základního výzkumu sucha, který se zabývá vztahy mezi jednotlivými typy sucha a
jejich příčinami za posledních 135 let. Jsou testovány a porovnávány metody pro výzkum
meteorologického a hydrologického sucha v denním časovém kroku [4] a to jak ve vztahu
- 30 -
k analýze sucha v minulosti, tak i k možnosti jeho predikce. V roce 2011 se projekt rozšířil o
monitoring dění v oblasti výzkumu a plánování v rámci Evropské unie a testování indexů
sucha, jejichž užití je plánováno v rámci celé Evropské unie.
2.2 Časová a plošná variabilita hydrologického sucha na území ČR
Byl to první komplexně zaměřený výzkumný projekt [5] zabývající se problematikou
hydrologického sucha. Projekt byl ukončen v roce 2010. Na souboru 118 vodoměrných stanic
z území České republiky byly zpracovány charakteristiky nedostatkových objemů pro
hodnoty průtoků s pravděpodobností překročení 95 % a 70 %. Dále byla věnována pozornost
vlivu nádrží a ostatních antropogenních vlivů na velikost nedostatkových objemů,
modelovány možné dopady vybraných scénářů klimatické změny na charakteristiky
hydrologického sucha a souvislosti jakosti vody a výskytu hydrologického sucha.
2.3 Návrh koncepce řešení krizové situace vyvolané výskytem sucha a nedostatkem
vody v České republice
Cílem projektu je vypracovat koncepci řešení krizové situace vyvolané výskytem sucha a
nedostatkem vody, včetně návrhu na změnu legislativy. Na základě jasně definovaných
kritérií budou stanoveny kompetence jednotlivých subjektů (veřejná a státní správa,
provozovatelé vodohospodářské infrastruktury, občané) při výskytu sucha. Budou rovněž
stanoveny hraniční hodnoty charakteristik vymezujících sucho. Měla by být vytvořena i
struktura pro tvorbu plánů pro zvládání období nedostatku vody a sucha. Projekt je prozatím
v počáteční fázi řešení, proto nebyl dosud publikován (kromě zprávy o řešení) žádný výstup.
2.4 Úkoly zabývajícími se adaptačními opatřeními vůči suchu
Návrhem adaptačních opatření vůči zmírnění sucha na území ČR se věnují úkoly s názvy
Výzkum adaptačních opatřeni pro eliminaci dopadu klimatické změny v regionech České
republiky, Možnosti zmírnění současných důsledků klimatické změny zlepšením akumulační
schopnosti v povodí Rakovnického potoka a mnohé další. První úkol [6] podrobně rozebírá
vhodnost užití různých adaptačních opatření (možnosti šetření s vodou, výstavba a obnova
- 31 -
nádrží zachycujících vodu, možnosti transportu vody, změny land-use apod.) včetně ukázky
jejich užití na povodích Blšanky, Orlice a Chrudimky, druhý úkol [7] představuje podrobnou
případovou studii Rakovnického potoka, v níž je rozebráno užití jednotlivých adaptačních
opatření a jejich výhody a nevýhody při užití v této oblasti ve srážkovém stínu.
3. ZÁVĚR
Jak bylo ukázáno, problematice výzkumu nedostatku vody a sucha je v současné době
věnována dostatečná pozornost. Díky tomu by měla v nejbližší době vzniknout obecná
metodika pro zvládání krizových situací vyvolaných nedostatkem vody a suchem, podložená
dlouhodobým výzkumem. To vytvoří ideální podmínky pro možnost plánování v období
sucha v jednotlivých povodích. Pro jednotlivá povodí poté bude důležité vytvořit podrobné
kompletní plány pro plánování v období nedostatku vody a sucha. Navržená metodika pro
hodnocení sucha by měla být průběžně aktualizována podle poznatků nejnovějšího výzkumu a
podle požadavků Evropské unie.
LITERATURA:
[1] NATIONAL CLIMATE INFORMATION CENTRE, 2011. UK Seasonal weather
summary – spring 2011, Weather, roč. 66, č. 7, s. 187. ISSN: 1477-8696 [online,
cit. 1.8.2011].
[2] UNEP, 2004. Impacts of summer 2003 heat wave in Europe [online], Environment alert
Bulletin, United Nations Environment Programme,
http://www.grid.unep.ch/product/publication/download/ew_heat_wave.en.pdf [online,
cit. 1.8.2011].
[3] TREML, P., 2011. Největší sucha na území České republiky v období let 1875 - 2010,
Meteorologické zprávy [v tisku]
[4] TREML., P., 2010. Nejvýznamnější období sucha v letech 1956–2009 na území České
republiky. VTEI - Vodohospodářské technicko - ekonomické informace, roč. 52, č. MČ2, s. 13
- 16. ISSN 0322-8916.
[5] FIALA, T., 2009. Variabilita nedostatkových objemů na českých tocích ve vztahu k
fyzicko-geografickým charakteristikám povodí. VTEI - Vodohospodářské technicko ekonomické informace, roč. 51, č. MČ1, s. 16 - 19. ISSN 0322-8916.
- 32 -
[6] MRKVIČKOVÁ, M., KOS, Z., 2010. Metodika posouzení dopadů klimatické změny a
návrhu adaptačních opatření na vodních zdrojích. VTEI - Vodohospodářské technicko ekonomické informace, roč. 52, č. MČ2, s. 22 - 24. ISSN 0322 – 8916.
[7] KAŠPÁREK, L., 2009. O možnostech rekonstrukce vyčíslení řad průtoků. VTEI Vodohospodářské technicko - ekonomické informace, roč. 51, č. MČ1, s. 13 - 16. ISSN 03228916.
- 33 -
- 34 -
HISTÓRIA, SÚČASNOSŤ A BUDÚCNOSŤ OCHRANY VÔD V SR
Sokáč, M. 1), Rajczyková E., Makovinská J.2)
ABSTRAKT
V príspevku je opísaná história ochrany vôd na území dnešného Slovenska, ktorá má
u nás pomerne dlhú tradíciu. Venujeme sa aj problematike vývoja kvality vôd,
a niektorých zásadných zmien, ktoré v tejto oblasti nastali. V kapitole súčasnosť sa
venujeme najmä zmene systému hodnotenia kvality vôd, ktorá nastala prijatím
európskej Rámcovej smernice o vodách. V závere príspevku prezentujeme aj niekoľko
téz moţného vývoja, ktoré je moţné očakávať v oblasti kvality vôd.
1. HISTÓRIA OCHRANY VÔD V SR
História ochrany vôd má v SR (predtým v ČSR, ČSSR, ČSFR) pomerne dlhú tradíciu.
Uţ v minulých storočiach boli prijaté rôzne kodifikácie vodného práva, ale so
systematickou ochranou vôd sa na našom území stretávame aţ po II. Svetovej vojne.
Základom jednotnej štátnej politiky v oblasti nakladania s vodami sa stal 1. Štátny
vodohospodársky plán, ktorý bol prijatý v r. 1953. Tento plán bol však iba viac – menej
1
doc. Ing. Marek Sokáč, PhD., Katedra zdravotného a environmentálneho inţinierstva,
Stavebná fakulta, Slovenská technická univerzita v Bratislave, Radlinského 11, 813 68
Bratislava, [email protected]
2
Ing. Elena Rajczyková, PhD., RNDr. Jarmila Makovinská, CSc., Výskumný ústav
vodného hospodárstva, Bratislava, Nábr. arm. gen. L. Svobodu 5, 812 49 Bratislava,
[email protected], [email protected]
- 35 -
bilanciou zásob a kvality vody a bol poplatný vtedajším spoločenským pomerom, preto
sa zameriaval najmä na výstavbu priehrad ako prostriedku na ochranu pred povodňami
a výrobu
elektrickej
energie,
ako
aj
na
zabezpečenie
dostatku
vody
pre
poľnohospodárstvo a priemysel. V roku 1955 bol prijatý nový Zákon o vodnom
hospodárstve č. 11/1955 Zb. Tento zákon odstránil niektoré nedostatky v oblasti
riadenia vodného hospodárstva (dualizmus vodného práva) a zaviedol prvý raz pojem
ochrany vôd, ale na druhej strane vniesol do oblasti vodného hospodárstva niektoré
socialistické princípy. V roku 1960 vznikla Štátna vodohospodárska inšpekcia, ktorá
s určitými zmenami funguje dodnes.
Prudký rozvoj priemyslu a rozvoja hospodárstva v šesťdesiatych a sedemdesiatych
rokoch vyvolal potrebu zabezpečenia všetkých oblastí hospodárstva a obyvateľstva
dostatočným mnoţstvom kvalitnej vody, čo na druhej strane vyvolávalo potrebu
dôsledného plánovania a zmeny vtedajšej legislatívy. Preto bol v roku 1973 prijatý nový
Zákon o vodách č. 138/1973 Zb., ktorý bol v tom čase pomerne pokrokový a vytváral
predpoklady pre všestrannú ochrany kvantity a kvality vodných zdrojov. Tento zákon
takisto podnietil vznik Smerného vodohospodárskeho plánu, ktorý bol prijatý v r. 1976.
Zákon o vodách o.i. stanovil aj niektoré dovtedy pomerne pokrokové zásady, ako napr.
potrebu
recyklácie
vody
v priemysle,
povinnosti
zásobovania
vodou
a ich
odkanalizovania pri výstavbe nových sídlisk, ochranu vodných zdrojov a prírodných
podmienok v ich okolí, prednostné určenie podzemných vôd na zásobovanie
obyvateľstva pitnou vodou, dôraz na prevenciu znečistenia vôd. Veľmi významné na
vtedajšie pomery boli aj ustanovenia Zákona v oblasti ochrany kvality vôd, najmä
ustanovenie chránených vodohospodárskych oblastí, ochranných pásiem vodárenských
zdrojov, stanovenie vodárenských tokov, definícia odpadových vôd a stanovenie
povinnosti ich zneškodňovania, ukazovatele prípustného znečistenia vôd (imisný
princíp, NV SSR č. 30/1975 Zb.), ale aj stanovenie činností pri havarijnom znečistení
vôd, odplatami a pokutami pri nedodrţaní ustanovení Zákona o vodách. Ako sme uţ
spomínali, tento Zákon bol na svoju dobu pokrokový, ţiaľ spoločenské pomery
vtedajšej doby často znemoţňovali jeho dôslednú aplikáciu v praxi, takţe celkový
výsledok dopadov tohto Zákona bol v praxi niekedy veľmi rozpačitý a vo všeobecnosti
dochádzalo ku zhoršovaniu kvality vôd.
- 36 -
Nadväzujúcim dokumentom na Zákon o vodách č. 138/1973 bol zákon o štátnej správe
vo vodnom hospodárstve, prijatý v Slovenskej národnej rade o rok neskôr (č. 135/1974).
Po spoločenských zmenách v r. 1989 došlo k niektorým legislatívnym úpravám
v oblasti vodného hospodárstva a ochrany vôd, ktoré reflektovali vzniknuté spoločenské
zmeny, celkovo však môţeme konštatovať, ţe vodné hospodárstvo, ako aj problematika
ochrany vôd sa v procese spoločenskej, ekonomickej a hospodárskej transformácie
v tomto období dostalo trochu do úzadia. Váţnym problémom bola určitá dvojkoľajnosť
v riadení
vodného
hospodárstva,
ktorá
vyplývala
z kompetencií
jednotlivých
ministerstiev – Ministerstva pôdohospodárstva, ktoré malo v kompetencii vyuţívanie
vôd
a nakladanie
s vodami
a Ministerstva
ţivotného
prostredia,
ktoré
malo
v kompetencii ochranu vôd. Táto dvojkoľajnosť bola odstránená v r. 2003, keď sa
ústredným orgánom štátnej správy pre oblasť vodného hospodárstva stalo Ministerstvo
ţivotného prostredia SR.
Dôleţitým dokumentom v tomto období bol Generel ochrany a racionálneho vyuţívania
vôd, spracovaný v roku 1995 ešte podľa zákona o vodách č. 138/1973 Zb., ako aj druhé
vydanie Generelu v roku 2002. Tieto dokumenty obsahujú základné koncepčné
materiály a rozvojové materiály celoštátneho významu týkajúce sa ochrany a vyuţívania
povrchových vôd a podzemných vôd.
Zásadný obrat vo vývoji ochrany vôd priniesol rok 2004, keď sa SR stalo plnoprávnym
členom EÚ. Tento fakt spôsobil, ţe SR musela uţ pri vstupných rokovaniach prijať
určité záväzky v oblasti ochrany vôd, ako aj transponovať princípy smerníc EÚ v tejto
oblasti. Pomerne dôleţitým dokumentom v tejto oblasti bol Zákon o vodách č. 364/2004
Z.z., ktorý implementoval zásady základných smerníc EÚ, najmä smernice 2000/60/EC
(Rámcová smernica o vodách) a smernice č. 91/271/EC (o čistení mestských
odpadových vôd). Tieto smernice a majú pomerne rozsiahly dopad na oblasť ochrany
vôd, vrátane ekonomických nákladov na ich implementáciu. Dôleţité sú aj legislatívne
dokumenty, nadväzujúce na Zákon o vodách, ako napr. NV 296/2005 (kvalitatívne ciele
povrchových vôd a limitné hodnoty ukazovateľov znečistenia odpadových vôd,
- 37 -
v súčasnosti nahradené NV č. 269/2010 Z.z.), ktoré čiastočne menia pohľad na
problematiku vypúšťania odpadových vôd. Zásadná zmena nastala aj v oblasti
monitorovania a hodnotenia stavu vôd, kde sa v dôsledku prijatia zásad smernice
2000/60/EC radikálne zmenil prístup k hodnoteniu stavu (kvality) vôd. Za dôleţitý
koncepčné dokumenty v oblasti ochrany vôd môţeme povaţovať aj Vodný plán
Slovenska, (MŢP SR, 2009), dokument Koncepcia vodohospodárskej politiky SR do
roku 2015 (dokument prijatý uznesením vlády SR č. 117/2006) a Plán rozvoja
verejných vodovodov a verejných kanalizácií pre územie SR (dokument prijatý
uznesením vlády SR č. 119/2006).
Záverom je moţné konštatovať, ţe prijatím a transpozíciou smerníc EÚ sa v SR
dosiahol legislatívny stav komplexnej ochrany vôd (t.j. kvantity ako aj kvality), ale
implementácia týchto legislatívnych noriem bude vyţadovať ešte nemalé úsilie a potrvá
dlhý čas. Zároveň je moţné predpokladať, ţe v súlade s environmentálnou politikou EÚ
sa budú smernice EÚ postupne dopĺňať, aktualizovať a sprísňovať, takţe pôjde
o neustále sa opakujúci proces, výsledkom ktorého by mala byť neustále sa zlepšujúca
kvalita vody a jej komplexná ochrana.
1.1 Vývoj kvality vody v SR
Vývoj kvality vody v SR je pomerne ťaţké hodnotiť v dlhodobom kontexte, pretoţe
systematický monitoring kvality vôd na našom území prakticky existuje iba
v posledných desaťročiach (pribliţne od r. 1948). Pri porovnaní historických údajov
však môţeme konštatovať, ţe za obdobie minulého storočia (roky 1914-1970) sa napr.
hodnoty BSK5, resp. CHSK zvýšili dvoj – aţ štvornásobne [9].
Systematický monitoring a hodnotenie kvality vôd sa začal v rokoch 1948-1954 pre
potreby spracovania Štátneho vodohospodárskeho plánu. Kvalita vody v tom období
- 38 -
bola ešte na pomerne dobre úrovni, prevaţovala I- II. trieda kvality, ale úseky pod
väčšími zdrojmi znečistenia (najmä na Váhu, Slanej, Nitre, Hrone a Malom Dunaji) boli
vo IV aţ V. triede kvality.
Uţ v tej dobe bolo konštatované postupné zhoršovanie kvality vôd, spôsobené najmä
nárastom
priemyselnej
činnosti
a nárastom
počtu
obyvateľov
v uplynulých
desaťročiach. Nárast znečistenia nastal najmä v rokoch 1954-1960 v dôsledku výraznej
industrializácie spoločnosti – výstavby nových priemyselných závodov a rozvojom
sídelných aglomerácií, často však bez riešenia otázky čistenia odpadových vôd. Počet
tokov, zaradených do najhoršej triedy kvality (IV a V trieda) sa zvýšil.
V rokoch 1961-65 došlo k zmene hodnotenia kvality vody, takţe nie je moţné priamo
porovnávať vývoj v týchto rokoch s údajmi z predchádzajúcich rokov. Napriek tomu
v rokoch 1957-1967 sa podarilo výstavbou ČOV spomaliť, resp. zastaviť rast celkového
znečistenia vôd, na niektorých tokoch sa dokonca v rokoch 1969-1975 v niektorých
ukazovateľoch podarilo aj zníţiť objem znečistenia. Takisto začali pôsobiť niektoré
legislatívne opatrenia , napr. ukladanie pokút za nadmerné znečisťovanie recipientov
a pod. Napriek tomu sa však zhoršila kvalita vody najmä na tokoch Dunaj a Malý Dunaj
(Bratislava), Váh, Hron (Slovenská Ľupča), Topľa, Cirocha (Snina), Laborec (Stráţske).
(Generel 1995). Tieto roky však zároveň priniesli aj nárast iného znečistenia, napr.
RRL, tenzidov, anorganických solí, ako aj dovtedy nesledovaného znečistenia, napr.
látok vyrábaných a pouţívaných v chemickom a farmaceutickom priemysle. [9].
V rokoch 1966-70 za otázka ochrany kvality vôd dostala medz najzávaţnejšie
vodohospodárske problémy. Je zrejmá snaha štátnych orgánov riešiť vzniknutú situáciu,
čo dokazuje aj pomerne veľké mnoţstvo legislatívnych predpisov, upravujúcich túto
oblasť
(náhrady
vodohospodárskeho
za
vypúšťanie
fondu).
odpadových
Takisto
sa
vôd,
v tomto
pokuty,
období
vznik
Štátneho
významne
rozšírila
monitorovacia sieť kvality povrchových vôd. Obdobie po roku 1970 sa nieslo
v znamení snahy o zastavenie negatívneho vývoja kvality vôd. Vytvárali sa legislatívne
predpoklady (Zákon č. 138/1973 Zb.). v tomto období sa začala príprava a následne aj
- 39 -
realizácia veľkého mnoţstva ČOV, najmä v rozhodujúcich zdrojoch znečistenia –
veľkých priemyselných závodoch a mestských sídelných celkoch. Napriek tomu však
ešte v r. 1980 boli bez vyhovujúceho čistenia odpadových vôd viaceré veľkozdroje
znečistenia (Slovnaft, Biotika Slovenská Ľupča, Duslo Šaľa, Petrochema Dubová), ale
aj takmer všetky mestské územné celky, ktorých riešenie sa odkladalo uţ najmenej 1520 rokov (Generel 1995). V tomto období bolo pribliţne 50% sledovaných tokov
v najhorších triedach kvality vody (IV a V trieda, t.j. voda silno a veľmi silno
znečistená).
V období rokov 1980-85 síce negatívny trend vo vývoji kvality vody pokračoval, ale
nárast znečistenia sa zmiernil v dôsledku výstavby ČOV a niektorých opatrení. Po roku
1980 môţeme badať aj nárast záujmu spoločnosti o problematiku ţivotného prostredia
a s ňou spojenú problematiku ochrany vôd. Tento pozitívny trend bol však významnou
mierou zníţený niektorými skutočnosťami, napr. nadmerným udeľovaním výnimiek
v oblasti vypúšťania odpadových vôd (236 producentov odpadových vôd malo udelenú
výnimku do r. 1985), ale aj ekonomickými problémami spoločnosti a poklesom
investičnej výstavby (vrátane ČOV) v týchto rokoch. Takisto činnosť na úseku ochrany
vôd bola zameraná na legislatívne opatrenia, tieto sa však nepodarilo naplno
implementovať do praxe, nedosiahla sa potrebná prevencia a technologická disciplína
[10]. Podobný vývoj bol aj v rokoch 1985-1989. Tieto roky môţeme charakterizovať
ako najhoršie v doterajšom dlhodobom vývoji kvality vôd, pretoţe podľa jednotlivých
ukazovateľov v rokoch 1984-1989 kulminovalo mnoţstvo vypúšťaného znečistenia,
resp. celkové mnoţstvo odpadových vôd. Taktieţ si je potrebné uvedomiť, ţe
monitoring sa v tomto období sústreďoval najmä na spoplatnené základné ukazovatele
kvality vôd, špeciálne znečistenie (napr. toxické látky, ťaţké kovy a pod.) sa sledovali
iba minimálne [10].
Po roku 1989 došlo v dôsledku spoločenských zmien aj ku zmenám v oblasti kvality
povrchových vôd. V hospodárskej oblasti došlo jednak k výraznému zníţeniu výroby
a poľnohospodárskej produkcie. Tým sa zákonite zníţilo aj mnoţstvo produkovaného
a vypúšťaného znečistenia (odpadových vôd) do povrchových vôd. Na druhej strane
- 40 -
došlo aj postupnému sprísňovaniu legislatívnych opatrení ako aj ich pomerne dôslednej
implementácie do praxe, výsledkom čoho bolo zvýšenie účinnosti ČOV a zvýšenie
miery zachyteného znečistenia, ako dokumentuje tab. 1tab..
tab. 1: Produkované znečistenia a miera jeho odstránenia po r. 1990 [11]
Ukazovate Produkované mnoţstvo [tis. t/r]
ľ
Zachytené znečistenie [%]
1990
1995
2000
1990
1995
2000
BSK5
253,8
140,1
144,5
60,6
77,7
85,5
CHSKCr
596,4
302,6
311,4
58,5
71,4
79,6
NL
383,3
417,5
250,1
73,8
90,9
90,2
Napriek postupnému zvyšovaniu výroby v posledných rokoch dochádza pribliţne od r.
1995 k neustálemu zníţeniu mnoţstva znečistenia, vypúšťaného do povrchových vôd.
Je to v dôsledku prísnejších predpisov na ochranu vôd, vplyvom ktorých dochádza aj
k zlepšeniu čistenia odpadových vôd, ich recyklácii a pod., takţe výsledkom je celkové
zlepšenie kvality povrchových a podzemných vôd. Problémom súčasnosti však naďalej
zostáva vnos znečistenia z difúznych a plošných zdrojov (najmä obce bez kanalizácie,
poľnohospodárstvo a pod.), znečistenie ţivinami (bionutrienty), ako aj znečistenie
rôznymi špecifickými látkami (toxické látky a pod.)
2. STAV A KVALITA POVRCHOVÝCH VÔD – SÚČASNÝ STAV
Smernica 2000/60/ES EURÓPSKEHO PARLAMENTU A RADY z 23. októbra 2000,
ktorou sa stanovuje rámec pôsobnosti pre opatrenia spoločenstva v oblasti vodného
hospodárstva (Rámcová smernica o vodách) prináša komplexný pohľad na vody a na
integrované hospodárenie s vodou v rámci povodí. Oproti predchádzajúcemu obdobiu,
kedy sa kvalita vody posudzovala najmä po chemickej stránke a vodné hospodárstvo
pracovalo najmä s ochranou kvality a kvantity vôd, v súčasnej dobe sa na základe tejto
- 41 -
Smernice dostal do popredia vodný ekosystém. Hlavnou ideou smernice je dosiahnutie
dobrého stavu vodných útvarov do roku 2015 a prechodne dosiahnuť nezhoršovanie
súčasného stavu vôd. Základným dokumentom pre implementáciu Smernice do praxe je
Vodný plán Slovenska [3] a Plány manaţmentu povodí vypracované koncom roku
2009, ktoré:
 sú vyhodnotením počiatočného stavu vôd v povodiach a subpovodiach
Slovenska;
 obsahujú návrh opatrení pre dosiahnutie dobrého stavu útvarov povrchových
a podzemných vôd na Slovensku.
Pre hospodárenie s vodami podľa Rámcovej smernice o vodách bolo na Slovensku
určených 1760 vodných útvarov, ktoré boli rozdelené do 22 typov tokov (riek) a 9 typov
tokov (riek) so zmenenou kategóriou (nádrţí). Pre hodnotenie stavu vodných útvarov
a kvality vôd sa vyuţívajú výsledky monitorovania, ktoré sa delí na základné,
prevádzkové a prieskumné.
2.1 Stav útvarov povrchových vôd
Analýza stavu útvarov povrchových vôd sa vykonáva ako hodnotenie ich chemického
a ekologického stavu. Hodnotenie chemického stavu je previerkou, či sú príslušné
charakteristické
hodnoty
ukazovateľov
chemického
stavu
(prioritných
látok)
v monitorovanom mieste, ktoré je pre vodný útvar reprezentatívne (odberové miesta pre
výkon základného monitorovania útvarov povrchových vôd), v súlade s ustanovenými
environmentálnymi normami kvality (Smernica 2008/105/ES, NV SR č. 270/2010/Z.z.).
Ustanovené normy kvality predstavujú hraničné hodnoty pre dobrý chemický stav
útvarov povrchových vôd.
Na základe vykonaného hodnotenia, ktoré je súčasťou prvého Vodného plánu
Slovenska [3] a bolo vykonané na základe monitorovania v období rokov 2007 – 2008
- 42 -
bolo moţno konštatovať [2, 3], ţe z celkového počtu 1 760 vodných útvarov dobrý
chemický stav bol dosiahnutý v 1 672 vodných útvaroch (95,0 %) a 88 vodných útvarov
nedosahuje dobrý chemický stav. Z celkovej dĺţky 19 046,2 km vodných útvarov
povrchových vôd dosahuje dobrý chemický stav 17 018 km, čo predstavuje 89,4 %.
Hodnotenie ekologického stavu pozostáva z posúdenia súladu biologických, základných
fyzikálno-chemických a hydromorfologických prvkov kvality vodného útvaru s typovo
špecifickými klasifikačnými schémami (príloha 12 k NV SR č. 269/2010 Z.z.)
predstavujúcimi hraničné hodnoty pre triedy ekologického stavu. Biologické prvky
(fytoplanktón, fytobentos, makrofyty, bentické bezstavovce a ryby) sú pre hodnotenie
ekologického stavu určujúce. Pre jednotlivé prvky kvality v rámci jedného vodného
útvaru môţe byť vybraných aj viac reprezentatívnych miest. V rámci hodnotenia
ekologického stavu sa posudzuje aj súlad nameraných hodnôt špecifických syntetických
a nesyntetických
látok
relevantných
pre
Slovensko
s ustanovenými
normami
environmentálnej kvality (príloha 12 časť A tab. 12.6.1 k NV SR č. 269/2010 Z.z).
Hodnotenie stavu vodných útvarov povrchových vôd bola podľa tohto systému
vykonané v rámci prípravy prvého Vodného plánu Slovenska na základe výsledkov
monitorovania za obdobie rokov 2007 – 2008 [2,3].
Z celkového počtu 1 760 vodných útvarov bolo vyhodnotených:
 487 útvarov povrchových vôd vo veľmi dobrom ekologickom stave, resp.
maximálnom ekologickom potenciáli (27,7 %),
 635 útvarov v dobrom ekologickom stave, resp. dobrom ekologickom potenciáli
(36,0 %),
 579 útvarov povrchových vôd v priemernom ekologickom stave / potenciáli
(32,9 %),
 52 útvarov povrchových vôd v zlom ekologickom stave / potenciáli (3,0 %),
 7 útvarov povrchových vôd vo veľmi zlom ekologickom stave / potenciáli
(0,4 %).
- 43 -
Z uvedených výsledkov vyplýva, ţe z celkového počtu vodných útvarov v 63,7 % bol
stanovený veľmi dobrý a dobrý ekologický stav, resp. potenciál. Z pohľadu dĺţky
vodných útvarov je to 53,9 % (10 271,6 km). Pomerne vo veľkom počte vodných
útvarov bol stanovený priemerný stav / potenciál - 32,9 %, čo predstavuje dĺţku 7 594,6
km. Zlý a veľmi zlý stav bol stanovený v 3,4 % vodných útvarov – s dĺţkou 1 179,95
km.
Veľmi zlý ekologický stav bol vyhodnotený v 7 vodných útvaroch povrchových vôd.
Dva z nich boli určené podľa rizikovej analýzy, ostatné vodné útvary boli takto
klasifikované podľa výsledkov monitorovania a to predovšetkým podľa bentických
bezstavovcov a makrofýt.
3. ZÁVER
Je veľmi ťaţké predpovedať budúcnosť v oblasti ochrany vôd, pretoţe otázka ochrany
vôd úzko súvisí s celým vývojom spoločnosti, jej rozvojom, environmentálnym
povedomím. Predsa len si však dovolíme uviesť na tomto miest niekoľko téz, týkajúcich
sa ochrany vôd:
 Do budúcnosti môţeme očakávať postupné sprísňovanie legislatívnych kritérií
a poţiadaviek. Vyplýva to okrem iného aj z filozofie EÚ: na začiatok nájsť
„najmenšieho spoločného menovateľa“ – t.j. relatívne nízke, ale všeobecne
akceptovateľné kritériá v oblasti ochrany vôd, ktoré je moţné implementovať vo
väčšine členských štátov a následné postupné sprísňovanie týchto spoločných
kritérií.
 Domnievame sa, ţe v najbliţších desaťročiach bude pretrvávať pozitívny trend
v oblasti stavu (kvality) vôd. Prakticky od r. 1989 sa kvalita vody neustále
postupne zlepšuje, navyše prijaté záväzky SR oblasti ochrany vôd a zlepšovania
ich stavu ani nepripúšťajú inú moţnosť.
- 44 -
 Boli uţ odstránené hlavné a rozhodujúce zdroje znečistenia, preto je potrebné sa
zamerať na malé, difúzne a plošné zdroje znečistenia (najmä odpadové vody –
malé obce, plošné zdroje - poľnohospodárstvo). Tieto zdroje sú však rozptýlené,
niekedy ťaţko identifikovateľné a ich odstránenie vyţaduje veľké finančné
prostriedky a prejaví sa aţ po veľmi dlhej dobe. V praxi to znamená postupné,
ale iba veľmi pomalé zlepšovanie kvality vôd a relatívne nízku efektívnosť
vynaloţených finančných prostriedkov vzhľadom na výsledný efekt – zlepšenie
kvality vody.
 Určité obavy môţe vzbudzovať relatívne pomalé napĺňanie záväzkov SR voči
EÚ v oblasti ţivotného prostredia (záväzky do rokov 2010 resp. 2015), ktoré
úzko súvisia s čerpaním eurofondov (OPŢP).
 Do budúcnosti sa dá očakávať zameranie a rozšírenie monitoringu kvality vôd
okrem „klasických ukazovateľov“ a biomonitoringu na špecifické znečisťujúce
látky, ktoré sa postupne budú dostávať z priemyslu do hydrosféry.
LITERATÚRA
[1.] Rajczyková,
E.,
Makovinská,
J.:
Regulácia
vypúšťania
znečistenia
prostredníctvom odpadových vôd do povrchových vôd v zborníku prednášok
z konferencie Odpadové vody 2010, AČE SR.
[2.] Makovinská, J., Rajczyková, E., Paľušová, Z., Bartík, I.: Hodnotenie stavu
vodných útvarov povrchových vôd Slovenska za roky 2007- 2008. Pracovná
skupina 2.3 Hodnotenie stavu povrchových vôd a interkalibrácia, MŢP SR,
VÚVH, SHMÚ, SVP, š.p., ŠGÚDŠ, Ústav hydrológie SAV, Ústav zoológie SAV,
SAŢP, Prírodovedecká fakulta UK. Záverečná správa, december 2009.
[3.] Vodný plán Slovenska. Ministerstvo ţivotného prostredia SR, november 2009.
[4.] Valúchová, M. a kol.: Hodnotenie kvality povrchových vôd Slovenska za rok
2009. Pracovná podskupina 3.1 Kvalita (povrchových vôd). MŢP SR, SHMÚ,
SVP š.p., VÚVH, 2010.
- 45 -
[5.] Smernica 2000/60/ES Európskeho Parlamentu a Rady z 23. októbra 2000, ktorou
sa stanovuje rámec pôsobnosti pre opatrenia spoločenstva v oblasti vodného
hospodárstva (Rámcová smernica o vodách)
[6.] Nariadenie vlády SR č. 269/2010 Z.z, ktorým sa ustanovuje dobrý stav vôd
[7.] Nariadenie vlády SR č. 270/2010 Z.z. ktorým sa ustanovujú environmentálne
normy kvality v oblasti vodnej politiky
[8.] Zákon č. 364/2005 Z.z. v zmysle neskorších predpisov
[9.] Hyánek, Ľ. a kolektív (1991) : Čistota vôd. Vysokoškolská učebnica. Alfa
Bratislava, 1991
[10.] Generel ochrany a racionálneho vyuţívania vôd, I. vydanie, VÚVH Bratislava,
1995
[11.] Generel ochrany a racionálneho vyuţívania vôd, II. vydanie, MP SR, MŢP SR,
2002
- 46 -
UMĚLÁ INFILTRACE Z HLEDISKA OCHRANY VOD
M. Látal,1) a J. Hlaváč2)
ABSTRAKT
Umělá infiltrace skýtá řadu moţností ochrany a zlepšení jakosti vody pro úpravu na
vodu pitnou. Je to především optimalizace vlastností vody povrchové s vyuţitím
přírodního prostředí podzemních vod, ale i minimalizace dopadů rizika zhoršení jakosti
povrchových vod. Umělá ifiltrace jako přírodně - technický komplex umoţňuje při
vhodných podmínkách zuţitkovat doposud málo vyuţívaný potenciál efektivní
moţnosti nejen zvýšení vydatnosti zdroje, ale i dlouhodobě zajistitelné ochrany její
kvality. Autoři jsou toho názoru, ţe toto řešení je moţno uplatnit častěji neţ se doposud
děje. Infiltrace obecně je proces, při němţ se vydatnost vodního zdroje podzemní vody
posiluje pomocí vsakování vody povrchové. Rozeznáváme infiltraci přirozenou neboli
břehovou a infiltraci umělou.
1. OBECNÉ PRINCIPY A VLASTNOSTI UMĚLÉ INFILTRACE
Narozdíl od přirozené (břehové) infiltrace
vyuţívá umělá infiltrace specielně
vybudované vsakovací zařízení, coţ jsou nejčastěji vsakovací vrty nebo vsakovací
drenáţe, případně vsakovací příkopy nebo nádrţe. V úvahu podle místních podmínek
připadá i kombinace těchto zařízení,. Před rozhodnutím o vybudování umělé infiltrace
1
Doc. Ing. Milan Látal, CSc, Vodárenská akciová společnost, Soběšická 156, 638 01 Brno,
[email protected]
2
Doc. Ing. Jaroslav Hlaváč, CSc., Vodárenská akciová společnost, Soběšická 156, 638 01 Brno,
[email protected]
- 47 -
je potřeba mít k dispozici potřebné hydrogeologické podklady, zejména údaje
o mocnosti a propustnosti vrstev, které budou pro infiltraci vyuţívány a hydrologické
údaje o povrchových vodách k infiltraci určených. U povrchových vod je třeba věnovat
pozornost zejména minimálním průtokům a minimálním vodním stavům, aby bylo
moţno vzít v úvahu eventuelní potřebu jejich akumulace nebo vzdutí. Pokud nejsou
k dispozici podrobné hydrogeologické údaje, je nezbytné provést potřebný průzkum
a výpočty. Důleţitou roli hraje i kvalita povrchových vod, a to včetně jejího sezónního
kolísání.
1.1. Hlediska výběru infiltračního zařízení
Konkrétní výběr zařízení pro infiltraci závisí na místních podmínkách a při jeho volbě je
třeba přihlíţet zejména k těmto okolnostem:
1. Zdroj vody pro infiltraci je třeba zhodnotit po stránce kvantitativní i kvalitativní.
Výhodné je, pokud zdroj má vyhovující oba tyto parametry, v opačném případě
je třeba zváţit moţnost vybudování akumulace s dostatečným vyrovnáním
eventuelně přiměřenou předúpravu. Vţdy je však třeba počítat s mechanickým
stupněm
(česle)
kvůli
ochraně
čerpadel
a riziku
kumulace
plavenin
v infiltračním objektu.
2. Návrh kapacity infiltračního zařízení je moţno řešit výpočtem ( viz např. [ 4 ] ),
avšak
za
předpokladu
dobré
znalosti
hydrogeologických
podmínek
i kolmatačního rizika pouţívané povrchové vody, spolehlivější se jeví cesta
infiltračního pokusu, který pak nám umoţní zpracovat výsledky do empirických
vztahů.
Je také vhodné zváţit, zda v konkrétním případě přichází v úvahu
pozdější rozšíření objektu a jaká je perspektiva vývoje nároků na kapacitu
vodního zdroje.
3. Infiltrační vrty jsou výhodné v případě velké mocnosti nadloţí, kdy vycházejí
levnější neţ hloubené objekty. Není sice nezbytné, aby vsakovací objekt
zasahoval aţ do zvodně, to záleţí i na zrnitosti vsakovací vrstvy, u vrtů je nutno
- 48 -
dbát na čistotu vsakované vody a věnovat pozornost obrácenému filtru na vnější
straně
výstroje.
komplikovaná.
Regenerace
zanesených
vsakovacích
vrtů
můţe
být
Provoz vrtů však je pouze málo ovlivněn povětrnostními
podmínkami.
4. Podobně tomu je i u infiltračních drenáţí, které oproti vrtům mají výhodu
moţnosti regulace průtoku drenáţním systémem. Jsou dobře pouţitelné
u niţších mocností nadloţních vrstev.
5. Vsakovací příkopy jsou ve srovnání se vsakovací drenáţí jednodušší, avšak
jejich provoz výrazně ovlivňují povětrnostní podmínky. Naproti tomu jejich
regenerace je celkem snadná, spočívá v obnově povrchové plochy na dně
příkopů, která se můţe vybavit přiměřeně mocnou vrstvou písku vhodné
zrnitosti s přihlédnutím k zrnitosti podloţí.
Pokud mají
vsakovací příkopy
nejmémě 2 větve a dostatečnou délku, je moţné je regenerovat postupně, aniţ
by celá infiltrace byla odstavena.
6. Vsakovací nádrţe mají obdobné vlastnosti jako vsakovací příkopy, písková
vrstva na dně se pouţívá prakticky vţdy. I kdyby nebyla nutná z důvodů
hydraulických, je třeba ji vyuţívat z důvodů provozních, kdy obnovu povrchové
vrstvy
lze
řešit
obdobně
jako
u pomalých
filtrů,
tedy
shrábnutím
zakolmatovaného povrchu. V zahraničí fungují vsakovací nádrţe, na jejichţ
vtoku se do přiváděné vody dávkuje flokulant a tím se docílí intenzivnější
separace znečištění. Provoz infiltračních nádrţí je v porovnání s ostatními
povrchovými způsoby (příkopy, drenáţe) sloţitější, je třeba brát v úvahu, ţe čím
je plocha nádrţe větší, tím víc je pravděpodobné nerovnoměrné zatíţení
vsakovací vrstvy po ploše a tím i nerovnoměrná kolmatace podloţí.
Starší
literatura [ 1 ] uvádí, ţe vsakovací nádrţe je vhodné zřizovat do hloubky krycí
vrstvy 3 m, avšak to velmi záleţí na místních podmínkách a disponibilnách
provozních prostředcích, rozhodně hloubka do 5 m není nepřiměřená.
Z charakteru provozu vsakovacích nádrţí vyplývá, ţe je nezbytné jejich občasné
- 49 -
odstavení kvůli obnově pískové vrstvy na dně, proto je nezbytné, aby nádrţe
byly nejméně 2, aby nebylo nutné v takovém případě celou infiltraci odstavit.
Obvyklejší je větší počet nádrţí nebo jejich kombinace s jinými vsakovacími
objekty.
7. U všech typů navrhovaných objektů, případně i jejich kombinace je nutno jiţ ve
stadiu projektu řešit hlavní otázky provozu, údrţby a regenerace zařízení a tyto
procesy kvantifikovat, aby se nestalo, ţe ivestičně jednoduché řešení by kladlo
na provozování postatnější nároky. Je však třeba přihlíţet i k tomu, ţe vţdy
půjde o procesy nerutinní, které bude třeba řídit kvalifikovaně a zodpovědně.
1.2. Hlediska kvality a ochrany vod
Z hlediska ochrany vod se potenciál umělé infiltrace jeví ve světle soudobých trendů
jako velmi zajímavý. Všeobecná liberalizace v přístupu k ochraně vod vede
k individuálním řešením,
přičemţ hraje značnou roli rozlehlost a zatíţení povodí
vodního zdroje a analýza rizik plynoucích z interakce socioekonomických aktivit
v území. Ochranná pásma pak kladou velké nároky jak na vyrovnání se s potřebným
omezujícím reţimem, tak i na kontrolní činnost, přičemţ kompetentní orgány mají
omezené kapacity. Je tedy kaţdý další prvek zvyšující bezpečnost výroby pitné vody
velmi ţádoucí. Současně můţeme umělou infiltraci hodnotit pozitivně i z hlediska
ovlivnění přírodních poměrů ve smyslu obohacení podzemních vod. Další výhodou je
minimalizace vzniku odpadů a ztrát čerpané vody.
Klasická vodárenská literatura uvádí jako jeden z nezanedbatelných přínosů
infiltračních technologií podstatné zlepšení organoleptických vlastností vody [ 3 ].
Tento poznatek je praxí potvrzen, ale musíme ho vztahovat na srovnání
organoleptických vlastností s vodou povrchovou, nikoliv s vodou podzemní. Kromě
toho organoleptické závady mohou mít svůj původ nejen v přírodním prostředí, ale
i v samostném procesu úpravy, takţe na efekt infiltrace nelze spoléhat stoprocentně,
přesto však významně hraje ve prospěch zlepšení pachu a chuti vody.
- 50 -
To, co konkrétně můţe vyjádřit zlepšení kvality vody, jsou klasické parametry jakosti
(CHSK, NL, Fe, Mn atd.). Zde je třeba vycházet z konkrétních podmínek sloţení,
zrnitosti a mocnosti zvodně a ze sklonu depresního kuţele nebo depresního válce. Platí,
ţe výpočty budou vţdy orientační a je vhodné je podpořit infiltračním pokusem a pak
i dalším provozním měřením. Orientačně je moţno počítat se sníţením CHSK v řádu
desítek procent [ 5 ]. Umělá infiltrace má také z hlediska kvalitativního své limity,
které ohraničují moţnosti jejího samostatného vyuţití. Literatura je orientačně uvádí [6],
je třeba k nim přihlíţet (např. se má za to, ţe maxima hlavních parametrů jakosti surové
vody jsou asi tato: CHSK Mn do 12 mg/l, NL do 2 mg/l, Fe do 1 mg/l, Mn do 1 mg/l) ,
avšak je třeba věc hodnotit ve vztahu ke konkrétním podmínkám lokality. Ani
překročení uvedených hodnot umělou infiltraci zcela nevylučuje, je však potřeba
uvaţovat o přiměřené předúpravě.
2. PŘÍKLAD ŘEŠENÍ UMĚLÉ INFILTRACE V KONKRÉTNÍ LOKALITĚ
2.1. Charakteristika a důvody řešení infiltrace
Konkrétní řešení umělé infilatrace pomocí vsakovacích nádrţí bylo pouţito v prameništi
úpravny vody Ivančice na soutoku řek Jihlavy, Oslavy a Rokytné.
K tomuto řešení bylo přikročeno na základě nutnosti a potřebě zvýšit kapacitu
rekonstruované úpravny vody v Ivančicích, která z podzemních vrtů vyráběla 20l/s pitné
vody.
2.2.
Stručný popis řešení
Ke zvýšení kapacity surové vody ÚV Ivančice byly navrţeny dva zdroje umělé
infiltrace o celkovém nárůstu o 40l/s ke stávajícímu zdroji 20l/s z podzemních vrtů.
Uvedených 40l/s na posílení kapacity úpravny vody je čerpáno čerpadly z břehového
jímacího objektu z řeky Jihlavy. Tento jímací objekt je vystrojen hrubými a jemnými
česlemi a odtud je voda čerpána na předúpravu do speciálních reaktorů, coţ umoţňuje
- 51 -
pouţít surovou, povrchovou vodu pro umělou infiltraci i při středních okalových
stavech.
Po předúpravě 40l/s čerpané vody je tato voda vedena na dvě odlišná zařízení pro
umělou infiltraci.
1. Polovina tj. 20l/s předupravené vody je vypuštěna na povrch speciálně upravené
laguny, kde je jako vsakovací horizont pouţito původní štěrkopískové vrstvy.
Systémem vodorovných jímacích příkopů v kombinaci s mělkými vrty je pak
voda čerpána do centrální sběrné studny odkud je pak odváděna k další úpravě
na vodu pitnou. Tomuto systému pracovně říkáme přirozená umělá infiltrace.
Negativním vlivem tohto způsobu umělé infiltrace je, ţe v některých případech
můţe docházet čerpáním vody z mělkých vrtů, které jsou součástí sběrného
systému, k přisávání podzemní vody z dolních horizontů, které jsou jiţ silně
znečištěny ţelezem a manganem. Kvalita této vody se pak blíţí kvalitě čerpané
vody z hloubkových podzemních vrtů bez umělé infiltrace a sniţuje se tak
moţnost kombinace kvality zdrojů surové vody v technologickém procesu.
V kaţdém případě však dochází k doplnění vody do půdního horizontu.
2. Druhá polovina tj. 20l/s předupravené vody gravitačně natéká na rozvodný
systém na dvě betonové infiltrační nádrţe slouţící k umělé řízené infiltraci
neboť náplň dvou stejně velkých nádrţí je uměle vytvořena filtračním pískem.
Tato náplň je zajištěna geotextilií a teprve horní vrstva je vytvořena z přírodních
štěrkopísků původního terénu. Půdorysný rozměr obou betonových nádrţí je 2 x
6m (šířka) x 21m (délka) x 3,5m (výška). Z těchto nádrţí voda gravitačně, ale
řízeně, natéká do centrální sběrné studny. Odtud je pak čerpána v celkovém
mnoţství 60l/s k další technologické úpravě, neboť tato voda je smíchána i
s původními 20l/s z původních podzemních vrtů.
Tato kombinace tří různých zdrojů surové vody má mnoho technologických výhod:
-
povrchová voda je měkká,
- 52 -
-
podzemní voda je tvrdá a smícháním obou zdrojů dostaneme přijatelnou
výslednou tvrdost vody,
-
podzemní voda v této lokalitě má velký obsah ţeleza a manganu,
-
smícháním s povrchovou vodou dostáváme
přijatelné
koncentrace obsahu
ţeleza a manganu, coţ nám umoţňuje pro likvidaci tohoto znečištění pouţití
různých typů technologických zařízení,
-
tato moţnost kombinace tří zdrojů surové vody rozdílné kvality nám umoţňuje
v závislosti na spotřebě pitné vody volit vţdy optimální způsob úpravy vody,
coţ se projevuje především v úspoře provozních nákladů,
-
tímto technickým řešením tj. kombinací tří zdrojů surové vody dostáváme velmi
stabilní zdroj, jak z hlediska kvality vody tak i z hlediska kvantity vody.
3. SHRNUTÍ A ZÁVĚR.
Umělá infiltrace má ve srovnání s běţně pouţívaným řešením jímání a úpravy vody
některé přednosti. Jsou to zejména :
-
vyuţití potenciálu přírodního prostředí, který částečně nahradí draţší stavební
a technologické prvky,
-
optimální přizpůsobení konkrétního řešení v konkrétní lokalitě a moţnost
relativně snadného přizpůsobení změnám vyplývajícím z růstu nebo útlumu
poptávky po pitné vodě bez velkých nároků na technologická zařízení
a jednoduchost jejich provozování,
-
přiblíţení vlastností upravené povrchové vody příznivějším vlastnostem vody
podzemní,
-
tvoří významný prvek ochrany vod a minimální zátěţe ţivotního prostředí,
-
při dostatečné vodnosti povrchového toku umoţňuje i několikanásobné zvýšení
dodávky surové vody, neţ by nám umoţňovalo přirozené prostředí kokality.
Má však i určitá úskalí, která je třeba individuálně a kreativně řešit. Jsou to především:
-
úzká vazba na konkrétní přírodní podmínky, která vyţaduje individuální přístup
s minimem moţností opakovaných a typizovaných schémat,
- 53 -
-
individuální řešení provozu včetně provozní dokumentace, sledování jakosti
a řízení
provozních
procesů
a potřeba
pravidelně
ověřovat
funkčnost
jednotlivých prvků a procesů.
Celkově je moţno konstatovat, ţe umělá infiltrace poskytuje moţnost řady aplikací,
a to jak při řešení problémů mnoţství, tak i jakosti upravovaných vod.
LITERATÚRA
[1.] Kurka, J. – Štolba, F. : Provoz a údrţba vodovodních zařízení. SNTL Praha, 1973,
s. 80 – 88.
[2.] SOVAK , kolektiv autorů : Příručka provozovatele úpravny pitné vody, Medim
Líbeznice, 2005, s. 64 – 65.
[3.] Sukovitý, A. – Višňovský, P. a kol. : Vodárenství II, SNTL, Praha, 1971, s. 178
[4.] Tesařík, I. a kol. : Vodárenství, SNTL Praha, 1985, s. 66 – 70.
[5.] Ţáček, L. : Chemické a technologické procesy úpravy vod, NOEL Brno, 1999, s.
172 – 173.
[6.] Malý, J. – Malá, J. : Chemie a technologie vody. NOEL, Brno, 1996, s 70.
- 54 -
METODIKA HODNOTENIA ENVIRONMENTÁLNEHO ZDRAVIA
PRI RIZIKOVEJ ANALÝZE ŠÍRENIA ORGANICKÉHO
ZNEČISTENIA V MEDZIZRNOVOM PROSTREDÍ
Vladimír Pramuk1, Karolína Adzimová2
ABSTRAKT
Problematika hodnotenia vplyvu antropogénneho znečistenia v podzemnej hydrosfére
analýzou rizík je súčasťou komplexného zhodnotenia pravdepodobnosti zmien, a to ako
v zloţkách ţivotného prostredia, tak aj zmien v organizme človeka, vyvolaných
pôsobením neţiaducich látok. Hodnotenie
zdravotných rizík vplyvu znečistenia
v podzemnej vode vychádza z kvantitatívnych a kvalitatívnych parametrov, primárne
zisťovaných a stanovovaných pri hodnotení environmentálnych rizík, vrátane predikcie
kontaminácie v bode expozície. Medzi významné geodáta patrí aj zistenie zmien,
ktorými antropogénne znečistenie prechádza do momentu jeho verifikácie, príkladom
ktorých je znečistenie podzemnej vody chlórovanými alifatickými uhľovodíkmi
v hydrogeologickom kolektore kenozoických štrkov a pieskov Východoslovenskej
níţiny.
1
2
Ing. Ing. Vladimír Pramuk, MPH – GEO Slovakia, s.r.o., Rampová 4, 040 01 Košice
Ing. Karolína Adzimová – GEO Slovakia, s.r.o., Rampová 4, 040 01 Košice, [email protected]
- 55 -
1. ÚVOD
Vývoj hodnotenia environmentálneho a zdravotného rizika vyplývajúceho z prítomnosti
antropogénneho znečistenia sa v posledných desaťročiach menil, a to od chápania
analýzy rizika zameraného len na samotný výpočet rizika zo známych diskrétnych
hodnôt jednotlivých látok antropogénneho znečistenia, k dnešnému pohľadu na analýzu
rizika, ktorá sa zameriava cez postupné kroky a sekvencie hodnotenia rizík od
environmentálnych rizík aţ po kvantitatívne a kumulatívne zhodnotenie zdravotných
rizík a ich prognózu. Základom pre hodnotenie analýzy rizika vplyvu antropogénneho
znečistenia je ponímanie analýzy rizika definovaného U.S. EPA [5], spočívajúce
v postupných krokoch, a to od sumarizácie a analýzy dostupných údajov o znečistení
v jednotlivých zloţkách ţivotného prostredia, cez hodnotenia moţnej expozície a jej
ciest, hodnotenia nebezpečnosti kontaminujúcich látok a charakterizácii rizika (obr. 1).
Dostupné dáta a ich zhodnotenie



Sumarizácia a analýza geodát
Sumarizácia a analýza antropogénnych
dát
Identifikácia organických
kontaminantov
Hodnotenie expozície



Určenie nebezpečnosti

Analýza prítomnosti
kontaminujúcich látok v bode
expozície
Identifikácia receptorov,
recipientov, exponovanej populácie
Identifikácia moţných expozičných
ciest a výpočet expozície


Zhodnotenie kvalitatívnych
a kvantitatívnych účinkov látok,
toxicity, ekotoxicity
Vydelenie látok s prahovým,
bezprahovým účinkom v zmesi
kontaminantov
Hodnotenie iných faktorov
Charakterizácia rizika



Charakterizácia environmentálneho
a zdravotného rizika
Zhodnotenie neistôt
Sumarizácia informácii o riziku
Obrázok 1: Základné hodnotiace procesy pri analýze rizík vplyvu neţiaduceho
antropogénneho znečistenia (upravené podľa [5])
- 56 -
2. HODNOTENIE ZDRAVOTNÝCH RIZÍK PRI ŠÍRENÍ ZNEČISTENIA
V MEDZIZRNOVOM PROSTREDÍ
Hodnotenie rizík v rámci analýzy rizika vplyvu antropogénneho znečistenia je súčasťou
komplexného zhodnotenia pravdepodobnosti zmien, a to ako v dotknutých zloţkách
ţivotného prostredia, tak aj zmien v organizme človeka vyvolaných pôsobením
neţiaducich
látok,
prítomných
v rámci
kontaminácie.
Špecifikum
hodnotenia
zdravotných rizík pri prítomnosti antropogénneho znečistenia v podzemnej vode je
potreba vychádzať ako zo zistených tak aj namodelovaných kvalitatívnych
a kvantitatívnych parametrov, primárne zisťovaných a stanovovaných pri hodnotení
environmentálnych rizík na lokalite. Základný postup hodnotenia zdravotných rizík pri
prítomnosti antropogénneho znečistenia v podzemnej hydrosfére spočíva v analytických
krokoch, pričom sú pre zvýšenie vierohodnosti hodnotenia kľúčovými prvé štyri body
postupnosti hodnotenia (obr.2).
Obrázok 2: Základný postup hodnotenia zdravotných rizík pri antropogénnom
znečistení v podzemnej hydrosfére (upravené podľa [4])
Pri určení nebezpečnosti je vyuţívaný súbor údajov o dotknutých zloţkách ţivotného
prostredia, a to ako o ich parametrických vlastnostiach vplývajúcich na mobilitu
kontaminantov (hydraulické parametre saturovaného i nesaturovaného prostredia,
efektívna rýchlosť prúdenia podzemnej vody, migračné parametre), tak aj o samotných
identifikovaných neţiaducich látkach [1]. Pri hodnotení expozície, chápanej ako
- 57 -
kontaktu s vonkajšími hranicami príjemcov rizika zahŕňa súbor údajov identifikáciu
zdrojov kontaminácie, migračnej cesty, veľkosti expozície, jej frekvencie a trvania, ako
aj základné charakteristiky potenciálnych príjemcov. Expozičný scenár je pri
antropogénnom znečistení vyjadrením procesu migrácie neţiaducich látok od miest
primárnych či sekundárnych zdrojov kontaminácie na miesto expozície, a to pri
hodnotenom environmentálnom aj zdravotnom riziku, keď je väčšinou hodnotenie
expozície realizované výpočtom podľa expozičných rovníc, s pomocou predikčných
modelov. Rôznorodosť podmienok pri vytváraní expozičných scenárov je zapríčinená
ako prírodnými pomermi lokality, technogénnymi a antropogénnymi faktormi, tak
i priestorovou
distribúciou
koncentrácií
kontaminujúcich
látok, geochemických,
vodivostno-odporových a migračných parametrov prostredia. Pre vyjadrenie vzťahov
medzi prítomnou kontaminujúcou látkou, environmentálnym rizikom a zdravotným
rizikom je vhodnou modifikovaná definícia pouţitá Kaplanom a Garrickom [2], ktorí
riziko určujú ako pravdepodobnosť, s ktorou dôjde za definovaných podmienok
expozície k prejavu nepriaznivého účinku antropogénnej záťaţe na jednotlivé zloţky
environmentu, alebo na ľudské zdravie. Vo vzťahu k prítomnosti neţiaducich látok
v podzemnej hydrosfére je teda environmentálne riziko určené obsahom neţiaducej
látky, pri ktorom dôjde v mieste expozície a počas hodnotenej doby k prejavom
neţiaducich vplyvov v environmente a subsekventne z pohľadu zdravotného rizika
k vzniku zdravotných rizík, ohrozujúcich exponované zloţky populácie (obr.3).
Neistota hodnotenia vzniká ako dôsledok časopriestorových zmien vstupných
parametrov znečisťujúcich látok, kumulatívneho pôsobenia látok a nedostatku
reprezentatívnych údajov potrebných pre výpočet rizík, ktorá môţe vyústiť do nutnosti
doplnenie dát, zvyšujúcich vierohodnosť záverov analýzy rizík. Pre jednotlivé
expozičné scenáre a vydelené skupiny populácie sú s pomocou rovníc kvantitatívneho
scenára vypočítané hodnoty indexu nebezpečnosti, či celoţivotného vzostupu
pravdepodobnosti počtu nádorových ochorení nad všeobecný priemer, v závislosti od
prítomnosti látok s predpokladom prahových, alebo bezprahových účinkov a na základe
potenciálnych ciest expozície obyvateľov sa vytvárajú zodpovedajúce expozičné
scenáre pre kaţdú z moţných expozícií.
- 58 -
Priestorový a časový rámec hodnotenia rizík
Antropogénne dáta,
geogénne dáta,
technogénne dáta,
dáta
o kontaminujúcich
látkach
Predikcia hodnôt
znečistenia v bode
expozície
Migrácia
antropogénneho
znečistenia
Kvantifikácia
expozície pre
definovaných
príjemcov
Výpočet rizika
environmentálneho
a zdravotného
Zhodnotenie
neistôt
Obrázok 3: Rámec hodnotenia rizík pri antropogénnom znečistení prítomnom
v podzemnej hydrosfére
3. ZÍSKAVANIE HYDROGEOLOGICKÝCH ÚDAJOV PRE RIZIKOVÚ
ANALÝZU ŠÍRENIA ZNEČISTENIA V MEDZIZRNOVOM
PROSTREDÍ
Z pohľadu
analýzy
rizík
je
hlavným
cieľom
na
základe
údajov
syntézy
reprezentatívnych hydrogeologických údajov posúdenie rizika šírenia sa neţiaducej
látky s podzemnou vodou a predikcia jej kvalitatívnych a kvantitatívnych vlastností
v mieste moţnej expozície. Pri získavaní hydrogeologických parametrov pre analýzu
rizika vplyvu antropogénneho znečistenia sú údaje, ktorých sa týka potreba
dostatočnosti a reprezentatívnosti v rozmedzí od makroúrovne, zahŕňajúcej lokalitu
s prítomným antropogénnym znečistením z geologického a hydrogeologického hľadiska
aţ po mikroúroveň, ako jednotlivé zloţky samotnej kontaminujúcej látky a ich
mobilitné a iné vlastnosti. Pri hodnotení antropogénnych vplyvov v aplikovanej
hydrogeológii sa ako významné faktory ovplyvňujúce kvantitatívny a kvalitatívny
rozsah geodát javia rozmer dotknutého územia a časový faktor - moment verifikácie
zistených vplyvov. Základnými geodátami sú ako hydrogeologické charakteristiky
vyplývajúce z geologického prostredia (litologické vlastnosti uloţenín,
prítomné
heterogenity, variabilita hydraulických a migračných parametrov kolektora), tak aj
- 59 -
hydrogeochemické vlastnosti podzemnej vody a samotných kontaminujúcich látok.
Získané geodáta identifikujú tieto vplyvy v špecifikovaný moment verifikácie s rôznou
úplnosťou, pričom ich reprezentatívna vypovedacia hodnota podlieha pod vplyvom času
zmenám, a to v rôznom stupni dynamiky (Pramuk et al., 2010) (obr.4).
informácia v moment verifikácie
Obrázok 4: Základné vplyvy spolupôsobiace na získané geodáta v moment verifikácie
antropogénneho znečistenia v podzemnej vode
Medzi poţiadavky na geodáta späté s analýzou rizík vplyvu antropogénneho znečistenia
v
podzemnej
vode
patrí
aj
potreba
komplexného
zhodnotenia
získaných
hydrogeochemických údajov na lokalite. Príkladom spracovania získaných údajov pre
potreby analýzy rizík o antropogénnom znečistení, ktoré je v rámci jednej lokality
kvalitatívne a kvantitatívne rôznorodé, môţe byť kenozoický kolektor fluviálnych
štrkov a pieskov v oblasti Východoslovenskej níţiny, s prítomným znečistením
podzemnej vody chlórovanými alifatickými uhľovodíkmi. Pre hodnotenie lokality
bolo vyuţité štatistické spracovanie údajov o obsahoch kontaminujúcich látok - zmesi
chlórovaných alifatických uhľovodíkov v podzemnej vode a ich priestorovej distribúcii,
umoţňujúcej zistiť zo získaných údajov pre potreby predikcie ich obsahov v mieste
expozície v environmentu
minimálne a maximálne hodnoty kontaminujúcich látok
a variabilitu v ich kvalitatívnom zloţení. S pomocou tohto spracovania je moţné
- 60 -
posúdiť i stupeň prirodzenej degradácie, ktorej podliehajú v zvodnenom prostredí
v závislosti od vyuţívania degradačného potenciálu environmentu v rôznych zónach
a na blízkosť primárnych ohnísk či sekundárnych ohnísk znečistenia (obr.5).
Obrázok 5: Spracovanie súboru kvalitatívnych a kvantitatívnych údajov o koncentrácii
chlórovaných alifatických uhľovodíkov v podzemnej vode z 21 odberov,
indikujúce blízkosť primárneho ohniska znečistenia
Ďalšími poznatkami, vyuţívanými pre hodnotenie v rámci analýzy rizík, je okrem
identifikácie
hydrogeochemických
vlastností
zvodneného
prostredia,
rozsahu
neţiaduceho znečistenia, aj charakteristika zmien, ktorými znečisťujúce látky prešli
v laterálnom i vertikálnom profile mraku znečistenia do momentu ich verifikácie.
Transformácia pôvodných znečisťujúcich chlórovaných alifatických uhľovodíkov tu
vyústila do prevahy izomérov dichlóretylénu. Sekundárne ohnisko kontaminácie ako
kumulácia dcérskych produktov, indikuje genézu jeho vzniku ako výsledok migrácie a
diskontinuity dotácií prvotným zdrojom, kumuláciu znečistenia vo vhodnej štruktúre
kvartérnych sedimentov a vplyvu anaeróbnych podmienok (obr.6). Rozdielna intenzita
procesov reduktívnej dechlorácie sa prejavuje aj na laterálnej zmene obsahov
akceptorov elektrónov, kedy v priestore medzi primárnym a sekundárnym ohniskom
znečistenia dochádza k ich deficitu (obr.7).
- 61 -
Obrázok 6: Grafické znázornenie údajov o zmene koncentrácii chlórovaných
alifatických uhľovodíkov v mraku znečistenia podzemnej vody
Obrázok 7: Grafické znázornenie údajov o zmene vybraných parametrov
geochemického prostredia – akceptorov elektrónov v mraku znečistenia
podzemnej vody v smere prúdenia podzemnej vody
Vertikálne rozdelenie obsahov chlórovaných alifatických uhľovodíkov poukazuje
v smere od primárneho ohniska na kumuláciu vysokých koncentrácií chlórovaných
alifatických uhľovodíkov bezprostredne pod úrovňou jemnozrnných sedimentov
oddeľujúcich vrchnú a spodnú časť zvodne. Pri syntéze známych poznatkov
o hydraulických parametroch v rámci skúmaného priestoru, údajov o priestorovom
- 62 -
rozmiestnení kontaminácie a simuláciou v numerickom modeli bolo zistené ţe
diferenciácia vertikálnych obsahov chlórovaných alifatických uhľovodíkov v profile
kvartérnych uloţenín je zapríčinená nielen ich presunom do niţších polôh zvodne
vzhľadom na ich špecifické vlastnosti, ale aj históriou antropogénnych vplyvov na
lokalite, spočívajúcou v exploatácii podzemnej vody, v momente zistenia znečistenia
desaťročie neaktívnej. Vertikálny pohyb znečistenia bol teda okrem heterogenít
a anizotrópie horninového prostredia ovplyvnený aj exploatáciou podzemnej vody
z kolektoru, zapríčiňujúcou vznik vertikálnych gradientov a umoţňujúcich migráciu
neţiaducich látok do hlbších zón kvartérnych uloţenín, a to i pod relatívne súvislú
bariéru jemnozrnných sedimentov oddeľujúcich vrchnú a spodnú časť zvodne (obr.8).
Obrázok 8: Grafické znázornenie vertikálnej distribúcie obsahov chlórovaných
alifatických uhľovodíkov v kolektore kvartérnych sedimentov
4. ZÁVER
Hodnotenie vplyvu antropogénneho znečistenia v podzemnej hydrosfére analýzou rizík
je zhodnotenie pravdepodobnosti zmien vyvolaných pôsobením prítomných neţiaducich
látok, a to ako v zloţke dotknutého ţivotného prostredia, tak aj zmien v organizme
- 63 -
človeka. Hodnotenie zdravotných rizík pri analýze rizika vychádza z geodát
a parametrov zisťovaných a stanovovaných pri hodnotení environmentálnych rizík,
vrátane prognózy obsahu kontaminácie v bode expozície, charakterizovanom ako
kontakt s vonkajšími hranicami príjemcov rizika. Medzi dôleţité geodáta,
patrí aj
identifikácia zmien, ktorými antropogénne znečistenie v podzemnej vode prechádza do
momentu jeho verifikácie. Príkladom kvalitatívnej a kvantitatívnej rôznorodosti
antropogénneho znečistenia v rámci jednej lokality a spracovania získaných údajov pre
potreby analýzy rizík môţe byť kenozoický kolektor fluviálnych pieskov v oblasti
Východoslovenskej níţiny, s prítomným znečistením podzemnej vody chlórovanými
alifatickými uhľovodíkmi. Pre hodnotenie lokality bolo vyuţité štatistické spracovanie
údajov o obsahoch kontaminujúcich látok, ich priestorovej distribúcii, umoţňujúcej
zistiť pre potreby predikcie ich obsahov v mieste expozície minimálne a maximálne
hodnoty kontaminujúcich látok a variabilitu v ich kvalitatívnom zloţení. S pomocou
tohto spracovania je moţné posúdiť i stupeň prirodzenej degradácie, ktorej podlieha
kontaminant v saturovanom prostredí v závislosti od vyuţívania degradačného
potenciálu environmentu v rôznych zónach a na blízkosť primárnych, či sekundárnych
ohnísk znečistenia.
LITERATÚRA
[1.] HOLUBEC, M.. Sanácie znečistených zemín a podzemných vôd v SR. DANCEE/MŢP. Objective
2.3. Metodika rizikovej analýzy kontaminovaných lokalít. Druhá pracovná verzia. Bratislava:
VÚVH, 2001. 132 s.s.
[2.] KAPLAN, S. – GARRICK, B.J. On the Quantitative Definition of Risk. In Risk Analysis, Volume 1,
Issue 1. 1981.11-17 s.s.
[3.] PRAMUK, V. – ADZIMOVÁ, K. – BURČOVÁ, M. Získavanie a aplikácia hydrogeologických
údajov pri analýze časopriestorových charakteristík antropogénneho znečistenia podzemných vôd
kvartérnych kolektorov s medzizrnovou priepustnosťou. In Zborník 15.slovenskej hydrogeologickej
konferencie. Banská Štiavnica, 2010. 91-98s. ISBN 978-80-969342-6-3.
[4.] ROVNÝ, I. et al.: Hygiena ţivotného prostredia. Bratislava: SZU, 2004. 121s. ISBN 80-89171-22-2.
[5.] U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Risk Assessment Guidance for Superfund, Vol
1, Human Health Evaluation Manual, Part A Interim Final. Washington DC: U.S.EPA, 1989.
EPA/540/1-89/002.
- 64 -
VÝVOJ KVALITY VODY VE ZDROJI KÁRANÝ Z HLEDISKA
DUSIČNANŮ
Ing. Lenka Vavrušková, Pražské vodovody a kanalizace, a.s.
ABSTRAKT
Příspěvek popisuje vývoj koncentrace dusičnanů v jímacím území úpravny vody
Káraný. Jedná se o úpravnu vody, která je jednou ze 3 zdrojů pitné vodu pro hl. město
Prahu. Jímací území se nachází podél toku řeky Jizery, jímací řady vrtaných trubních
studní jsou osazeny podél toku řeky ve vzdálenosti cca 250 m, v délce 30 km.
V blízkém okolí tohoto jímacího území je provozováno zemědělské hospodaření.
Úpravna vody v Káraném je první úpravnou, která od roku 1914 zásobovala Prahu
pitnou vodou, její současný podíl na zásobovaní Prahy je 25 %, průměrný výkon
úpravny v roce 2010 ze zdrojů břehové infiltrace byl 575 l/s, bylo
zde vyrobeno
3
18 mil m pitné vody. Je nutné udělat vše pro to, aby nedošlo ke znehodnocení zdrojů a
je potřeba podniknout veškerá možná opatření, aby nebyla ohrožována kvalita vody.
1. POPIS JÍMACÍHO ÚZEMÍ
Jímací území vodárny Káraný se nachází na dolním toku Jizery, při jejím soutoku
s Labem.
Oblast
leží
na jižním
okraji
turonských slínovců a vodonosných
cenománských pískovců, které z geologického hlediska tvoří jižní část české křídové
pánve. Tyto sedimenty jsou překryty zvodnělými štěrkopískovými náplavy,
z vodárenského hlediska velmi výhodného složení.
Jizerská voda prosakuje do okolních štěrkopískových náplavů , kde je ve vzdálenosti
cca 250 m jímána ve směsi se spodní kvartérní vodou pomocí řady vrtaných studní
propojených násoskou.
- 65 -
Základní souhrnná data o systému přirozené infiltrace:
-
Vydatnost systému 900 – 1000 l/s
-
Počet studní celkem: 659
-
Počet dílčích čerpacích stanic se sběrnými studnami 6
Obr.1: Schéma břehové infiltrace z řeky Jizery
2. MONITORING JÍMACÍHO ÚZEMÍ
Při jímání podzemní vody dochází k systematické kontrole jakosti vody z vodárenských
zdrojů a vzhledem k problematické situaci byl v jednotlivých lokalitách zahájen
monitoring jakosti podzemní vody v okolí zdrojů, tedy v předpolí jímání. Zajištění
monitoringu
jímacího
území
je
na
dohodě
mezi
správcem
–
Pražskou
vodohospodářskou společností, a.s. (PVS) a provozovatelem úpravny vody – Pražské
vodovody a kanalizace, a.s. (PVK).
Počátky tohto sledování se datují od roku 1993, kdy byl zpracován první komplexní
návrh monitorovacího systému firmou Ekohydrogeo – Žitný. Uvedený systém byl
zpracován velmi podrobně a zahrnoval velký počet objektů ke sledování, což nebyl
o z ekonomického hlediska akceptovatelné.
- 66 -
V roce 2002 byla zahájena spolupráce s hydrogeologickou firmou ProGeo, kdy v rámci
této spolupráce byla provedena digitalizace podkladů – situace jímacích řadů,
nepropustného podloží, model terénu širšího okolí zdroje, data o hladinách podzemních
vod, přehled o čerpaných množstvích a vývoji jakosti vod v jednotlivých řadech.
Od roku 2003 provádí firma Progeo každoroční hodnocení časového vývoje zásob
a jakosti podzemní vody, včetně optimalizace provozování zdrojů břehové infiltrace se
zvýšeným obsahem dusičnanů.
2.1 Účel stávajícího monitorovacího systému
-
poskytnutí včasné informace o průniku znečištění do zájmové oblasti,
-
hodnocení časového vývoje zásob a jakosti podzemní vody,
-
doplnění údajů po identifikaci časového vývoje dusičnanů v jímacích řadech
a kalibrace matematického modelu,
-
optimalizace provozu zdrojů břehové infiltrace se zvýšeným obsahem
dusičnanů,
-
hodnocení monitorovacího systému jakosti podzemních v vod v zájmovém
území ÚV Káraný,
2.2 Přehled monitorovaného území
Z matematického modelu vyplynulo, které objekty mají být zahrnuty do monitoringu.
Mezi monitorované objekty byly zařazeny
objekty jednotlivých jímacích řadů
(dolnolabský řad, dolnosojovický řad, hornosojovický řad, skorkovský řad, kochánecký
řad, benátecký řad), monitorovací studny a vrty z oblasti tohoto území a to tak, aby
provozovatel měl přehled o celé zájmové oblasti. Vzorky jsou u monitorovacích
objektů odebírány 2x ročně (jaro, podzim) a jsou zde prováděny následující stanovení:
základní chemický rozbor (součástí je také samozřejmě
stanovení dusičnanů),
a u vybraných objektů v závislosti na jejich poloze polyaromatické uhlovodíky, stopové
- 67 -
látky, uhlovodíky C10 – C40. U všech objektů se při odběru měří úroveň hladiny
podzemní vody.
Obr.č 2: Přehled monitorovaného území
Největší problém dnes představuje zátěž těchto podzemních vod dusičnany.
Z matematického modelu vyplynulo detailní sledování lokalit tak, aby byly postiženy
změny, ke kterým dochází v průběhu roku.Ve vodách z vybraných studní jímacích řadů
nejvíce postižených znečištěním dusičnany jsou proto odebírány vzorky v týdenním
intervalu.
- 68 -
Ke sledování byly navrženy:
-
v sojovickém jímacím řadu studny č. 198 a č. 209 severně od obce Sojovice,
vzdálené od sebe cca 500 m, v intenzivně zemědělsky využívaném území s
vysokými koncentracemi dusičnanů ve vodách,
-
ve skorkovském jímacím řadu studny č. 260 a č. 276, první na pravém břehu
jižně od Tuřic, druhá v bezprostřední blízkosti odbělávaného pozemku na levém
břehu, s koncentrací dusičnanů přesahujících 100 mg/l,
-
v benáteckém jímacím řadu studna č. 475 jižně od Benátek n. Jizerou a studna č.
572 na severním konci, studna č. 572 dokumentovala jakost vody neznečištěné.
Pro analýzu hodnocení jakosti podzemních vod v jímacím území Káraný je tedy
k diposzici jak výše citovaný monitoring,
tak výsledky
směsných vzorků
z jednotlivých čerpacích stanic, kde jsou prováděny analýzy kvality podzemních
vod celoročně .
Graf č.1: koncentrace NO3 v směsných vzorcích jímacích studní průběžně odebíraných
na čerpacích stanicích - čerpací stanice Sojovice
- 69 -
Graf č.2: koncentrace NO3 v směsných vzorcích jímacích studní průběžně odebíraných
na čerpacích stanicích - čerpací stanice Skorkov
Graf č.3: koncentrace NO3 v směsných vzorcích jímacích studní průběžně odebíraných
na čerpacích stanicích - čerpací stanice Předměřice
Graf č.4: koncentrace NO3
Hornosojovického řadu, r.2010
ve
vybraných
- 70 -
studnách
Dolnosojovického
a
3. VÝSLEDKY MONITORINGU DUSIČNANŮ V JÍMACÍM ÚZEMÍ ZA
ROK HYDROLOGICKÝ 2010
Koncentrace dusičnanů ve směsných vodách z jednotlivých jímacích řadů (za období
1993 až 2010) kulminovaly dosud u všech řadů v letech 2002 až 2003 a v roce 2006.
V druhé polovině hydrologického roku 2010 došlo k další, dosud největší kulminaci,
koncentrace dusičnanů jsou u většiny řadů na nejvyšších úrovních za sledované období.
Celkové zhodnocení bere také v úvahu hladiny podzemních vod a měření srážkových
úhrnů.
Vysoké koncentrace dusičnanů
v hodnotách 80 mg/l jsou dlouhodobě měřeny ve
studních Hornosojovického jímacího řadu, severní části skorkovského řadu v hodnotách
až do 140 mg/l. Nejnižší koncentrace dusičnanů jsou dlouhodobě měřeny u jímacích
řadů Dolnolabsko, ve studních dolnosojovického řadu a Kocháneckého jímacího řadu.
Po posouzení všech vstupů (kolísání hodnot NO3- v průběhu roku, srážky, hladiny
a směr proudění podzemní vody) odborníky ProGeo, Výzkumného ústavu rostlinné
výrovy (VÚRV) a PVK, došli tito odborníci k závěru, že koncentrace dusičnanů
koresponduje se zemědělským hospodařením na pozemcích v okolí jednotlivých
jímacích řadů a vzhledem k tomu, že se jedná o zranitelnou oblast, kde geologie
předmětného území je tvořena štěrkopískovými náplavy, a je zde vysoké riziko
infiltrace do půdy, tak při zemědělském hospodaření je nutné důkladně zvažovat
množství dávkovaných hnojiv. V přilehlých oblastech se nejvíce pěstují plodiny jakou
jsou brambory, cibule, mrkvev a další druhy zeleniny).
Va vazbě na akční plán související s aplikací „nitrátové směrnice“ (NV č. 108/2008,
kterým se mění nařízení vlády č. 103/2003 Sb., o stanovení zranitelných oblastí a o
používání a skladování hnojiv a statkových hnojiv, střídání plodin a provádění
protierozních opatření v těchto oblastech, ve znění nařízení vlády č. 219/2007 Sb.), je
nutné podotknout, že oblasti, kde se pěstuje zelenina nebyly do r. 2011 omezeny
z hlediska aplikace dusíkatých hnojiv, přestože se jedná o tzv. zranitelné oblasti.
- 71 -
Obr.č. 3: Přehled zranitelných oblastí ČR
3.1 Přijmutá opatření k zabránění nayvyšování dusičnanů
Na základě pravidelných výsledků monitorovaného území musel provozovatel přikročit
k utlumování zdrojů s nejvyšším obsahem dusičnanů, což však není řešení
z dlouhodobého hlediska.
PVK také organizují pravidelná setkání s místními zemědělci hospodařícími na
přilehlých pozemcích, kde jsou za přítomnosti odborníků (ProGeo, VÚRV, PVK)
seznamováni s aktuální problematikou a legislativou, kterou jsou povinní ve
zranitelných oblastech dodržovat, včetně podmínek hospodaření v ochranných pásmech
vodních zdrojů.
Podmínky správného hospodaření ve zranitelných oblastech jsou definovány
„nitrátovou směrnicí“. Implementaci tohto předpisu do praxe zajišťuje Výzkumný ústav
rostlinné výroby Praha. Od roku 2012 nastává 3. období, kdy je nutné dle rozhodnutí
EK, aby byl aplikován aktualizovaný akční plán k nitrátové směrnici. Zde budou
- 72 -
pravděpodobně již nastaveny i limity aplikace dusíkatých hnojiv pro pěstování
zeleniny, jejíž pěstování je v našem zájmovém území velmi rozšířené.
Kontrolu dodržování nitrátové směrnice provádí Ústřední kontrolní a zkušební ústav
zemědělský (ÚKZUZ). Vzhledem k tomu, že je zřejmé, že osvěta mezi zemědělci není
dostatečně účinná a jejich prioritou není ochranna vodních zdrojů, tak PVK podali
podnět k systematické kontrole subjektů hospodařících v těsném okolí jímacího území.
4. ZÁVĚR
V současné době PVK čekají na výsledky kontroly ÚKZÚZ a budou podnikat veškerá
dostupná opatření k ochraně vodního zdroje. V podzimním období r. 2011 chtějí PVK
uspořádat další osvětový seminář zaměřený zejména na dodržování aktualizovaného
akčního plánu k nitrátové směrnici v praxi a na zvýšení povědomí hospodařících
subjektů a obcí a negativního dopadu nesprávného nakládání s dusíkatými hnojivy na
zdroje pitné vody.
LITERATURA
[1.] O. Křivánek, Ing. M. Kněžek: Zdroje pitné vody v Káraném, PVK, 2001
[2.] RNDr. M. Milický: Úpravna vody Káraný, Hodnocení časového vývoje zásob
a jakosti podzemní vody za hydrologický rok 2010, ProGeo 2011
- 73 -
- 74 -
NOVÉ TECHNOLOGIE PRO ŘÍZENÍ VE VODÁRENSTVÍ
Miroslav Tomek1)
ÚVOD
Automatizační prostředky jsou nedílnou součástí provozních technologických zařízení a v praxi
se uplatňuje i řízení procesů počítačem. Cílem této přednášky je poskytnout účastníkům
konference základní informace z procesů systémů řízení vodárenských objektů. Poskytnout
informace o nových prvcích a jejich možnostech.
1. LOGICKÉ ŘÍZENÍ
Řízení technologických procesů v sobě zahrnuje kromě regulace i automatické provádění operací
v určité posloupnosti, rozhodování o dalším postupu podle výsledku předchozího kroku apod.
Hovoříme o logickém řízení.
Logické řízení pracuje s dvouhodnotovými signály, které jednak přenášejí informace o stavu
procesu do řídicího systému, jednak povely z řídicího systému do procesu. Podobně komunikuje
(v nejjednodušším provedení) logický řídicí systém i s obsluhou (operátorem), tj. informace jí
předává prostřednictvím dvouhodnotových signálů (např. systém vizualizace technologického
procesu na obrazovce, změna barvy prvku, pípnutí…) a povely od ní přijímá rovněž
prostřednictvím dvouhodnotových signálů (tlačítka, spínače, na PC ovládaných pomocí kurzoru a
myši).
1
Ing. Miroslav Tomek, VODING HRANICE spol.s.r.o.
- 75 -
Sekvenční logické řízení je takové, kdy hodnota výstupů nezávisí pouze na okamžitých
hodnotách vstupů, ale ještě i na předchozích hodnotách vstupů a výstupů, čili na tzv. stavu
procesu. (Např. dostatek vody v akumulaci pro regeneraci filtrů).
2. PROGRAMOVATELNÉ LOGICKÉ AUTOMATY
Zkratkou PLC (Programmable Logic Controler). Je jimi řešena naprostá většina řídicích aplikací i
technologie ÚV. Jejich technické možnosti jsou různé. Jednoduché přístroje mohou pracovat
pouze s dvouhodnotovými signály a provádět pouze logické operace, složitější mohou
zpracovávat i analogové informace a provádět numerické operace a obvykle mívají už
zabudované i číslicové regulační algoritmy, takže mohou být zapojeny přímo do regulačních
smyček. I jednoduché automaty jsou běžně vybaveny komunikačními jednotkami, které umožňují
jejich propojení mezi sebou navzájem nebo s nadřazenými řídicími úrovněmi.
Hlavním účelem využívání řídicích a informačních systémů pro řízení technologie je zajistit co
nejdokonalejší
dodržování
technologických
podmínek,
maximální
využití
kapacity
technologického zařízení a kvalitu produkce a pokud možno co nejvíce eliminovat nespolehlivý
lidský faktor z procesu řízení. (Dávkování chemikálií, udržování požadované hodnoty pH vody
…).
3. STRUKTURA MODERNÍCH DISTRIBUOVANÝCH ŘÍDICÍCH SYSTÉMŮ
Současný vývojový trend technického vybavení řídicích systémů směřuje k dalšímu stupni
distribuce technických prvků a zároveň integrace informací. Schématicky je taková struktura
naznačena na blokovém schématu systému řízení ÚV Kouty nad Desnou.
- 76 -
ÚPRAVNA VODY - VIZUALIZACE
SOUPIS VSTUPŮ A VÝSTUPŮ
STÁVAJÍCÍ SPOJENÍ ADSL
ŘÍDÍCÍ PRACOVIŠTĚ
Rozváděč
PLC
1RM
NF1
3RM
NF3
4RM
NF4.0
4RM
NF4.10
5RM
NF5
6R
NF6
RK
NFK
Celkem
DISPEČINK ŠUMPERK
DO
84
37
19
4
24
AI
12
5
6
12
8
2
4
49
14
182
AO
Celkem
251
118
119
29
84
6
42
649
6
6
VELÍN
UPS
STÁVAJÍCÍ RÁDIOVÉ SPOJENÍ
DI
155
76
94
7
52
4
24
412
ÚPRAVNA VODY - PRŮMYSLOVÉ AUTOMATY
SWITCH
SWITCH
TEHERNET
TEHERNET
GRAFICKÝ PANEL
GRAFICKÝ PANEL
RIO - NF4.0
PLC1 - NF1
OPTICKÝ KABEL 50m
OPTICKÝ KABEL 160m
PLC1 - NF3
RIO - NFK
VDJ
BUS-X
SEPARACE
RS 485 MODBUS
RS 485 MODBUS
CHEMIE
STROJOVNA
KOTELNA
RIO - NF4.10
VDJ
ATV61
VÁPNO
INDUKČNÍ PRŮTOKOMĚRY
ATV61
RIO - NF6
ATV61
ATV61
SC1000 - ANALYZÁTORY
NÁHRADNÍ ZDROJ
ATV61
ATV61
PRACÍ VDJ
RH
3RM
1RM
4RM
MONITORY SÍTĚ CIRCUTOR CVM-96
RIO - NF5
INVETOR:
MÍSTO OBEC:
KOUTY n./DESNOU
KRAJ:
OLOMOUCKÝ
AKCE:
TEHERNET
OPTICKÝ KABEL
RS 485 MODBUS
AKUMULACE
SC100
ANALYZÁTOR
INDUKČNÍ
PRŮTOKOMĚR
VODOHOSP. ZAŘÍZ. ŠUMPERK a.s.
HIP: Ing. Pavel Adler, CSc.
ZODP. PROJEKTANT:
Ing. Tomek
REKONSTRUKCE ÚPRAVNY VODY
KOUTY NAD DESNOU
voding
Hranice spol. s r.o.
ZAK. ČÍSLO
ARCH. ČÍSLO
STUPEŇ
DATUM
PŘÍLOHA:
ČÁST ELEKTROTECHNICKÁ
BLOKOVÉ SCHÉMA ASŘ
LISTŮ:
13 785
ŠU - 44 - 1135
ZAD. DOK.
04/2007
VÝKRES ČÍSLO:
D-2.3.8
Základem těchto systémů je digitální komunikace po standardizované sběrnici, ke které lze
připojit jednak počítačové prvky (procesní počítače, pracovní stanice, servery), jednak všechny
polní přístroje vybavené mikropočítači (inteligencí), např. čidla, akční členy, dálkově ovladatelné
regulátory. tomu, že tzv. polní instrumentace (tj. čidla a akční členy umístěné na technologickém
zařízení) je vybavena mikropočítači (tzv. vlastní inteligencí). Takto vybavené přístroje zajišťují
jednak automatickou kontrolu sama sebe, diagnostiku chyb a kalibraci, jednak mohou plnit i další
funkce, např. pracovat jako regulátory.
K procesním počítačům a regulátorům se mohou polní přístroje připojovat standardním
způsobem, např. u analogových signálů proudovou smyčkou. V tom případě lze použít
standardních i inteligentních přístrojů. Na komunikační sběrnici se také lze v podstatě kdekoliv
připojovat servisním počítačem (servis MaR) a provádět kontrolu a údržbu systému za jeho
provozu.
- 77 -
4. POSTUP PŘI NÁVRHU A REALIZACI ŘÍDÍCÍHO SYSTÉMU
Zavádění rozsáhlejšího řídicího systému jakým je i úpravna vody, je práce pro tým odborníků, ve
kterém musí být technolog, specialisté na technické a programové vybavení, projektant a
pochopitelně
zástupce
dodavatele
řídicího
systému,
případně
zástupce
dodavatele
technologického zařízení.
Prvním krokem musí být vždy vymezení cíle řízení. Zde je třeba popsat výchozí podmínky
a předpokládaný konečný stav, stanovit přínosy z hlediska kvality i ekonomiky, určit náklady,
návratnost atd. Z toho pak vyplyne souhrn funkcí, které řídicí systém bude plnit.
Ze stanovených cílů a funkcí systému vychází volba řídicí struktury. Zde je třeba se
rozhodnout, kolik bude mít řídicí systém uzlů a jak budou v technologii rozmístěny, kolik bude
hierarchických úrovní, jaké budou vazby mezi nimi.
Další záležitostí je volba technických prostředků. Zde je základním hlediskem to, zda můžeme
pomocí toho kterého typu technického zařízení realizovat
zvolenou strukturu řízení a
požadované funkce. Neméně důležité jsou však otázky spolehlivosti, úrovně programového
vybavení, možností dalšího rozšiřování, servisu a samozřejmě i ceny.
S definovaným technickým zařízením souvisí koncepce programového vybavení a jeho
realizace. V naprosté většině případů je nutné programové vybavení vytvářet na míru. Koncepci
programového vybavení je třeba věnovat mimořádnou pozornost, protože jeho kvalita
jednoznačně určuje kvalitu a úroveň řízení.
Z výše uvedených činností vyplývá (a může s nimi již částečně paralelně probíhat) projektová
příprava. Jedná se o vypracování všech potřebných úrovní projektové dokumentace. Ideální je,
když tyto práce zajišťuje dodavatel systému podle své potřeby, protože se tím obvykle předejde
mnoha organizačním problémům.
Po dokončení projektů následuje instalace systému a zkušební provoz. Po vlastním
namontování všech technických prvků a jejich oživení začne ověřování programového vybavení
a komplexní vyzkoušení všech funkcí systému tak, aby odpovídaly zadání. Po tomto základním
ověření následuje zkušební provoz, během něhož je systém předáván uživateli.
Posledním důležitým problémem, který je třeba při zavádění řídicího systému řešit, je personální
zabezpečení jeho provozu. Je nutné počítat s tím, že se obvykle oproti původnímu stavu zvýší
požadavky na kvalifikaci obsluhy. Je třeba zabezpečit minimálně tyto profese:
- 78 -

operátor technologie, který řídí běžný provoz systému,

technická údržba systému, která provádí běžnou a profylaktickou údržbu a kontrolu
systému; důležitá je zde dobrá úroveň smluvního servisu zajišťovaného dodavatelem
řídicího systému.
Je třeba připomenout, že pracovníci, kteří budou zajišťovat trvalý provoz řídicího systému, by se
měli zúčastnit jeho budování přinejmenším od počátku instalace, ale raději již od
předprojektového stádia, aby se se vším dokonale seznámili. Rovněž je nutné, aby byla
vypracována kvalitní uživatelská dokumentace a stanoveny přesně postupy průběžných testů
celého systému a pravidla profylaktické údržby všech jeho prvků.
5. SNÍMAČE
Důležitou úlohu v automatizaci má i měřicí technika. V této oblasti plní měřicí technika dvoje
poslání. Jednak získává informace o chování řízeného procesu (bez těchto informací nemůže
samočinné řízení vůbec probíhat), jednak získává informace o vlastnostech jednotlivých členů
řídicího systému (bez těchto informací by nebylo možno regulační obvod navrhnout, realizovat a
seřizovat).
Ve vodárenství jsou to především snímače průtoků, tlaků, hladin, teploty a analyzátory vody,
popřípadě detektory ovzduší při použití chloru, ozonu, chlordioxidu…
6. MĚŘENÍ PRŮTOKŮ A MOŽNOSTI SNÍMAČŮ
Podrobně rozeberu moderní snímače průtoků vody a jejich možnosti. Jedná se především o
možnosti využití datové komunikace připojení na řídící systém.

jednoduché zapojení

snadná rozšiřitelnost

rychlá odezva

vyšší spolehlivost
U vodoměrů se jedná o snímače, které mají impulsní výstup, navíc je možno přenášet i stav
počítadla, číslo měřidla, identifikační přidělené číslo měření.
- 79 -
Moderní indukční průtokoměry mají možnost kompaktního i odděleného provedení a převodníku
i s datovou komunikací s PLC. Charakteristické vlastnosti těchto průtokoměrů jsou:

vynikající přesnost (0,3% z měřené hodnoty v rozsahu střední rychlosti proudění 1,5 až
12 m/s), opakovatelnost a dlouhodobá stabilita měření

vysoké měřicí rozpětí 1:400 (chyba 1% v rozsahu rychlostí 20 mm/s až 8 m/s)

zanedbatelná tlaková ztráta

krátké požadované rovné úseky před a za průtokoměrem (3DN před a 1 DN za
průtokoměrem)

bateriové napájení převodníku, životnost baterie až 15 let

referenční elektroda, u plastových potrubí nebo potrubí s vnitřním nevodivým povlakem
není nutno používat zemnicí kroužky

díky optimalizaci tvaru zúžené měřicí trubice tlaková ztráta typicky 0,6 kPa při střední
rychlosti proudění 2 m/s
Nová konstrukce indukčního průtokoměru

napájecí napětí 230VAC, 24V DC a také bateriové napájení se životností až 12 let

místní ukazování okamžitého průtoku, součtového množství, diagnostických hodnot a
trendu na grafickém ukazateli (m3/h, l/min nebo l/s, popř. další jednotky)

proudový výstup (aktivní nebo pasivní), pulzní výstup, stavový výstup

obousměrné měření

interní diagnostika
- 80 -

provozní hodiny

teplota budicích cívek, odpor budících scívek

stavová a chybová hlášení

diagnostické hodnoty

trend okamžitého průtoku

Odpor elektrod (Re) závisí na elektrické vodivosti kapaliny a ploše elektrod

Vodivost kapaliny je zajímavá proměnná jak z hlediska procesu tak i diagnostiky
 indikace znečištění elektrod (např. tukem nebo olejem)
 zobrazení měřené hodnoty na displeji, varování, pokud vodivost poklesne pod
nastavenou hodnotu (např. prostřednictvím stavového výstupu).
 Pro prázdnou nebo částečně zaplněnou měřicí trubici platí: RE ≈ ∞
 Při zaplněné měřicí trubici je hodnota RE asi v rozmezí 1 kΩ …10 MΩ a je
měřítkem vodivosti měřené kapaliny.
7. AKČNÍ ČLENY
Akční člen je technické zařízení, které přenáší výstupní signál z regulátoru (akční zásah) do
regulované soustavy, tj. mění hodnotu technologické veličiny podle hodnoty výstupu
z regulátoru.
Akční členy mohou být dvoupolohové nebo spojité. Dvoupolohové se mohou nastavovat pouze
do dvou poloh, obvykle "otevřeno" a "uzavřeno" a hodí se pouze pro méně náročné regulace a
pro logické řízení. Spojité akční členy se mohou nastavovat podle hodnoty řídicího signálu do
jakékoli polohy. Například pohony s frekvenčními měniči, regulační armatury.
Nejčastějším akčním členem ve vodárenství je servopohon armatury.
-
uzavírací se stavy otevřeno zavřeno
-
uzavírací provozovaný i v mezipolohách
-
regulační
8. CHARAKTERISTIKA SERVOPOHONŮ Z HLEDISKA JEJICH VYBAVENÍ A
POUŽITELNOSTI:
A: Základní provedení servopohonu
- 81 -
Výhody:

nižší pořizovací cena pohonu

pro samostatné pohony možnost přímého nahrazení stávajících starších pohonů.
Nevýhody:

složitější, rozsáhlejší a dražší elektrické příslušenství mimo servopohon pro jeho
zprovoznění (reverzační stykače, oddělovací relé, převodníky, pomocné ovládací obvody,
ovládače, kabely, větší skříň rozváděč elektro

pro připojení k PLC (průmyslový automat), dálkové a automatické řízení nutno další
oddělovací relé

pro hlášení polohy nutno speciální vstup popřípadě převodník odporu a ukazatel polohy

pro místní ovládání nutno doplnit skříň místního ovládání s ovládači.

složité propojení napájecích, řídících a oddělovacích obvodů

složitější projektování

složitější a náročnější montáže elektro a následně i údržba elektro
Použití:

jednoduché objekty se samostatnými pohony

náhrada jednotlivých pohonů starší konstrukce

pro objekty do 5 pohonů

pro objekty jen s ručním ovládáním

pro objekty bez nutnosti automatického a dálkového řízení
B: Provedení servopohonu s řídící jednotkou
Výhody:

jednoduché elektrické připojení (postačuje pouze odjištění napájecího přívodu)

kompaktní řídící elektronika pro ovládání servopohonu, připojení vícežilového ovládacího
kabelu na malé napětí (24V)

integrované místní ovládače místně – vypnuto – dálkově, otevírej – zavírej

integrovaný ukazatel stavu, výstup polohy a řízení standartně 4-20mA

přímá vazba na PLC vstupy a výstupy, galvanické oddělení optooddělovači v pohonu
- 82 -

pomocné napětí pro dálkové ovládání 24VDC
Nevýhody:

vyšší pořizovací cena

u objektů s vyšším počtem pohonů (16 a více) nutno pro PLC rozšiřovací moduly vstupů
a výstupů

vícežilový ovládací kabel samostatně ke každému pohonu

složitější propojení kabelů
Použití:

složitější objekty s více pohony (až do 20)

pro objekty s ručním ovládáním i s vazbou na dálkové a automatické řízení

možnost kompaktní i oddělené montáže řídící jednotky pohonu
C: Provedení servopohonu s řídící jednotkou a s datovou komunikací
Výhody:

jednoduché elektrické připojení (postačuje pouze odjištění napájecího přívodu)

kompaktní řídící elektronika pro ovládání servopohonu, připojení vícežilového ovládacího
kabelu na malé napětí (24V)

integrované místní ovládače místně – vypnuto – dálkově, otevírej – zavírej

integrovaný ukazatel stavu, výstup polohy a řízení datová komunikace

přímá vazba na PLC – datová komunikace

pouze datový kabel (kroucená stíněná 2-linka) pro plné řízení a monitorování

i u vyššího počtu pohonů společná datová linka PLC

jednoduché zapojení a opakovatelně použití nastavení prostřednictvím PLC

jednoduchá instalace elektro a údržba
Nevýhody:

vyšší pořizovací cena
Použití:

složitější objekty s více pohony (16 a více)

pro objekty s ručním ovládáním i s vazbou na dálkové a automatické řízení
- 83 -

možnost kompaktní i oddělené montáže řídící jednotky pohonu
9. PNEUMATICKÉ SERVOPOHONY:
Jednoduché a levné řešení samostatného pohonu. Při srovnatelném požadavku na řízení pomocí
PLC je cena sestavy srovnatelná s elektrickými servopohony.



nutné zařízení pro výrobu a úpravu pracovního média – stlačený vzduch
uzavírací pohony nelze provozovat v mezipoloze, v tomto případě je nutný vždy
„pozicionér“.
pneumatický servopohon vyžaduje elektrické napájení
Řídící jednotka ke 2-ma pneupohonům
Pneupohony na potrubí – ÚV Bzenec
- 84 -
RÁMCOVÝ PLÁN BEZPEČNOSTI PITNEJ VODY PRE SR
K. Munka1) a M. Karácsonyová2)
ABSTRAKT
V súčasnosti sa za najúčinnejší spôsob ako zabezpečiť zdravotnú bezchybnosť pitnej
vody a spoľahlivé zásobovanie obyvateľstva pitnou vodou pokladá komplexné
hodnotenie a manažment rizík vodárenského systému od zdroja vody až po spotrebiteľa.
V Smerniciach WHO sa pre tento nový prístup používa termín Water safety plans Plány bezpečnosti pitnej vody. Vo VÚVH Bratislava sa v období 09.2009-04.2011 riešil
projekt SK0135 „Bezpečnosť dodávky pitnej vody“, ktorý bol financovaný z FM EHP
a NFM a zo štátneho rozpočtu SR. Hlavným výstupom projektu je všeobecný - rámcový
plán bezpečnosti pitnej vody prispôsobený podmienkam v slovenskom vodárenstve
a jeho overenie zavedením vo vybranom vodárenskom systéme. V tomto príspevku je
uvedený prehľad vypracovaného rámcového plánu bezpečnosti pitnej vody pre SR.
1. ÚVOD
Vo vodárenskej praxi sa pri zabezpečovaní kvality pitnej vody a jej spoľahlivého
dodávania spotrebiteľom začínajú používať nové manažérske postupy založené na
holistickom prístupe k celému vodárenskému systému - od zberného územia zdroja
vody až po spotrebiteľa. Pre tento prístup zaviedla Svetová zdravotnícka organizácia
(WHO) v 3. vydaní Smerníc pre kvalitu pitnej vody pojem Water Safety Plan (Plán
bezpečnosti pitnej vody - PBPV). Ide o komplexné hodnotenie a riadenie rizík, ktoré
1
Ing. Karol Munka, PhD. – Výskumný ústav vodného hospodárstva, Nábr. arm. gen. L. Svobodu 5,
812 49 Bratislava, e-mail: [email protected]
2
Ing. Monika Karácsonyová, PhD. - Výskumný ústav vodného hospodárstva, Nábr. arm. gen.
L. Svobodu 5, 812 49 Bratislava, e-mail: [email protected]
- 85 -
zahŕňa všetky stupne systému od zdrojov vody po spotrebiteľa. V materiáloch
publikovaných Európskou komisiou sa hovorí o prístupe založenom na hodnotení a
riadení rizika (risk assessment / risk management approach – RA / RM) [1, 2, 3].
Rámcový plán bezpečnosti pitnej vody vypracovaný v rámci riešenia projektu SK0135
„Bezpečnosť dodávky pitnej vody“, má za cieľ poskytnúť praktický návod a uľahčiť
vypracovanie PBPV prevádzkovateľom resp. vlastníkom verejných vodovodov
v Slovenskej republike [4, 5]. Rámcový postup bol overený vypracovaním PBPV na
časť skupinového vodovodu Hriňová-Lučenec-Fiľakovo od vodárenskej nádrže Hriňová
po obec Vidiná [6].
2. PRÍSTUP K TVORBE PLÁNOV BEZPEČNOSTI PITNEJ VODY
Kontrola kvality pitnej vody u spotrebiteľa je založená na porovnávaní výsledkov
monitoringu so štandardnými hodnotami jednotlivých ukazovateľov, pričom je
stanovená minimálna frekvencia odberu vzoriek. Takýto postup sa používa v súčasnej
smernici pre pitnú vodu 98/83/EC aj v legislatívnych predpisoch pre pitnú vodu
v európskych krajinách.
Tento prístup umožnil v minulosti definovať presné požiadavky na kvalitu pitnej vody
a podnietil rozvoj európskeho vodárenstva, čoho výsledkom je vysoká úroveň kvality
pitnej vody a celej vodárenskej infraštruktúry v Európe.
Na druhej strane sa ukázali aj nedostatky takéhoto spôsobu kontroly kvality pitnej vody,
ktorými sú:

dlhý zoznam chemických a biologických ukazovateľov, ktoré sa v pitnej vode musia
v pravidelných intervaloch analyzovať a hodnotiť;

existencia veľkého počtu vodou prenášaných patogénnych mikroorganizmov (najmä
vírusov a prvokov), ktorých prítomnosť vo vode sa nedá indikovať alebo sa len
veľmi nepresne indikuje pomocou klasických indikátorových mikroorganizmov;

kontrolou konečného produktu - pitnej vody u spotrebiteľa - sa dá zistiť, či
dodávaná voda bola (alebo nebola) kvalitná a zdravotne neškodná až po jej
distribúcii a konzumácii;
- 86 -

kontrola kvality pitnej vody u spotrebiteľa nie je úplne reprezentatívna metóda
hodnotenia stavu vody, keďže z celkového objemu dodávanej vody sa analýzam
podrobuje len veľmi malý podiel. Okrem toho ani frekvencia monitorovania
nezaručuje reprezentatívnosť výsledkov z hľadiska času a priestoru;

bezpečnosť pitnej vody sa nedá zaručiť len kontrolou kvality pitnej vody
u spotrebiteľa. Táto slúži skôr na overenie, či všetky zložky vodárenského systému
a zavedené kontrolné opatrenia fungujú/fungovali správne.
Z týchto dôvodov sa v súčasnosti výhradné spoliehanie len na kontrolu pitnej vody u
spotrebiteľa už nepovažuje za dostatočne spoľahlivý spôsob zabezpečenia zdravotnej
bezchybnosti pitnej vody.
3. RÁMCOVÝ POSTUP NA VYPRACOVANIE PBPV
Bezpečnosť pitnej vody závisí na viacerých faktoroch, pričom medzi hlavné patria
kvalita zdroja vody, účinnosť technológie úpravy vody a integrita distribučného
systému. V plánoch bezpečnosti pitnej vody sa bezpečnosť vodárenského systému
a spoľahlivé dodávanie kvalitnej pitnej vody má zaručiť komplexným hodnotením
a manažmentom rizík vo všetkých jeho bodoch. Kontrola pitnej vody u spotrebiteľa
ostáva súčasťou manažmentu kvality vody, ale už nie je výhradným spôsobom
hodnotenia správnej funkcie systému.
Rámcový plán bezpečnosti pitnej vody pozostáva z nižšie popísaných 11 krokov.
3.1 Rozdelenie vodárenských systémov
Pred začatím vypracovávania PBPV, je vhodné určiť, či predmetný vodárenský systém,
je jednoduchý alebo komplexný. Toto rozdelenie, v prípade jednoduchých systémov,
uľahčí prácu pri jeho vypracovávaní. Na rozlíšenie jednoduchého a komplexného
systému zásobovania pitnou vodou boli zvolené kritéria uvedené v tabuľke 1. Ide o
prvotný návrh, ktorý môže byť v budúcnosti korigovaný na základe poznatkov
a skúseností získaných pri vypracovávaní samotných PBPV.
- 87 -
Tabuľka 1. Hranice kritérií pre rozdelenie systémov na jednoduché a komplexné
Kritérium
Počet zásobovaných
obyvateľov
Počet vodovodných
prípojok
Dĺžka vodovodnej siete
[m]
Objem vody vyrobenej
k realizácií [m3/rok]
Zložitosť použitej
technológie úpravy vody
Hranice kritéria
Jednoduchý systém
Komplexný systém
0 – 5 000
viac ako 5 000
0 – 1 750
viac ako 1 750
0 – 35 000
viac ako 35 000
0 – 200 000
viac ako 200 000
Systém bez úpravy vody
(len dezinfekcia) alebo
úprava vody odkysľovaním,
prevzdušnením.
Iná technológia úpravy
vody ako je uvedená pri
jednoduchom systéme.
3.2 Zostavenie pracovnej skupiny na vypracovanie PBPV
Na začiatku všetkých prác je potrebné vytvoriť skúsenú, multidisciplinárnu pracovnú
skupinu, ktorá bude poznať jednotlivé zložky systému a bude schopná vyhodnotiť
možné riziká s nimi spojené. Pracovná skupina musí poznať hygienické a ďalšie ciele,
ktoré sa majú dosiahnuť a po vyhodnotení systému má byť schopná posúdiť, či sa v
ňom dajú dosiahnuť príslušné normy pre kvalitu vody.
3.3 Popis systému zásobovania vodou
Podrobný popis vodárenského systému je základom pre nasledujúci proces hodnotenia
rizík. Mal by poskytnúť dostatočné informácie na určenie zraniteľných miest systému z
hľadiska výskytu nebezpečných udalostí, na určenie príslušných typov nebezpečenstiev
a na vypracovanie kontrolných opatrení. Následne sa odporúča vypracovať schému
vodovodu, ktorá dostatočne podrobne zachytí všetky jeho prvky.
3.4 Identifikácia nebezpečenstiev a nebezpečných udalostí, hodnotenie rizík a
stanovenie ich priorít
V tomto bode sa identifikujú nebezpečenstvá (resp. nebezpečné udalosti) a pre každé
z nich sa stanoví pravdepodobnosť jeho výskytu a závažnosť následkov. Ďalej sa určí
- 88 -
stupeň (miera) rizika jednotlivých nebezpečenstiev a následne sa stanoví priorita týchto
rizík, čiže sa odlíšia významné a nevýznamné riziká. Nebezpečenstvá, ktoré majú
nevýznamné riziko sa evidujú. V ďalšom postupe sa pracuje iba s nebezpečenstvami,
ktorým bola priradená významná miera rizika, pričom tieto sú považované za kritické
body.
3.5 Stanovenie, validácia a monitorovanie kontrolných opatrení na reguláciu
rizík
V tomto bode sa určia existujúce kontrolné opatrenia (opatrenia na zmiernenie; bariéry)
v kritických bodoch a potrebné je zaznamenať a zaoberať sa chýbajúcimi kontrolnými
opatreniami. Účinnosť kontrolných opatrení sa sleduje pomocou vopred stanovených
cieľových hodnôt a pri zistení odchýlky dôjde k upozorneniu na nutnosť včasného
zásahu, aby nedošlo k zhoršeniu kvality pitnej vody.
3.6 Overenie efektívnosti PBPV
Oficiálne overenie a audit PBPV zaručujú jeho správne fungovanie. K overeniu patria
tri činnosti, ktoré sa vykonávajú súčasne - monitoring súladu s normatívnymi
požiadavkami na kvalitu vody, interný a externý audit prevádzkových činností a
spokojnosť spotrebiteľov. Overenie by malo poskytnúť dôkazy o tom, že celý
vodárenský systém tak, ako je navrhnutý a prevádzkovaný, je schopný trvalo dodávať
vodu s kvalitou spĺňajúcou hygienické kritériá.
3.7 Vypracovanie a zavádzanie nápravných opatrení
Ak sa identifikovali významné riziká pre bezpečnosť pitnej vody a preukázalo sa, že
existujúce kontrolné opatrenia nie sú účinné, potom je treba vypracovať nápravné
opatrenia. Pre každé nápravné opatrenie má byť určené, kto zaň zodpovedá a má sa
určiť termín jeho zavedenia. Nápravné opatrenia môžu obsahovať krátkodobé,
strednodobé alebo dlhodobé programy.
3.8 Príprava manažérskych postupov, t.j. prevádzkových postupov pre
normálny stav a pre mimoriadne situácie
- 89 -
Manažérske postupy dokumentujú činnosti, ktoré sa majú vykonávať v čase normálnej
prevádzky vodárenského systému (štandardné prevádzkové postupy) a v čase výskytu
mimoriadnych udalostí/ podmienok (nápravné opatrenia). Postupy by mali vypracovať
skúsení pracovníci a mali by sa podľa potreby aktualizovať.
3.9 Vypracovanie podporných programov
Podporné programy sú také činnosti, ktoré zvyšujú kvalifikáciu a vedomosti ľudí, ich
angažovanosť pri zavádzaní princípov PBPV a ich schopnosť riadiť vodárenské
systémy tak, aby sa dodávala bezpečná pitná voda. Často sú to programy školení,
výskumu a vývoja.
3.10 Plánovanie a uskutočnenie pravidelnej revízie PBPV
Pracovná skupina pre PBPV sa má pravidelne stretávať a hodnotiť celkový plán na
základe skúseností s jeho uplatňovaním a na základe nových postupov (popri
pravidelnej revízii PBPV na základe analýzy údajov získaných v rámci monitoringu).
Proces revízie je veľmi dôležitý pre celkovú implementáciu PBPV a poskytuje základňu
pre budúce hodnotenie. Na základe vyhodnotenia núdzových situácií, nehôd alebo
ohrození prevádzky, bude treba prehodnotiť riziká a možno ich bude treba dodať do
aktualizovaného/vylepšeného plánu.
3.11 Revízia PBPV po nehode
Okrem pravidelnej revízie PBPV je nevyhnutné urobiť jeho prehodnotenie vždy po
každej havárii, nehode alebo neočakávanej udalosti, a to aj v prípade, že sa nezistia
nové nebezpečenstvá. Týmto sa má, pokiaľ možno, zabrániť opakovaniu udalosti.
Súčasne sa vyhodnotí, či reakcia na udalosť bola primeraná alebo sa situácia mala
zvládnuť lepšie.
3.12 Vypracovanie príslušnej dokumentácie a spôsobov komunikácie
Dokumentácia obsahuje súčasný PBPV a ďalšie záznamy, ktoré tvoria súčasť príprav
k tomuto plánu a tiež záznamy z implementačného procesu ako je monitoring a všetky
- 90 -
nevyhnuté vykonané nápravné opatrenia, záznamy o spôsobe riešenia porúch, validácii
a verifikácii.
4. ANALÝZA RIZÍK VODÁRENSKÉHO SYSTÉMU
Základným prvkom PBPV je vyhodnotenie a analýza rizík vodárenského systému z
hľadiska bezpečnosti a kvality pitnej vody. Každý prvok vodovodného systému by sa
mal charakterizovať z hľadiska dopadov na kvalitu vody a faktorov, ktoré ju môžu
ovplyvniť. To predpokladá dôkladné poznanie charakteristík vodárenského systému a
zhodnotenie, ktoré procesy a postupy môžu byť zdrojom nebezpečenstiev a
nebezpečných udalostí ovplyvňujúcich kvalitu pitnej vody.
Efektívna analýza rizík si vyžaduje identifikáciu potenciálnych nebezpečenstiev a ich
zdrojov, odhadnutie alebo určenie výskytu potenciálne nebezpečných udalostí
a vyhodnotenie úrovne rizika, ktoré predstavujú v nasledovnom ponímaní:

nebezpečenstvo je biologický, chemický, fyzikálny alebo rádiologický činiteľ,
ktorý môže vyvolať poškodenie zdravia, resp. je to zdroj potenciálneho poškodenia
alebo situácia s potenciálnou možnosťou poškodenia alebo ujmy;

nebezpečná udalosť je prípad alebo situácia, ktorým / ktorou sa do vodárenského
systému môžu vnášať nebezpečenstvá alebo sa ním / ňou neodstraňujú;

riziko predstavuje pravdepodobnosť, že identifikovaným nebezpečenstvom dôjde k
poškodeniu populácie, ktorá je nebezpečenstvu vystavená po určité časové obdobie,
vrátane
rozsahu poškodenia a/alebo
dôsledkov, resp.
je to
kombinácia
pravdepodobnosti vzniku a závažnosti následkov nebezpečenstva, resp. nebezpečnej
udalosti.
Na hodnotenie rizík vo vodárenských systémoch sa najčastejšie využívajú jednoduché
semikvantitatívne matice. Potrebné informácie o nebezpečenstvách a nebezpečných
udalostiach sa získavajú z príslušných právnych predpisov, odbornej literatúry
a prevádzkovej praxe, často sa využívajú názory kompetentných odborníkov.
Najčastejšie využívaná matica je uvedená v tabuľke 2. Úroveň rizika každého
nebezpečenstva, resp. nebezpečnej udalosti sa vyjadruje pomocou pravdepodobnosti
jeho výskytu a závažnosti možných dôsledkov. Výsledné riziko sa potom vyjadrí ako
- 91 -
prienik týchto dvoch hodnôt. To umožní rozlíšiť dôležité a menej dôležité riziká a určiť
ich priority z hľadiska potreby vykonania kontrolných opatrení na ich zníženie alebo
odstránenie.
Tabuľka 2. Jednoduchá porovnávacia matica na určenie poradia rizík
Pravdepodobnosť
výskytu
zriedkavá
nepravdepodobná
stredná
pravdepodobná
takmer určitá
nevýznamná
L
L
L
M
H
Závažnosť dôsledkov
málo
stredná
veľká
významná
L
M
H
L
M
H
M
H
E
H
H
E
H
E
E
Kde, „L“ znamená nízke riziko, ktoré
katastrofálna
H
E
E
E
E
je zvládnuteľné bežnými postupmi; „M“
znamená mierne (stredné) riziko, pri ktorom je potrebné špecifikovať zodpovednosť
manažmentu; „H“ znamená vysoké riziko, pri ktorom je potrebná pozornosť
manažmentu a „E“ znamená extrémne riziko, pri ktorom sa vyžaduje okamžitá akcia.
Poradie rizík získané takýmto hodnotením je špecifické pre daný vodárenský systém,
nakoľko každý systém je jedinečný.
Jednotlivé
identifikované
nebezpečenstvá,
resp.
nebezpečné
udalosti
spolu
s pravdepodobnosťou ich výskytu, závažnosťou dôsledkov a mierou rizika sa zapisujú
vo forme uvedenej v tabuľke 3.
Tabuľka 3. Zápis analýzy rizík vodárenského systému
Prvok
vodárens
kého
systému
Nebezp
ečenstv
o
Označ
enie
Nebezpe
čná
udalosť
Pravdepodo
bnosť
Závažno
sť
Hodnote
nie rizika
Poznámk
a
Spôsob zápisu celkového hodnotenia miery rizika vodárenského systému je uvedený
v tabuľke 4.
- 92 -
Tabuľka 4. Celkové hodnotenie miery rizika vodárenského systému
Časť
vodárenského
systému
Zdroj vody
Extrémna
E
X1
Úprava vody
Distribúcia
vody
Spolu
Vysoká
H
Y1
Miera rizika
Stredná
M
Z1
Nízka
L
Q1
X2
Y2
Z2
Q2
X3
Y3
Z3
Q3
X1 + X2 +
X3
Y1 + Y2 +
Y3
Z1 + Z2 +
Z3
Q1 + Q2 +
Q3
Spolu
X1 + ... +
Q1
X2 + ... +
Q2
X3 + ... +
Q3
X1 + ... +
Q3
4.1 Vyhodnotenie prijateľnosti rizík
Na vyhodnotenie prijateľnosti rizík sa využíva princíp ALARP (As Low As Reasonably
Practicable – posudzovanie od prípadu k prípadu). Podľa tohto princípu riziká, ktoré sú
očividne neprijateľné sa musia znížiť alebo eliminovať za každých podmienok. Riziká,
ktoré sú očividne prijateľné sa môžu ponechať bez ďalších opatrení. Medzi prijateľnými
a neprijateľnými rizikami sú riziká, ktoré môžu byť považované za prijateľné, ak je
ekonomicky a/alebo technicky neprimerané ich zníženie. Za prijateľné sa považujú
riziká, ktorým bola pridelená nízka miera rizika (L), naopak za neprijateľné sa považujú
extrémne (E) a vysoké (H) riziká. Riziká so strednou mierou rizika (M) je potrebné
posudzovať od prípadu k prípadu. Pre neprijateľné riziká je potrebné vypracovať
kontrolné opatrenia.
5. ZÁVER
PBPV sa nemôže vypracovať ako teoretická štúdia. Musí byť vypracovaný na základe
dôkladného poznania celého systému zásobovania pitnou vodou, čo si bude vyžadovať
obhliadky jednotlivých miest tohto systému členmi pracovnej skupiny, aby sa overili a
spresnili poznatky, informácie, schémy a ďalšie materiály dostupné vo vodárenskej
spoločnosti. Niektoré prvky PBPV majú už vodárenské spoločnosti zavedené vo svojej
prevádzkovej praxi. Kompletné zavedenie PBPV si však bude vyžadovať, aby sa vo
vodárenských spoločnostiach pozreli novým pohľadom na všetky faktory potenciálne
ovplyvňujúce bezpečnosť pitnej vody. Nič sa nesmie považovať za samozrejmé.
Otvorené a transparentné zavedenie PBPV zvýši dôveru spotrebiteľov a všetkých
- 93 -
ďalších zúčastnených strán v bezpečnosť vodárenských systémov. PBPV bude
prospešný len vtedy, keď sa vypracuje, zavedie a odskúša.
Materiály súvisiace s riešením projektu si môžete pozrieť na tejto stránke:
http://www.vuvh.sk/index.php/sk_SK/projekt-sk-0135/sk-uvod.
Tento príspevok bol vypracovaný v rámci riešenia projektu SK0135 „Bezpečnosť
dodávky pitnej vody“, ktorý bol spolufinancovaný z Finančného mechanizmu EHP,
Nórskeho finančného mechanizmu a zo štátneho rozpočtu Slovenskej republiky.
LITERATÚRA
[1.] WHO: World Health Organisation - Guidelines for Drinking Water Quality, 3.
vydanie, Geneva 2004. ISBN 9241546387.
[2.] Munka, K., Büchlerová, E., Karácsonyová, M.: Plány bezpečnosti pitnej vody aktuálna požiadavka dneška. In: Pitná voda. Zborník odborných prác z XI.
konferencie s medzinárodnou účasťou. Trenčianske Teplice 2008. ISBN
9788096997404.
[3.] Munka, K., Karácsonyová, M., Brtko, J., Slovinská, M., Prokšová, M., Tóthová,
L., Ďurica, J., Hazlinger, J., Ivanič, J., Trebula, O., Solkový, L.: Analýza rizík
v SKV Hriňová-Lučenec-Fiľakovo ako súčasť Plánov bezpečnosti pitnej vody. In:
Pitná voda. Zborník prednášok z XIII. konferencie s medzinárodnou účasťou.
Trenčianske Teplice 2010. ISBN 9788096997435.
[4.] Munka, K., Karácsonyová, M.: Rámcový plán bezpečnosti pitnej vody
prispôsobený podmienkam v SR (projekt SK0135 Bezpečnosť dodávky pitnej
vody). VÚVH Bratislava 2011.
[5.] Karácsonyová, M., Munka, K.: Metodický pokyn na analýzu rizík vodárenských
systémov (projekt SK0135 Bezpečnosť dodávky pitnej vody). VÚVH Bratislava
2011.
[6.] Munka, K., Karácsonyová, M., Tóthová, L., Slovinská, M., Prokšová, M., Brtko,
J., Ďurica, J., Hazlinger, J., Ivanič, J., Trebula, O., Solkový, L., Vazan, R.: Plán
bezpečnosti pitnej vody vybranej časti skupinového vodovodu Hriňová-LučenecFiľakovo (projekt SK0135 Bezpečnosť dodávky pitnej vody). VÚVH Bratislava
2011.
- 94 -
ODKANALIZOVANIE URBANIZOVANÝCH ÚZEMÍ
Peter Belica1), Beáta Michniaková1), Júlia Šumná1), Katarína Kozákova1), Dagmar
Drahovská1)
ABSTRAKT
Odvádzanie a čistenie komunálnych odpadových vôd v členských štátoch EÚ patrí medzi
prioritné úlohy v oblasti ţivotného prostredia. SR pri vstupe do EÚ prijala záväzok, ţe
v postupných krokoch do roku 2015 dosiahne vyhovujúci stav v odvádzaní a čistení
komunálnych odpadových vôd.
V tomto príspevku prezentujeme informácie o produkovanom znečistení v aglomeráciách
väčších ako 2 000 EO, o stave odvádzania odpadových vôd, o čistení komunálnych
odpadových vôd, o nakladaní s čistiarenským kalom a o potrebných financiách na dosiahnutie
poţadovaného stavu.
1. ÚVOD
V dôsledku migrácie obyvateľstva do miest a väčších aglomerácií sa zaznamenáva stav, ţe po
prvýkrát v histórii ľudstva ţije väčšina ľudí v mestách (3,3 miliardy ľudí) a trend rozširovania
miest stále pokračuje [1]. Tento fakt charakterizujúci novodobú spoločnosť je potrebné
v komunálnej politike zohľadniť a primerane k tomu budovať a rozvíjať aj vodohospodársku
infraštruktúru. S touto skutočnosťou sú spojené aj zvýšené nároky na spotrebu pitnej vody
a odvádzanie odpadových vôd. Poţiadavky na dodávku pitnej vody, mnoţstvo a spôsob
odvádzania vôd (splaškových, priemyselných odpadových vôd, vôd z povrchového odtoku,
drenáţnych vôd, neţiaducich vôd pritekajúcich z extravilánu a pod.) sú úmerné veľkosti miest
a sociálno-ekonomickým podmienkam. S týmto sa zväčšujú aj nároky na technickotechnologické riešenia, systémy riadenia a regulácie, riziká pre ţivotné prostredie, ale aj
zraniteľnosť systému a veľkosť vzniknutých škôd a následkov ich odstraňovania.
1
Ing. Peter Belica CSc., RNDr. Beáta Michniaková, Ing. Júlia Šumná, Ing. Katarína Kozákova, Ing. Dagmar
Drahovská, Výskumný ústav vodného hospodárstva, Nár. arm. gen. L. Svobodu 5., Bratislava. [email protected],
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
- 95 -
V tomto príspevku chceme informovať o stave v odvádzaní a čistení komunálnych
odpadových vôd v SR a o výške potrebných finančných prostriedkov potrebných na splnenie
záväzkov SR v tejto oblasti.
2. STAV V ODVÁDZANÍ A ČISTENÍ ODPADOVÝCH VÔD V SR
Komplexné vyhodnotenie súladu odvádzania a čistenia komunálnych odpadových vôd
s poţiadavkami smernice Rady 91/271/EHS z 21. mája 1991 o čistení komunálnych
odpadových vôd (ďalej smernica Rady 91/271/EHS), bolo vykonané v roku 2010, pričom
poţadovaným hodnoteným rokom bol rok 2008 [2], [3].
V rámci efektívneho odvádzania a čistenia odpadových vôd je uplatňovaný systém
aglomerácií,
ktorý
vychádza
z ustanovení
európskej
a
našej
právnej
úpravy.
Pod aglomeráciou rozumieme oblasť, v ktorej je osídlenie alebo hospodárska činnosť natoľko
koncentrovaná, ţe je z nej opodstatnené zbierať a odvádzať komunálne odpadové vody
do čistiarne odpadových vôd, alebo na miesto ich spracovania a vypúšťania (podľa smernice
Rady 91/271/EHS). Existencia (vymedzenie) aglomerácie nie je závislá od existencie stokovej
siete ani od čistiarne odpadových vôd ("Terms and Definitions of the Urban Waste Water
Treatment Directive 91/271/EEC", 2007).
Proces vymedzenia aglomerácií na Slovensku sa postupne vyvíjal. V súčasnosti je chápanie
pojmu aglomerácia zhodné s chápaním definície aglomerácie podľa finálnej verzie materiálu
vysvetľujúceho chápanie kľúčových pojmov smernice ("Terms and Definitions of the Urban
Waste Water Treatment Directive 91/271/EEC") zo dňa 16.1.2007, ktorý okrem iného
umoţňuje na jednu ČOV napojiť viac aglomerácií.
2.1 Množstvo produkovaného znečistenia
Podľa smernice Rady 91/271/EHS je hodnotenie vykonané pre aglomerácie nad 2 000 EO,
na ktoré sa vzťahuje plnenie záväzkov SR. Hodnotenie bolo vykonané podľa [3] a [4].
V SR je 2 434 aglomerácií, z toho aglomerácií pod 2 000 EO je 2 078. Veľkostná štruktúra
aglomerácií nad 2 000 EO je uvedená v tabuľke č. 1.
- 96 -
Tabuľka č. 1: Členenie aglomerácii nad 2 000 EO v SR podľa veľkostných kategórií
(stav k 31.12.2008)
Veľkostné kategórie
aglomerácií
Počet EO
Počet aglomerácií
2 000-
10 001 -
15 001 -
> 150 000
Spolu nad
10 000 EO
15 000EO
150 000 EO
EO
2 000 EO
1 106 510
267 410
2 183 850
1 701 600
5 259 370
276
21
54
5
356
Celkové mnoţstvo vyprodukovaného znečistenia v aglomerácii pozostáva z pripojených
obyvateľov, z občianskej vybavenosti, zo sluţieb, z priemyslu a z nepripojených obyvateľov,
sluţieb a prípadne priemyslu. V roku 2008 celkové mnoţstvo vyprodukovaného znečistenia
v aglomeráciách väčších ako 2 000 EO predstavovalo 5 259 370 EO. Toto číslo zároveň slúţi
ako základ pre posudzovanie stavu v odvádzaní a čistení odpadových vôd.
2.2 Množstvo odvádzaného znečistenia
Pri vyhodnocovaní počtu stokových sietí bol zvolený prístup jedna aglomerácia = jedna
stoková sieť. Mnoţstvo znečistenia odvádzané stokovou sieťou v 356 aglomeráciách
nad 2 000 EO na Slovensku bolo stanovené na úrovni 4 013 298 EO (tabuľka č. 2).
Tabuľka č. 2: Počet a kapacita systémov na zber a odvádzanie komunálnych
odpadových vôd (KOV), „ktoré sa považujú za vyhovujúce“ k 31. decembru 2008
Veľkostné
kategórie
aglomerácií
Počet EO
Počet systémov na zber
2 000-
10 001 -
15 001 -
> 150 000
Spolu nad
10 000 EO
15 000EO
150 000 EO
EO
2 000 EO
462 371
183 455
1 796 114
1 571 358
4 013 298
201
21
54
5
281
a odvádzanie KOV
Z uvedeného je moţné konštatovať, ţe v súlade s článkom 3 smernice Rady 91/271/EHS bolo
odvádzané znečistenie zodpovedajúce 4 013 298 EO, čo predstavuje 76,31 % z celkového
mnoţstva znečistenia vyprodukovaného v aglomeráciách nad 2 000 EO (ostáva mnoţstvo
znečistenia 1 246 072 EO neodvedené stokovou sieťou. Čo sa týka obyvateľov, celkove
- 97 -
moţno odhadovať, ţe na stokovú sieť sa nemá moţnosť pripojiť viac ako milión obyvateľov
v aglomeráciách väčších ako 2 000 EO).
Pri vyhodnocovaní počtu stokových sietí, ktoré spĺňajú poţiadavky smernice Rady
91/271/EHS, sú isté problémy vzhľadom k tomu, ţe v súčasnosti je výstavba a rekonštrukcia
stokových sietí buď plánovaná, alebo ešte prebieha a nie je ukončená. Počty stokových sietí
uvádzané v tabuľke č. 2 zodpovedajú funkčným stokovým sieťam, ktoré zabezpečujú
odvádzanie komunálnych odpadových vôd, nespĺňajú však všetky poţadované parametre.
2.3 Čistenie komunálnych odpadových vôd
Moţno konštatovať, ţe v aglomeráciách nad 2 000 EO sa mnoţstvo odvádzaných odpadových
vôd prakticky rovná mnoţstvu čistených odpadových vôd. Výnimku tvoria nečistené výusty
a situácie krátkodobého obtokovania najmä biologického stupňa pri väčších prietokoch najmä
pri rekonštrukciách ČOV.
Mieru vyhovujúceho čistenia je nutné posudzovať k záväzkom SR voči EÚ a k jednotlivým
termínom (prechodné obdobia 2004, 2008, 2010, 2012 a konečný termín 2015). Povinnosti
SR pre oblasť verejných kanalizácií uvedené v Zmluve o pristúpení Slovenskej republiky
k Európskej únii zo dňa 16.4.2003 a ďalšie, vyplývajúce zo smernice Rady 91/271/EHS
moţno zhrnúť nasledovne:
— do 31. decembra 2004 je potrebné dosiahnuť súlad so smernicou pre 83 % celkového
mnoţstva biologicky odstrániteľného znečistenia;
— do 31. decembra 2008 je potrebné dosiahnuť súlad so smernicou pre 91 % celkového
mnoţstva biologicky odstrániteľného znečistenia;
— do 31. decembra 2010 je potrebné dosiahnuť súlad so smernicou pre aglomerácie
s viac ako 10 000 ekvivalentnými obyvateľmi (zabezpečiť odvádzanie odpadových
vôd a ich čistenie vrátane odstraňovania nutrientov) ;
— do 31. decembra 2012 je potrebné dosiahnuť súlad so smernicou pre 97 % celkového
mnoţstva biologicky odstrániteľného znečistenia;
— do konca roka 2015 zabezpečiť odvádzanie a biologické čistenie odpadových vôd
v súlade so smernicou v aglomeráciách nad 2 000 ekvivalentných obyvateľov;
- 98 -
— zabezpečovať primerané čistenie odpadových vôd vo všetkých aglomeráciách pod
2 000 ekvivalentných obyvateľov, ktoré majú vybudovanú stokovú sieť.
Všetky komunálne odpadové vody (KOV) vyprodukované v aglomeráciách nad 2 000 EO
majú byť čistené v súlade s poţiadavkami článku 4 smernice Rady 91/271/EHS –
odstraňovanie organického znečistenia. Všetky KOV vyprodukované v aglomeráciách nad
10 000 EO majú byť čistené v súlade s poţiadavkami článku 5 smernice Rady 91/271/EHS –
odstraňovanie nutrientov. V tab. č. 3 sú uvedené sumárne výsledky zhody s článkom 4
smernice Rady 91/271/EHS za rok 2008.
Tabuľka č. 3: Počet a kapacita čistiarní odpadových vôd „ktoré sa považujú za
vyhovujúce podľa článku 4 smernice Rady 91/271/EHS“ k 31. decembru 2008
(odstraňovanie organického znečistenia – BSK5, CHSK)
Veľkostné
kategórie
aglomerácií
Počet EO
Počet ČOV
2 000-
10 001 -
15 001 -
> 150 000
Spolu nad
10 000 EO
15 000EO
150 000 EO
EO
2 000 EO
356 180
156 298
1 659 406
1 554 501
3 726 385
176
24
60
7
225*
* počet jedinečných ČOV - ak čistiareň čistí viac aglomerácií v rôznych veľkostných kategóriách, je v celkovom počte
zahrnutá iba raz, t.j. sumárny počet ČOV nie je daný súčtom ČOV pre jednotlivé veľkostné kategórie aglomerácií
Z tab. č. 3 vyplýva, ţe v roku 2008 bolo v súlade s poţiadavkami článku 4 smernice Rady
91/271/EHS odstraňované znečistenie zodpovedajúce 3 726 385 EO, čo predstavuje 70,85
% celkového vyprodukovaného znečistenia z aglomerácií nad 2 000 EO a celkovo kvalita
vyčistených odpadových vôd vyhovovala požiadavkám článku 4 smernice Rady
91/271/EHS v 225 komunálnych čistiarňach odpadových vôd. Hodnotenie čistenia KOV je
zaloţené na hodnotení počtu vyhovujúcich vzoriek v ukazovateľoch CHSK, BSK5 alebo na
hodnotení miery odstraňovania znečistenia v ukazovateľoch CHSK, BSK5. Do 31. decembra
2008 bolo potrebné dosiahnuť súlad s článkom 4 smernice Rady 91/271/EHS pre 91 %
celkového
mnoţstva
biologicky
odstrániteľného
znečistenia
vyprodukovaného
v aglomeráciách nad 2 000 EO. Z porovnania percentuálnych údajov vidieť mieru meškania
v plnení záväzkov podľa článku 4 smernice Rady 91/271/EHS.
V súčasnej dobe prebiehajú veľmi intenzívne rekonštrukcie ČOV, ale počet rekonštrukcií
a výstavby ČOV mešká za potrebami vyplývajúcimi zo záväzkov z prístupovej zmluvy SR
k EÚ. Všetky rekonštruované ČOV nad 10 000 EO sú technologicky a technicky riešené
na odstraňovanie nutrientov N a P. Do konca roka 2010 bolo potrebné dosiahnuť súlad
- 99 -
so smernicou pre všetky aglomerácie s viac ako 10 000 EO (zabezpečiť odvádzanie
odpadových vôd a ich čistenie vrátane odstraňovania nutrientov).
V roku 2008 bolo v súlade s článkom 5 smernice Rady 91/271/EHS odstraňované znečistenie
zodpovedajúce 1 766 091 EO, čo prestavovalo 42,53 % celkového vyprodukovaného
znečistenia z aglomerácií nad 10 000 EO. Hodnotenie odstraňovania nutrientov je zaloţené na
hodnotení priemernej ročnej koncentrácie N a P na odtoku z ČOV alebo na hodnotení miery
odstraňovania znečistenia v ukazovateľoch N a P. Celkove poţiadavkám článku 5 smernice
Rady 91/271/EHS vyhovovalo 41 ČOV. Sumárne výsledky podľa veľkostných kategórií
aglomerácií sú uvádzané v tabuľke č. 4.
Tabuľka č. 4: Počet a kapacita čistiarní odpadových vôd, „ktoré sa považujú za
vyhovujúce podľa článku 5 smernica Rady 91/271/EHS“ k 31. decembru 2008
(odstraňovanie N a P)
Veľkostné
aglomerácií
Počet EO
kategórie
10 001 -
15 001 -
> 150 000
Spolu nad
15 000EO
150 000 EO
EO
10 000 EO
80 497
884 717
800 877
1 766 091
13
25
4
41*
Počet ČOV
* počet jedinečných ČOV - ak čistiareň čistí viac aglomerácií v rôznych veľkostných kategóriách, je v celkovom počte
zahrnutá iba raz, t.j. sumárny počet ČOV nie je daný súčtom ČOV pre jednotlivé veľkostné kategórie aglomerácií
2.4 Aglomerácie pod 2 000 EO
Celkový počet pripojených obyvateľov na stokovú sieť bol v roku 2006 cca 150 000, do roku
2008 nenastali výrazné zmeny. Kvalita vyčistených odpadových vôd zodpovedala
konkrétnym pomerom na predmetných ČOV. Najvyššiu kvalitu vyčistených vôd dosahovali
aglomerácie napojené na veľké ČOV. V 2 078 aglomeráciách veľkostnej triedy pod 2 000 EO
(tvorených 2 232 obcami) bolo evidovaných 27,1 % trvalo bývajúcich obyvateľov
z celkového počtu obyvateľov SR. KOV v týchto aglomeráciách čistí 326 ČOV.
2.5 Nakladanie s čistiarenským kalom
V roku 2008 predstavovala celková produkcia kalu v SR 57 810 t sušiny. Z toho sa v pôdnych
procesoch vyuţilo 38 368 ton (66,4 %), dočasne sa uskladnilo 10 766 ton (18,6 %) a na
- 100 -
skládky sa uloţilo 8 676 ton (15,0 %). V roku 2008 sa kal do poľnohospodárskej pôdy priamo
neaplikoval. Na výrobu kompostu bolo pouţité 33 455 ton sušiny kalu, iným spôsobom bolo
v pôdnych procesoch vyuţitých (rekultivácia plôch, skládok a pod.) 4 913 ton kalu.
2.6 Situácia v oblasti odvádzania a čistenia odpadových vôd v SR k 31.12.2009
podľa štatistických výkazov
Uvedené informácie vychádzajú zo štatistických výkazov vodárenských spoločností,
obecných úradov a iných subjektov a nie sú vzťahované na aglomerácie (nie je moţné
porovnávať s vyššie uvedením hodnotením, nakoľko sa jedná o odlišný prístup a hodnotený
rok). Hodnotením rokom je rok 2009. Hodnotenie stavu odvádzania a čistenia odpadových
vôd bolo vykonané podľa [5].
V roku 2009 bolo na verejnú kanalizáciu pripojených 3 224 966 obyvateľov, čo predstavovalo
59,45 % (z celkového počtu obyvateľov SR), z toho v domoch pripojených na verejnú
kanalizáciu s čistiarňou odpadových vôd ţilo 3 141 698 obyvateľov. Medziročný nárast
pripojených obyvateľov na verejnú kanalizáciu predstavoval 83 369 obyvateľov. Celkové
mnoţstvo vypúšťaných odpadových vôd do vodných tokov vzrástlo na 427,1 mil. m3 a po 15
rokoch trvalého poklesu medziročne stúplo o 23,6 mil. m3 za rok. Nárast bol zaznamenaný
u priemyselných odpadových vôd a u cudzích vôd, aj v roku 2009 bol zaznamenaný
medziročný pokles splaškových vôd o 4,3 mil. m3. V roku 2009 bol nárast dĺţky
kanalizačných sietí v medziročnom období o 393 km a celková dĺţka dosiahla hodnotu 9 658
km. Tento priaznivý nárast bol dôsledkom ukončovania kanalizačných stavieb z prvého
plánovacieho obdobia čerpania finančných prostriedkov z fondov EÚ. Zdanlivý nesúlad
medzi dĺţkou novovybudovanej kanalizácie a počtom pripojených obyvateľov vyplýva
zo zaostávania v pripájaní obyvateľstva na novovybudovanú kanalizáciu. V individuálnych
prípadoch sa stretávame s neochotou pripojenia na verejnú kanalizáciu a platenia stočného.
V roku 2009 bolo evidovaných 14 813 nových kanalizačných prípojok. Sumárne údaje za SR
o počtoch pripojených obyvateľov, o mnoţstve vypúšťaných odpadových vôd, o
kanalizačných sieťach, o kanalizačných prípojkách a o počte ČOV [7] sú uvedené v tabuľke č.
5.
- 101 -
Tabuľka č. 5: Údaje za SR o stave odkanalizovania
Ukazovateľ
rok/je
1995
2000
2005
2008
2009
2 818
2 956
3 076
3 197
3 225
2 593
2 791
2 971
3 107
3 142
551,1
507,0
443,3
403,5
427,1
503,9
478,9
428,2
395,3
417,8
dnotka
Počet obyvateľov pripojených na verejnú tisíc
kanalizáciu
Počet obyvateľov pripojených na verejnú tisíc
kanalizáciu s ČOV
Mnoţstvo vypúšťaných odpadových vôd mil. m3
do verejnej kanalizácie
Vody vypúšťané cez verejnú kanalizáciu mil. m3
s ČOV
Počet ČOV
ks
255
340
468
577
587
Dĺţka kanalizačných sietí
km
5 558
6 329
7 690
9 265
9 658
Počet kanalizačných prípojok
tis. ks.
168,0
205,9
254,6
326,9
341,7
Dĺţka kanalizačných prípojok
km
1 397
1 649
1 996
2 408
2 500
Údaje o mnoţstvách vypúšťaných odpadových sú len za vodárenské spoločnosti a iné subjekty – KOMVaK, a. s., Komárno,
Vodárenská a kanalizačná spoločnosť, s.r.o., Hlohovec, Mondi SCP, a.s., Ruţomberok (nie sú zahrnuté údaje za ČOV
v prevádzke obecných úradov )
3. INVESTIČNÁ NÁROČNOSŤ
Implementácia poţiadaviek smernice Rady 91/271/EHS je ekonomicky veľmi náročná,
jednak čo sa týka výstavby a rekonštrukcie stokových sietí ako aj zabezpečenia adekvátneho
čistenia odpadových vôd na čistiarňach odpadových vôd. V podmienkach SR sú finančné
zdroje pre túto oblasť čerpané z nasledovných zdrojov: fondy EÚ, štátny rozpočet,
Environmentálny fond, vlastné zdroje (obcí, resp. regionálnych vodárenských spoločností)
a úvery a pôţičky.
Nevyhnutnou súčasťou plánovania implementácie smernice je finančná analýza nákladov
potrebných na implementáciu smernice a disponibilných finančných zdrojov. Exaktné
stanovenie nákladov na splnenie poţiadaviek smernice je moţné len na základe rozpočtových
nákladov z projektových dokumentácií kanalizačných stavieb. Nakoľko tieto sú k dispozícii
- 102 -
aţ v pokročilom štádiu projektových prác, je nevyhnutné vykonať odhady potrebných
finančných nákladov.
Orientačný výpočet nákladov potrebných na splnenie záväzkov SR voči EÚ bol vykonaný na
základe kalkulácie nákladov pre infraštruktúru sektoru vôd podľa záverečnej správy štúdie
„Cost of the compliance for the implementation of the Urban Waste Water Treatment
Directive― - Náklady pre dosiahnutie zhody pri implementácii smernice o čistení
komunálnych odpadových vôd. Rámcovým prepočtom finančných potrieb na dosiahnutie
zhody pre aglomerácie nad 2 000 EO v SR podľa [7] predstavujú sumárne čiastku 2,24 mld. €
(67,5 mld. Sk). Pre kaţdú aglomeráciu nad 2 000 EO bol vykonaný výpočet zvlášť pre
dobudovanie stokovej siete v neodkanalizovaných častiach aglomerácie alebo vybudovanie
novej stokovej siete v neodkanalizovaných aglomeráciách a výpočet potrebných nákladov na
rekonštrukciu nevyhovujúcich ČOV a výstavby nových ČOV v aglomeráciách bez ČOV.
Základnými výpočtovými parametrami boli ekvivalentný obyvateľ, veľkosť aglomerácie
a poţadovaný stupeň čistenia odpadových vôd . Ako podklady na výpočet boli pouţité
materiály [3], [4] a [6].
4. ZÁVER
Za posledné roky bol v SR dosiahnutý výrazný pokrok v odvádzaní a čistení komunálnych
odpadových vôd. V súčasnom období je pozornosť sústredená na rekonštrukcie ČOV
a v nevyhnutnej miere aj stokových sietí a hlavne na výstavbu nových ČOV a stokových sietí.
K 31.12.2008 bolo v súlade s článkom 3 smernice Rady 91/271/EHS odvádzané znečistenie
zodpovedajúce 4 013 298 EO, čo predstavuje 76,31 % z celkového množstva znečistenia
vyprodukovaného v aglomeráciách nad 2 000 EO (ostáva ešte neodvedené znečistenia
stokovou sieťou od 1 246 072 EO). V súlade s požiadavkami článku 4 smernice Rady
91/271/EHS (sekundárne čistenie) bolo odstraňované znečistenie zodpovedajúce 3 726 385
EO, čo predstavuje 70,85 % celkového vyprodukovaného znečistenia z aglomerácií nad 2
000 EO, do 31. decembra 2008 bolo potrebné dosiahnuť súlad so smernicou pre 91 %
celkového
mnoţstva
biologicky
odstrániteľného
znečistenia
vyprodukovaného
v aglomeráciách s veľkosťou nad 2 000 EO. V roku 2008 bolo v súlade s článkom 5
smernice Rady 91/271/EHS (odstraňovanie nutrientov) odstraňované mnoţstvo znečistenia
1 766 091 EO, čo predstavuje 42,53 % celkového množstva biologicky odstrániteľného
- 103 -
znečistenia vyprodukovaného v aglomeráciách s veľkosťou nad 10 000 EO (k 31.12.2010
malo byť 100 %). Odhad finančných nárokov na dosiahnutie súladu v odvádzaní a čistení
KOV v aglomeráciách nad 2 000EO predstavuje čiastku 2,24 mld. €.
POUŽITÁ LITERATÚRA
[1] http://www.unwater.org/worldwaterday/
[2] STN EN 752 Stokové siete systémy kanalizačných potrubí mimo budov. 2008
[3] Michniaková B., Drahovská D., Kozáková K., Šumná J., Kucman K., Belica P.:
Spracovanie podkladov pre plnenie reportingových povinností vyplývajúcich z členstva SR
v EÚ podľa Smernice 91/271/EHS. VÚVH Bratislava 2010.
[4] Národný program Slovenskej republiky pre vykonávanie smernice Rady 91/271/EHS
o čistení komunálnych odpadových vôd v znení smernice Komisie 98/15/ES a nariadenia
Európskeho parlamentu a Rady 1882/2003/ES, VÚVH Bratislava a MŢP SR 2010
[5] Neradovičová J.: Údaje o vodohospodárskej investičnej výstavbe a prevádzke za
roky1995; 2000; 20005; 2008; 2009. VÚVH Bratislava,1995; 2005; 2005; 2008; 2009.
[6] Belica P., Dian M.: Aglomerácie pre odkanalizovanie komunálnych odpadových vôd
v SR, VÚVH Bratislava, 2002
[7] záverečná správa štúdie „Cost of the compliance for the implementation of the Urban
Waste Water Treatment Directive― - Náklady pre dosiahnutie zhody pri implementácii
smernice o čistení komunálnych odpadových vôd, COWI, 2010
- 104 -
PŘÍNOSY REKONSTRUKCE ČISTÍRNY ODPADNÍCH VOD
KOPŘIVNICE
Eva Faldynová1) a Naděžda Surovcová2)
ABSTRAKT
Tento příspěvek je zaměřen na přínosy rekonstrukce technologie biologického stupně
čistírny odpadních vod Kopřivnice a dosažené výsledky po její realizaci v rámci dílčího
zkušebního provozu. Rekonstrukce byla provedena v období 04 - 12/2010, v současné době
probíhá od 1.1.2011 zkušební provoz. Na ČOV je napojeno 98,6 % obyvatel města
Kopřivnice. Společně s komunálními odpadními vodami jsou na MěČOV Kopřivnice čištěny
i odpadní vody vznikající v Průmyslovém areálu Kopřivnice - Vlčovice. Po vybudování
oddílné splaškové kanalizace je ve výhledu uvažováno dále s napojením odpadních vod i z
místních částí Lubina, Vlčovice a Mniší. Vzhledem k nedostatečnému odstranění dusíkatého
znečištění v souvislosti s připravovanou změnou legislativních podmínek a budoucímu
napojení místních částí města Kopřivnice bylo po předchozím posouzení stávajícího procesu
čištění přikročeno k přípravě na rekonstrukci ČOV.
1. ZÁKLADNÍ POPIS ČOV KOPŘIVNICE
Původní mechanicko-biologická čistírna odpadních vod pro město Kopřivnice,
v majetku SmVaK Ostrava a.s., byla uvedena do provozu v roce 1961 a postupně prošla
několika rekonstrukcemi. Jedna z rozsáhlých rekonstrukcí ČOV, která proběhla v letech 20022003, byla vyvolána rostoucími nároky na ochranu životního prostředí s maximálním
důrazem na zajištění vysoké kvality vypouštěných odpadních vod z ČOV ve vazbě na
zpřísňující se požadavky vyplývajících z legislativy Evropské unie a České republiky pro
eliminaci organického znečištění, odstraňování dusíkatých látek a fosforu. Součástí tehdejší
rekonstrukce biologického stupně byla stavba nové dvoulinkové aktivační nádrže se
systémem R-D-N o celkovém objemu 1 900 m3, zvýšení objemu menší dosazovací nádrže
1
2
Ing. Eva Faldynová – Severomoravské vodovody a kanalizace Ostrava a.s., 28. října 169, 709 45 Ostrava, [email protected]
Naděžda Surovcová– Severomoravské vodovody a kanalizace Ostrava a.s., 28. října 169, 709 45 Ostrava, [email protected]
- 105 -
včetně nezbytných souvisejících stavebně-technologických úprav a instalace chemického
srážení fosforu.
Poslední rekonstrukce realizovaná v roce 2010 byla zaměřena především na další
zkapacitnění biologického stupně čištění, tzn. dostavbu nové části aktivační nádrže s využitím
objemu stávající aktivace a úpravu technologického procesu na kaskádovou aktivaci. Součástí
stavby byla dále změna využití dvou menších usazovacích nádrží na vyrovnávací nádrže,
potřebná propojovací potrubí a doplnění systému řízení technologických procesů (SŘTP).
2. CÍL A NÁVRH REKONSTRUKCE
Cílem rekonstrukce byla realizace ekonomicky, technicky a technologicky optimální
koncepce biologického stupně ČOV za účelem dosažení hodnoty Nc ve vyčištěné odpadní
vodě pod 12 mg.l-1.
Posouzení biologického stupně ČOV.
Na základě připravované novely zákona č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých
zákonů, vyplynula další potřeba zvýšení účinnosti odstranění dusíku z odpadní vody, kterou
stávající technologie nebyla schopna zabezpečit. Aby bylo možno odstranit dusík nitrifikací a
denitrifikací, je nutno splnit současně několik podmínek.
Podmínky pro nitrifikaci:
•
Dostatek nitrifikačních bakterií v aktivovaném kalu.
•
Dodržení oxických podmínek.
•
Dodržení dostatečné délky reakční doby.
•
Dodržení optimální hodnoty pH v nitrifikaci.
•
Teplota v aktivační nádrži.
Podmínky pro denitrifikaci.
•
Dostatečné množství organického substrátu.
•
Dodržení anoxických podmínek v denitrifikaci.
•
Přivedení dusičnanů z nitrifikace do denitrifikace.
•
Dodržení dostatečné délky reakční doby.
- 106 -
2
Po provedeném posouzení stavu nitrifikace a denitrifikace byly zjištěny následující
skutečnosti:
Nedostatečná nitrifikace způsobená krátkou dobou kontaktu v nitrifikační části aktivace,
ke které docházelo při vyšších přítocích odpadní vody, především v chladných obdobích.
Nízká účinnost denitrifikace způsobená krátkou dobou kontaktu při vysokých průtocích
a vysokou účinností usazovacích nádrží při odstraňovaní organických látek (BSK5), které byly
deficitní pro průběh denitrifikace.
Dosažení potřebné účinnosti technologických procesů
Pro dosažení potřebné účinnosti nitrifikace bylo nutno zabezpečit potřebné stáří kalu
v aktivační nádrži i pro období s nízkými teplotami.
Pro dosažení potřebné účinnosti denitrifikace bylo nutno zajistit potřebný objem
denitrifikační části aktivační nádrže a odstranění deficitu organických látek snížením
účinnosti usazovacích nádrží, tj. vyřazením některé ze tří usazovacích nádrží z provozu.
2.3 Výběr optimální technologie biologického procesu čištění odpadních vod.
Základní podmínkou pro výběr nejvhodnější technologie biologického čištění byl
požadavek dosažení hodnoty Nc ve vyčištěné odpadní vodě pod 12 mg.l-1. Vzhledem
k zajištění plynulého provozu ČOV po dobu její rekonstrukce bylo možno uvažovat
s následujícími technologiemi procesu čištění:
•
Aktivace s nitrifikací a simultánní denitrifikací (SD).
•
Aktivace s nitrifikací a předřazenou denitrifikací (D-N).
•
Aktivace s regenerací, nitrifikací a předřazenou denitrifikace (R-D-N).
•
Kaskádová aktivace.
V souladu s ČSN 75 6401 - Čistírny odpadních vod pro více než 500 ekvivalentních
obyvatel 1996 - byly provedeny výpočty pro jednotlivé technologie aktivačního procesu.
Všechny uvedené varianty čištění odpadních vod byly podmíněny, vzhledem k nárokům na
vyšší zásobu aktivovaného kalu, navýšením potřebného objemu aktivační nádrže. Po
porovnání chybějících objemů navržených technologií byla zvolena rekonstrukce aktivace na
třístupňovou kaskádu.
- 107 -
3
3. KAPACITA ČOV PŘED A PO REKONSTRUKCI
Parametry původní a nové biologické části jsou uvedeny v následující tabulce.
Tabulka č.1
Projektované parametry objektů biologické části ČOV před a po rekonstrukci
Jednotka
Původní
Po rekonstrukci
Q24
m3.d-1
8 400
8 500
QD
m3.d-1
10 800
11 000
20 000
29 000
EO
Celkový objem aktivace
m3
1 900
3 600
Regenerace
m3
700
-
Nitrifikace
m3
700
2 000
Denitrifikace
m3
500
1 600
4. TECHNOLOGICKÉ OBJEKTY PO REKONSTRUKCI
Odpadní vody jsou na ČOV Kopřivnice přiváděny jednotným kanalizačním systémem z
lokalit města Kopřivnice a z průmyslového areálu Vlčovice, ve výhledu z obcí Lubina, Mniší
a Vlčovice. Čistírna odpadních vod je vybudována jako mechanicko-biologická ČOV
s biologickou eliminací organického a dusíkatého znečištění (kaskádová aktivace),
chemickým srážením fosforu a s anaerobní stabilizací kalu.
Řazení technologických objektů
•
Hrubé předčištění - lapák štěrku, zdvojené strojně stírané česle (1x typu AB s průlinou 20
mm, 1x typu Fontána s průlinou 6 mm a integrovaným dopravníkem), provzdušňovaný
dvoukomorový lapák písku
•
Mechanické čištění - sestává ze 3 kruhových usazovacích nádrží. Předčištěná odpadní
voda natéká na usazovací nádrž ∅ 25 m s využitelným objemem 1038 m3, kde je zaústěn
výtlak přebytečného kalu z dosazovacích nádrží. Zbývající dvě menší usazovací nádrže ∅
11,5 m o objemu V = 219,7 m3 je možno v současné době variabilně využívat i jako
- 108 -
4
vyrovnávací nádrže, usazovací nádrž č. 2 dále jako zahušťovací nádrž přebytečného kalu.
Surový kal je čerpán do vyhnívacích nádrží. Za objekty usazovacích nádrží je situován
odlehčovací objekt, kde dochází v době dešťových událostí k odlehčování naředěných
splaškových vod do recipientu Kopřivnička. Odlehčené vody jsou měřeny v Parshallově
žlabu P5.
•
Biologické čištění - mechanicky předčištěná odpadní voda je čerpána v maximálním
množství 185 l.s-1 na biologický stupeň do kaskádové aktivační nádrže o celkovém
objemu 3 600 m3. Čerpací stanice je vystrojena čtyřmi čerpadly Flygt v sestavě 3 + 1,
která jsou pro vyrovnání nátoků doplněna měniči frekvence. Aktivační nádrž tvoří dvě
samostatné nádrže - nová o objemu 1700 m3 a původní o objemu 1900 m3. Kaskáda je
rozdělena na 3 sekce s denitrifikační částí (vybavenou míchadly) a nitrifikační částí
(vybavenou jemnobublinným aeračním systémem). Aktivační směs odtéká z nitrifikace
č.3 do dvou dosazovacích nádrží vybavených zařízením pro stírání plovoucích nečistot.
Vyčištěná odpadní voda z dosazovacích nádrží odtéká přes měrný objekt (Parshallův žlab
typ P6) do recipientu. V případě potřeby technologické odstávky je možno provozovat
původní část aktivace i jako systém R-D-N.
Vratný kal z dosazovací nádrže č.1 o objemu 571 m3 a dosazovací nádrže č.2 o objemu
1768 m3 je dopravován čerpací stanicí vratného kalu do denitrifikace č.1 (alternativně
denitrifikace č.2). Čistírna je vybavena chemickým srážením fosforu síranem železitým.
Dodávka vzduchu je zajištěna 5-ti ks dmýchadel vybavených měniči frekvence.
•
Kalové hospodářství - směsný surový kal je z usazovací nádrže čerpán do jímky surového
kalu a odtud do dvou vyhnívacích nádrží o celkovém objemu 2 685 m3. Stabilizovaný kal
je průběžně odvodňován mobilním odvodňovacím zařízením - odstředivkou kalu AlfaLaval o výkonu 5-8 m3.hod-1. Odvodněný kal je ukládán přímo do kontejnerů a následně
odvážen do kompostárny.
•
Systém řízení technologických procesů - technologie ČOV je vybavena systémem
měřících a regulačních prvků napojených automatizovaným systémem řízení na dispečink
ČOV a následně do dispečerského systému provozu kanalizací a ČOV SmVaK Ostrava
a.s., kde jsou hlášeny poruchové stavy vytypovaných strojů a zařízení.
- 109 -
5
Technologické schéma ČOV Kopřivnice po provedené rekonstrukci
5. REALIZACE REKONSTRUKCE
Rekonstrukce biologického stupně byla zahájena v dubnu 2010 zahájením dostavby nové části
aktivační nádrže - budoucího prvního a druhého stupně denitrifikace a prvního stupně
nitrifikace, do předčasného užívání byla uvedena v listopadu 2010. Současně s touto stavbou
probíhaly i další související stavební a technologické úpravy - rekonstrukce čerpací stanice
vratného kalu včetně vystrojení novými čerpadly vratného a přebytečného kalu, úprava
propojovacího potrubí a výtlaku vratného kalu, instalace dalšího dmýchadla pro novou část
aktivace, montáž nového a úprava stávajícího vzduchového potrubí včetně vzájemného
propojení a další nezbytné úpravy. Původní regenerace je po rekonstrukci využívána jako
druhý stupeň nitrifikace, jako třetí stupeň kaskádové aktivace je využívána původní
denitrifikační a nitrifikační část. U nádrží nitrifikace č. 2+3 (původní R-D-N) byla provedena
výměna membrán aeračního zařízení. Stavba byla ukončena v souladu s předpokládaným
termínem v prosinci 2010 a od 1.1.2011 byl zahájen zkušební provoz.
- 110 -
6
V následujících tabulkách jsou porovnány hodnoty vypouštěného znečištění před rekonstrukcí
a v průběhu zkušebního provozu za období 1 - 7/2010 a 1 - 7/2011.
Tabulka č.2 - Hodnoty vypouštěného znečištění (mg.l-1) v období 1 - 7/2010
Datum
BSK5
CHSKCr
NL
N-NH4
Nanorg
Ncelk
Pcelk
12.01.2010
2
19
5
6,53
10,6
13
0,9
26.01.2010
3
21
4
14,02
16,9
23
1,89
09.02.2010
2
18
7
11,24
15,9
18
1,52
23.02.2010
6
36
18
1,39
7,0
9
1,46
09.03.2010
2
18
6
5,85
13,6
16
1,77
23.03.2010
2
12
2
6,71
11,8
13
1,3
31.03.2010
3
20
5
7,92
11,2
18
1,49
06.04.2010
2
15
4
6,81
10,8
13
0,68
20.04.2010
2
20
6
6,85
11,8
15
1,03
05.05.2010
3
13
5
3,56
10,5
14
2,13
24.05.2010
2
9
7
0,44
7,4
10
1,04
02.06.2010
1
11
3
0,19
8,0
10
0,68
15.06.2010
2
13
5
0,27
8,4
11
0,46
29.06.2010
1
21
3
0,48
10,3
13
2,12
14.07.2010
3
25
7
5,68
15,9
19
2,11
27.07.2010
2
15
7
0,62
8,2
11
0,35
Průměr
2,4
17,9
5,9
4,9
11,1
14,1
1,3
Tabulka č.3 - Hodnoty vypouštěného znečištění (mg.l-1) v období 1 - 7/2011
Datum
BSK5
CHSKCr
NL
N-NH4
Nanorg
Ncelk
Pcelk
11.01.2011
3
19
7
3,84
7,3
10
0,24
25.01.2011
2
18
6
0,12
6,7
10
1,75
08.02.2011
2
18
4
0,04
4,1
6
3,33
01.03.2011
2
17
3
0,17
7
10
2,21
22.03.2011
3
17
6
1,86
7
10
0,37
05.04.2011
2
21
5
0,19
6
8,3
2,46
19.04.2011
2
17
3
0,04
7,7
10,8
2,34
03.05.2011
3
18
5
0,71
8,5
11
3,19
17.05.2011
2
20
5
0,04
5,9
8,4
1,57
31.05.2011
2
15
7
0,04
6,6
9
1,98
14.06.2011
2
17
5
0,04
7,8
10,2
1,89
28.06.2011
2
18
6
0,04
12,3
14,2
1,6
12.07.2011
1
6
3
0,04
8,5
10,6
0,59
26.07.2011
2
11
4
0,46
5,2
7,9
1,02
Průměr
2,1
16,6
4,9
0,5
7,2
9,7
1,8
- 111 -
7
Obr.č. 1 ČOV Kopřivnice - biologický stupeň čištění po provedené rekonstrukci
Obr.č. 2 Porovnání ukazatele Nc (mg.l-1) ve vypouštěných odpadních vodách z ČOV
Kopřivnice v letech 2010 a 2011
Hodnoty dusíkatého znečištění v letech 2010 a 2011
25
15
Rok 2010
Rok 2011
10
5
en
D
ub
D
ub
en
0
Le
de
n
Le
de
n
Celkový dusík
20
- 112 -
8
6. ZÁVĚR
Od 1.1.2011 byl zahájen roční zkušební provoz, který je rozdělen na dvě etapy, tzv. „zimní“ a
„letní“. V první etapě zkušebního provozu, která proběhla od 1.1.12011 do 30.4.2011, nebyly
překročeny limitní hodnoty ukazatelů znečištění ve vypouštěných odpadních vodách.
Stanovené parametry byly oproti návrhovým parametrům dle projektové dokumentace
s rezervou splněny.
Z porovnání výsledků za celé období dosavadního zkušebního provozu 01-07/2011 se stejným
časovým obdobím předchozího roku je zřejmé, že došlo k předpokládanému snížení hodnot
vypouštěného dusíkatého znečištění. Lze tedy očekávat, že i při dosažení maxima navrženého
látkového zatížení po napojení nových odkanalizovaných lokalit, bude plnění ukazatele Ncelk
pod průměrnou hodnotu 12 mg.l-1 bezpečně zajištěno.
7. LITERATURA
[1.] ČOV Kopřivnice - Výzkum možností snížení koncentrace celkového dusíku ve vyčištěné
odpadní vodě z ČOV pod připravovaný zpoplatněný limit, zpracovatel RNDr. Jiří Batěk,
CSc., 12/2008
[2.] Nařízení vlády ČR č. 61/2003 Sb., o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění
povrchových a odpadních vod, náležitostech povolení k vypouštění odpadních vod do vod
povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech
[3.] Nařízení vlády 229/2007 Sb., kterým se mění nařízení vlády 61/2003 Sb., o ukazatelích a
hodnotách přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod, náležitostech
k povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých
oblastech
[4.] Metodický pokyn odboru ochrany vod MŽP k nařízení vlády č. 229/2007 Sb.
[5.] Rekonstrukce ČOV Kopřivnice, dokumentace pro stavební řízení - aktualizace, 9/2001,
zpracovatel KONEKO, spol. s r.o., Ostrava
[6.] ČOV Kopřivnice - rekonstrukce biologického stupně, dokumentace pro stavební řízení –
01/2010, zpracovatel HYDROPROJEKT CZ, a.s., Ostrava
- 113 -
9
- 114 -
ODSTRAŇOVÁNÍ ROPNÝCH LÁTEK Z DŮLNÍCH VOD POMOCÍ
SORBENTU NA BÁZI MODIFIKOVANÉ POLYURETANOVÉ PĚNY
Iva Bestová1, Silvie Heviánková2
ABSTRAKT
Předložený článek se zabývá problematikou odstraňování ropných látek z důlní vody pomocí
sypkého sorbentu. Sorbent je tvořen polyuretanovou pěnou, popelem po spalování biomasy
rostlinného původu a hydrofobizačním činidlem a byl vyvinut na Institutu environmentálního
inženýrství, HGF, VŠB-TU Ostrava ve spolupráci se soukromým subjektem, firmou
D  Daxner Technology, s.r.o.. K laboratorním experimentům byly použity vzorky důlních
vod z hlubinné a povrchové těžby uhlí.
Sorpční schopnost připraveného sorbentu byla srovnávána se sorpčními schopnostmi běžně
dostupných hydrofobních sypkých sorbentů.
ABSTRACT
The present article deals with the removal of oil from mine water using loose sorbent. The
sorbent is composed of polyurethane foam, ash from combustion of biomass of vegetable
origin and a hydrophobic reagent and was developed at the Institute of Environmental
Engineering, HGF, VSB-TU Ostrava in cooperation with a private entity, company, D &
Daxner Technology s.r.o.. For the laboratory experiments were used samples of mine water
from underground and surface coal mining.
Sorption ability of the prepared sorbent was compared with the sorption capabilities of
commercially available hydrophobic loose sorbents.
Klíčová slova: důlní voda, ropné látky, sorbent, popel, hydrofobizační činidlo, polyuretan.
Key words: mine water, oil, sorbent, ash, hydrophobic reagent, polyuretane.
1
Ing. Iva Bestová, Ph.D. - VŠB-TU Ostrava, 17. Listopadu 15, Ostrava - Poruba. [email protected]
2
Ing. Silvie Heviánková, Ph.D. - VŠB-TU Ostrava, 17. Listopadu 15, Ostrava - Poruba.
[email protected]
- 115 -
ÚVOD
1.
Ropa a ropné látky stále více znečišťují složky životního prostředí a jsou příčinou největšího
počtu havárií na vodních tocích. V ropě jsou přítomny uhlovodíky alifatické i cyklické,
alkany, isoalkany, cykloalkany, alkeny a aromatické uhlovodíky monocyklické i
polycyklické. Kromě uhlovodíků jsou v ní obsaženy také kyslíkaté sloučeniny, sirné
sloučeniny a sloučeniny dusíkaté. Mezi ropné látky patří produkty zpracování ropy, jako
benziny, petrolej, motorová nafta a minerální oleje.
1.1 Zdroje ropných látek v důlních vodách a možnosti jejich odstranění
Původ ropných látek v důlních vodách z povrchové i hlubinné těžby představuje používaná
technika, úniky způsobené netěsnostmi jejich převodovek, motorů apod., případně havárie
spojené s jejím používáním.
Procesy čištění vod s obsahem ropných látek:
a) fyzikální-adsorpce
b) chemické - přídavek kyselin, solí
c) termické - ohřátí, odpaření, spalování
d) mechanické - gravitační odlučování, odstředění
e) biologické - mikrobiální rozklad organických látek
PROSTŘEDKY PRO LIKVIDACI ROPNÝCH LÁTEK
2.
Reakcí na znečištění životního prostředí ropnými látkami je použití speciálních zařízení, které
jsou schopny tyto látky zachytit. Po úniku znečištěné kapaliny se provádí její zachycení
pomocí speciálních látek a materiálů, které jsou schopny kapalinu na sebe vázat, pohlcovat
nebo s ní reagovat. Toto zachytávání kapalin probíhá na různých chemických nebo
fyzikálních principech. Obecně se těmto principům říká sorpce. V praxi souhrnně všem těmto
látkám a materiálům, které na sebe vážou kapalinu, říkáme sorbenty. Sorbenty jsou látky v
pevném skupenství, různého chemického složení, uvedené do takové formy, aby měly co
největší aktivní povrch.
Sorbenty lze rozdělit na:
-
Přírodní sorbenty se dnes již téměř nepoužívají. Jedná se například o slámu, piliny,
písek apod. Mezi jejich hlavní nevýhody patří nemožnost použití na vodě a malá
- 116 -
sorpční schopnost. Navíc jsou špatně skladovatelné. Jejich uplatnění je dnes spíše
v nouzových případech, kdy nejsou k dispozici průmyslové sorpční látky. [1]
-
Sypké sorbenty jsou tvořeny různě velkými částicemi sorpční látky. Jsou vyráběny na
bázi křemeliny, rašeliny, celulózy, polyuretanu, aglomerovaných uhlíkatých částic a
perlitu. Vyrábí se ve velikostech jednotlivého zrna od 0,1 mm až 3 cm. Sorbenty
mohou být vybaveny hydrofobní úpravou. [1]
-
Textilní
sorbenty
jsou
nejčastěji
vyrobeny
z
aditivovaného
polypropylenu
a polyethylenu. Dodávají se ve formě vláken, vlákenných útvarů, netkaných textilií
a jiných textilních útvarů. [1]
Na českém trhu je k dostání mnoho přípravků pro sorpci ropných látek. Vzhledem k tomu, že
předložený článek je zaměřený na odstranění ropných látek z důlních vod pomocí nového
sypkého sorbentu, je další text věnován pouze použití hydrofobních sypkých sorbentů.
2.1 Sorbent na bázi modifikované polyuretanové pěny
Pro testování odstraňování ropných látek z důlních vod byl použit sorbent, který byl vyvinut
na VŠB-TU Ostrava, HGF, Institut environmentálního inženýrství ve spolupráci se
soukromým subjektem, firmou D & Daxner Technology, s.r.o., který je evidován na Úřadu
průmyslového vlastnictví v Praze pod názvem „Sorbent s kombinovaným účinkem pro fixaci
znečišťujících látek z pevných povrchů a vodní hladiny na bázi polyuretanové pěny“ jako
užitný vzor a přihláška vynálezu.
Tento sorbent byl připraven z polyuretanové pěny, popele po spalování biomasy a
hydrofobizační přísady v poměru jednotlivých složek tak, aby vykazoval jednak dobré sorpční
schopnosti a zároveň bezproblémovou manipulaci, tzn. aby byl minimálně prášivý a při
aplikaci neulpíval mimo oblast použití. V dalším textu je označován jako „Testovaný
sorbent“.
2.2 Složky „Testovaného sorbentu“
Polyuretan
Pod pojmem polyuretany se nachází polymery, které jsou připravené adiční reakcí mezi
polyisokyanáty a sloučeninami bohatými na hydroxylové skupiny. Polyuretan má vysokou
otěruvzdornost a houževnatost. Je stálý v benzinech, minerálních olejích, rozpouštědlech,
- 117 -
tucích, ropných produktech i ozonu, odolává vyšším teplotám. Stává se tak vhodnou součástí
sorbentů. [2, 3]
Popel po spalování biomasy
Biomasa je považována za strategické palivo. Obnovitelné zdroje energie a zejména biomasa
jsou pro lidstvo významnou alternativou fosilních paliv. Umožňují zlepšit energetickou i
ekologickou účinnost. Výroba zelené energie má příznivý dopad nejen na životní prostředí,
ale i na ceny tepla a elektřiny. [4]
Hydrofobizované popely po spalování biomasy rostlinného původu vykazují vysoké
komplexní sorpční schopnosti vůči extrahovatelným látkám a jimi tvořenými emulzemi a
disperzemi. Jejich samostatné použití jako sorbentů však není možné z důvodu jejich vysoké
polétavosti a vzhledem k množství jemných uhlíkatých částic i jejich nežádoucímu ulpívání
mimo oblast použití. [5]
Hydrofobizační činidlo
Hydrofobní (nesmáčivé) materiály odpuzují vodu. Kapky vody se do nich nevsáknou, dochází
tedy k chemicko-fyzikálním změnám. Zapracováním hydrofobizačního přípravku do popele,
se povrch jeho zrn pokryje nesmáčivým, vodoodpudivým povlakem. K hydrofobizaci lze
použít přísady na bázi organických mastných kyselin a jejich derivátů, v případě sorbentu na
bázi modifikované polyuretanové pěny draselné soli methylsilanolátů. [5, 6]
2.3 Příprava vzorků sorbentu
Pro přípravu vzorků byl použit popel o velikosti zrn 1 – 4 mm z Teplárny Krnov, Dalkia
Česká republika, a.s. po spalování dřevěné štěpky, který byl hydrofobizován pomocí
hydrofobizačního činidla Lukofob 39. Jedná se o hydrofobizační přípravek firmy Lučební
závody a.s. Kolín, který je ve formě roztoku draselných solí metylsilanolátů. [6]
Hydrofobizace byla prováděna na externím pracovišti v poloprovozní míchací lince, kdy do
známého množství popele o určité hmotnosti bylo přidáváno hydrofobizační činidlo. Takto
hydrofobizovaný popel byl dále zpracováván v laboratoři IEI, HGF, VŠB-TU Ostrava.
- 118 -
Laboratorní příprava vzorku spočívala v namíchání vhodného poměru hydrofobizovaného
popele a polyuretanové drti o velikosti zrna 0,125 – 4 mm. Polyuretanová drť je odpadem při
výrobě izolačních desek firmy D & Daxner Technology, s.r.o. Připravený vzorek vykazoval
tyto vlastnosti:
-
vysoká sorpční schopnost,
-
minimální prášivost a špinivost,
-
dobrá manipulovatelnost
-
vysoká schopnost udržet nasorbovanou látku,
PŘÍPRAVA MODELOVÉ VODY
3.
Modelová voda byla připravena ze:
-
vzorku důlní vody lokality VJ Jeremenko, DIAMO, s.p., která je charakteristická
vysokým obsahem chloridů, hydogenuhličitanů, vápníku a neutrálním pH (pH 7,09) –
vzorek 1;
-
vzorku důlní vody z lokality ČS Lomnice, důl Jiří, Sokolovská uhelná, právní nástupce
a.s., která je charakteristická vysokým obsahem železa, manganu, síranů a nízkým pH
(pH 2,30) – vzorek 2.
-
přídavku motorové nafty resp. motorového oleje.
Byly připraveny tyto modelové vody:
1. Vzorek 1A - do vzorku 1 o objemu 500 ml bylo přidáno 30 ml motorové nafty;
2. Vzorek 1B - do vzorku 1 o objemu 500 ml bylo přidáno 30 ml motorového oleje
značky FARM;
3. Vzorek 2A - do vzorku 2 o objemu 500 ml bylo přidáno 30 ml motorové nafty;
4. Vzorek 2B - do vzorku 2 o objemu 500 ml bylo přidáno 30 ml motorového oleje
značky FARM;
přičemž došlo k vytvoření skvrny na hladině.
- 119 -
4.
POSTUP A VÝSLEDKY SORPCE ROPNÝCH LÁTEK Z DŮLNÍCH
VOD POMOCÍ TESTOVANÉHO SORBENTU
Po rozprostření ropné látky na vodní hladině byla skvrna zasypávána předem připraveným a
zváženým sorbetem, viz obr.1. Sorbent při aplikaci nepropadával a vracel se spolu
s nasorbovanou ropnou látkou k hladině i po promíchání „hlava-pata“. Po vizuálním
vyhodnocení úplného nasátí ropné látky sorbentem byla stanovena zbylá hmotnost sorbentu a
určeno spotřebované množství sorbentu k odstranění definovaného množství ropné látky.
Použitý sorbent byl odstraněn z hladiny podebráním sítem, viz obr.2. Výsledky spotřeby
sorbentu jsou uvedeny v tabulce 1. Současně bylo sledováno, zda dochází ke změně pH ve
vzorcích důlních vod.
Tabulka 1: Spotřeba Testovaného sorbentu a hodnoty pH důlní vody.
Vzorek 1A
Vzorek 1B
Vzorek 2A
Vzorek 2B
3,85
3,98
3,91
4,02
2,34
2,35
7,10
7,12
Spotřeba
„Testovaného
sorbentu (g)
pH
Obr. 1 Aplikace Testovaného sorbentu
Obr. 2 Odstranění Testovaného sorbentu
s nasorbovanou ropnou látkou
Lze konstatovat, že po odebrání použitého sorbentu z hladiny, nezůstaly na hladině vizuálně
žádné zbytky ropných látek. Rovněž nedošlo ke změně pH použitých důlních vod.
- 120 -
4.1 Srovnání s výsledky testování sorpčních schopností běžně komerčně dostupných
hydrofobních sorbentů
Sorbenty byly testovány stejným způsobem jako je uvedeno výše v kapitole 4., přičemž
spotřeby jednotlivých sorbentů byly porovnány se spotřebou „Testovaného sorbentu“.
Výsledky srovnání jsou uvedeny v tabulce 2. Naměřené hodnoty se mohou lišit od údajů
udávaných výrobcem či distributorem sorpčních materiálů. Tyto odchylky při testování
mohou být dány zvoleným způsobem sorbování.
Tabulka 2: Srovnání sorpčních schopností sorbentů.
Spotřeba
sorbentu (g)
Testovaný
sorbent
Rašelinový
sorbent
Polyuretanový
sorbent
Celulózový
sorbent
Polypropylenový
sorbent
Vzorek 1A
Vzorek 1B
Vzorek 2A
Vzorek 2B
3,85
3,98
3,91
4,02
3,91
4,11
4,01
4,11
13,22
15,16
12,95
14,12
11,21
11,84
11,61
11,57
5,79
5,99
6,04
6,11
Jako nejvhodnější sorbenty z hlediska sorpčních schopností pro zachycení motorového oleje i
motorové nafty z důlní vody byl vyhodnocen Testovaný sorbent, sorbent na bázi rašeliny a
polypropylenu.
Je třeba uvést, že mnohdy při likvidaci ropných látek z vodní hladiny nejsme schopni vytvořit
takové podmínky, při kterých dochází k ideálnímu a plnému využití sorpčních schopností
jako v laboratorních podmínkách, proto může být spotřebováno více sorbentu.
- 121 -
5.
ZÁVĚR
Důlní vody mohou být kontaminovány ropnými látkami. Před jejich vypuštěním do recipientu
je nutno z nich tyto látky odstranit. Jednou z možností je použití sorbentů. V předloženém
článku jsou uvedeny výsledky použití sorbentu na bázi modifikované polyuretanové pěny,
který byl vyvinut na řešitelském pracovišti a je tvořen polyuretanovou drtí a popelem po
spalování biomasy, který je hydrofobizován přídavkem hydrofobizačního činidla.
Polyuretanová drť i popel, které jsou hlavními složkami, jsou odpadními materiály.
Při odstraňování ropných látek z důlní vody Testovaný sorbent plave na hladině, přičemž
sorbuje pouze ropné látky. Zároveň neovlivňuje pH důlní vody. Vlastnosti připraveného
sorbentu jsou velmi dobré, srovnatelné s vlastnostmi kvalitních sypkých sorbentů.
Předložený článek byl zpracován za podpory Národní agentury pro zemědělský výzkum
Ministerstva zemědělství ČR v rámci projektu QL 112A132.
LITERATURA
[1.] Dopravní fakulta Jana Pernera, Univerzita Pardubice:
http://envi.upce.cz/pisprace/prezencni/23_01_4.doc.
[2.] Dombrow, B.: Polyuretany. 1. vydání. Praha: SNTL, 1961. 136 s.
[3.] Polyuretan [online]. [cit. 2011-02-04]. Dostupné na
<http://www.sittech.cz/plasty/polyuretan.htm>].
[4.] Biomasa je nezbytná součást lidského života [online]. 2008 [cit. 2011-04-02]. Dostupné
na : <http://biom.cz/cz/odborne-clanky/biomasa-je-nezbytna-soucast-lidskeho-zivota.
[5.] Heviánková, S.; Bestová, I.; Daxner, J.; Václavík, V.: Osvědčení o zápisu užitného
vzoru – Sorbent s kombinovaným účinkem pro fixaci znečišťujících látek z pevných
povrchů a vodní hladiny na bázi polyuretanové pěny. Ostrava, 2010.
[6.]
Bezpečnostní list - Lukofob 39. Kolín, 2011. 5 s.
- 122 -
OBSAH
Racionálna ochrana vodných zdrojov a ich efektívne využívanie
Jana Gajdová ..................................................................................................................... 3
Ochrana nových uznaných zdrojov
Jarmila Boţíková ................................................................................................................. 11
Zmeny kvality povrchových a podzemných vôd v obdobiach nedostatku vody
v povodí Nitry
Miloš Gregor, Miriam Fendeková, Zlatica Ţenišová .......................................................... 23
Výzkum sucha na území České republiky
Pavel Treml ........................................................................................................................ 29
História, súčasnosť a budúcnosť ochrany vôd v SR
Marek Sokáč, Elena Rajczyková, Jarmila Makovinská ..................................................... 35
Umělá infiltrace z hlediska ochrany vod
Milan Látal, Jaroslav Hlaváč.............................................................................................. 47
Metodika hodnotenia environmentálneho zdravia pri rizikovej analýze šírenia
organického znečistenia v medzizrnovom prostredí
Vladimír Pramuk, Karolína Adzimová ................................................................................ 55
Vývoj kvality vody ve zdroji Káraný z hlediska dusičnanů
Lenka Vavrušková ............................................................................................................... 65
Nové technologie pro řízení ve vodárenství
Miroslav Tomek .................................................................................................................. 75
Rámcový plán bezpečnosti pitnej vody pre SR
Karol Munka, Monika Karácsonyová ................................................................................. 85
Odkanalizovanie urbanizovaných území
Peter Belica, Beata Michniaková, Júlia Šumná, Katarína Kozáková, Dagmar
Drahovská ........................................................................................................................... 95
Přínosy rekonstrukce čistírny odpadních vod Kopřivnice
Eva Faldynová, Nadeţda Surovcová ................................................................................... 105
Odstraňování ropných látek z důlních vod pomocí sorbentu na bázi
modifikované polyuretanové pěny
Iva Bestová, Silvie Heviánková .......................................................................................... 115
- 123 -
AUTOR:
Kolektív autorov
NÁZOV:
Zborník prác z vedecko - odbornej konferencie AQUA
2011
OCHRANA VÔD
PROGRAMOVÝ A
VEDECKÝ VÝBOR:
predseda
prof. Ing. Jozef Kriš, PhD.
EDITOR:
doc. RNDr. Ivona Škultétyová, PhD.
FORMÁT:
A4
NÁKLAD:
60
POČET STRÁN:
124
URČENÉ PRE
Účastníkov vedecko-odbornej konferencie AQUA 2011
RECENZIE
PRISPEVKOV
prof. Ing. Jozef Kriš, PhD.
doc. RNDr. Ivona Škultétyová, PhD.
doc. Ing. Štefan Stanko, PhD.
TLAČ:
Katedra zdravotného a environmentálneho inžinierstva,
Stavebná fakulta STU, Bratislava
ROK VYDANIA:
2011
ZA ODBORNÚ NÁPLŇ ZODPOVEDAJÚ AUTORI
ZBORNÍK NEPREŠIEL JAZYKOVOU ÚPRAVOU
- 124 -
Download

AQUA 2011, Trenčín