Nataša Uranjek, B.Sc., je vedoucí technologie a řízení ve velenjské energetické společnosti, specializující se na řízení pitné a odpadní vody a dálkové vytápění. S vášní pro chemii a inženýrství vedla k volbě studia chemického inženýrství, kde kombinuje teoretické znalosti s praktickými dovednostmi. Její práce zahrnuje dohled nad čištěním a rozvody vody, výzkum nových technologií a poradenství. Jako členka představenstva Slovinského sdružení na ochranu vod se věnuje ochraně vodních zdrojů.

Nataša: Rozhodla jsem se studovat chemické inženýrství, protože mě v mládí přitahovala chemie, medicína a také farmacie, ale zdálo se mi, že všechny tyto věci se v chemii nějak kombinují. Jsem také spíše „praktický a zvídavý typ člověka“, což pro mě činí inženýrství přitažlivějším, protože vyžaduje kombinaci teoretických znalostí a praktických zkušeností.

Nataša: Moje práce v posledních letech spočívá především v dohledu nad provozem a výkonem čištění a rozvodů pitné vody a odpadních vod, ve studiu nových technologických postupů a jejich zavádění ve společnosti a v poradenství dalším firmám, které mají problémy se zajištěním správného fungování svých komunálních sítí.

Podílím se také na projektování a dozoru nových čistíren odpadních vod a také vodáren a systémů. V minulosti jsem byla také vedoucím technologické laboratoře naší společnosti, která sleduje výkon našich zařízení a systémů.

Nataša: Vše, co lidé vylévají do umyvadel a splachují do záchodové mísy, je přítomno v komunálních odpadních vodách. Výkaly, potraviny a zbytky potravin, čisticí prostředky, kosmetika, dokonce i chemikálie (rozpouštědla, barvy, pesticidy, léky…), které lidé vylévají do kanalizace. Odpadní voda je „super koktejl“ všech těchto věcí. Kromě těchto sloučenin, které jsou spláchnuty do odtoku, vznikají i nové sloučeniny v důsledku reakcí mezi nimi. Některé z nich se rozkládají na jednodušší složky a některé z nich jsou již použity jako potrava pro bakterie na cestě do čistírny. Perzistentnější sloučeniny se dostanou až do čistírny, kde se čistírny snaží odstranit co nejvíce před vypuštěním odpadní vody do vodního toku.

Nataša: Na naší největší čistírně (50 000 PE – Population Equivalent je číslo, které reprezentuje množství znečištění odpadní vody vyprodukované obyvateli nebo obcí a slouží k určení účinnosti či kapacity čistírny odpadních vod.) jsme nainstalovali on-line měřiče a analyzátory různých parametrů, těch nejdůležitějších pro řízení procesu čištění. Na přítoku tedy provádíme měření elektrické vodivosti, hodnoty pH, amonného dusíku a ortofosfátu a na odtoku kromě těchto měření koncentrace rozpuštěného kyslíku, CHSK a dusičnanového dusíku.

Provádíme týdenní měření na kalové lince, kde se při anaerobní stabilizaci kalu získává bioplyn a v důsledku toho elektřina (kal je využíván jako palivo v kogenerační jednotce), každé 3 týdny provádíme monitoring na celém vodovodním potrubí na 5 odběrných místech, kde se provádějí měření CHSK (chemická spotřeba kyslíku), BSK5 (biochemická spotřeba kyslíku – hmotnostní koncentrace rozpuštěného kyslíku spotřebovaného mikroorganismy) ve 24hodinových vzorcích, všechny formy dusíku (NO2-N, NO3-N, NH4-N, TN), ortofosforečnan a celkový fosfor, suspendované látky a další technologické parametry.

Nataša: V případě, že některá ze zákonem stanovených hodnot překročí limitní hodnotu, je třeba neprodleně zkontrolovat provoz všech spotřebičů a zařízení, které by mohly být příčinou zvýšených hodnot. Kontrolují se on-line měření a korelace mezi parametry. Obvykle jsou kontaktováni technologové, aby se zjistilo, co by mohlo být možnou příčinou takové situace na zařízení. Zapojeny jsou všechny disciplíny: mechanický, elektrotechnický a chemický technolog. Při zjištění jakékoli odchylky od běžného provozu se zakročí v souladu s technickými pravidly.

Nataša: Bohužel zatím nemáme, neznáme nebo nemáme přístup k zařízení, které dokáže analyzovat všechny chemikálie. Postupy chemického rozboru nejsou stejné, jaké můžeme vidět například v televizi v CSI Miami nebo podobných seriálech, kde dají vzorek do „zázračného“ stroje a hned mají výsledek. Možná mají podobná zařízení v nějakém výzkumném ústavu, ale i tam musí investovat spoustu práce do správné přípravy vzorku. Rovněž ne všechny sloučeniny lze analyzovat pomocí stejného postupu.

Je také velmi důležité, v jaké koncentraci se určitá sloučenina v odpadní vodě nachází; zda máme tuto sloučeninu přítomnou v gramech na litr, miligramech, nanogramech nebo ještě méně. Obvykle cíleně hledáme určité chemikálie ve vzorcích odpadních vod a jejich koncentraci chceme zjistit rozborem. Pro odpadní vody však máme určité parametry, které popisují základní vlastnosti odpadních vod. Například parametry CHSK a BPK5 udávají míru znečištění vody organickými látkami a jejich poměr udává, zda je toto znečištění biologicky odbouratelné.

Nataša: Ve Slovinsku jsou zatím tyto parametry analyzovány v rámci různých výzkumů, ale nejsou předepsány v monitorování komunálních odpadních vod. Mohu říci, že jsme se již na takovém výzkumu podíleli a samozřejmě tyto látky byly prokázány a naměřeny i v našich odpadních vodách. Takové rozbory jsou ale velmi náročné a kromě základních chemikálií či léků se v odpadních vodách analyzují i ​​zbytky metabolismu, protože po konzumaci léků nebo jiných látek je lidé metabolizují jen částečně a jen tak končí v odpadní vodě, když jsou vylučovány. Při analýze mikroplastů bylo zjištěno, že asi 90 % se zadržuje v aktivovaném kalu.

Nataša: Své znalosti určitě využívám v běžném životě. Vyhýbám se hotovým jídlům, snažím se jíst co nejvíce lokálně vyráběných sezónních potravin a při používání kosmetiky a dalších produktů kontrolovat jejich složení a snažit se vyhýbat těm, které obsahují potenciálně nebezpečné látky. Moje zásada je kupovat věci, které znám, a moc „neexperimentovat“. Když se ale rozhoduji pro nový produkt, většinou si zkontroluji složení.

Nataša: Je důležité si uvědomit, že většina mikroplastů obsažených v komunálních odpadních vodách se do ní dostala praním prádla a používáním kosmetických přípravků. Současné požadavky na čištění komunálních odpadních vod zatím nezahrnují odstraňování mikroplastů. Jak jsem již uvedla, většina se ho zadrží v aktivovaném kalu a jeho likvidací cesta mikroplastů, které se dostanou do čistírny odpadních vod, končí.

Některé technologie čištění odpadních vod, například MBR – membránová technologie, která zahrnuje membránovou filtraci během procesu čištění, samozřejmě zadržují prakticky všechny mikroplasty v aktivovaném kalu. Stejně jako u většiny znečišťujících látek je cílem dosáhnout co nejmenšího znečištění mikroplasty a zabránit tak jejich vnikání do odpadních vod vůbec. O to se již pokouší instalace speciálních filtrů do praček a v případě kosmetiky by bylo nutné nahradit mikroplasty přírodními materiály, které se používaly již v minulosti, než jsme plast pro tyto účely začali používat.

Nataša: Na tuto otázku se mi těžko odpovídá. Faktem ale je, že než se mikroplasty začaly používat v kosmetice, nemohly se dostat do odpadních vod. Mikroplasty z praní prádla také pocházely z používání a praní syntetického prádla. Vlastní měření a rozbory přítomnosti mikroplastů v odpadních vodách však zatím nejsou systematicky prováděny, neboť se zaváděním metod pro stanovení mikroplastů bylo poměrně dost problémů. Pouze při použití standardizovaných metod vzorkování a analýzy nebo stanovení mikroplastů budeme schopni úspěšně porovnávat výzkumy.

Nataša: Konvenční procesy čištění komunálních odpadních vod nezahrnují technologii k úplnému odstranění všech organických sloučenin. Technologie čištění odpadních vod je založena na biologickém čištění, které neodstraňuje všechny uměle vytvořené sloučeniny (léky, čisticí prostředky, hormonální disruptory, mikroplasty, perzistentní chemikálie atd.), které se v odpadních vodách vyskytují.

Samozřejmě existují technologie, které dokážou vyčistit i perzistentní a těžko rozložitelné chemické sloučeniny, ale jde o drahé technologie, které vyžadují specifické vybavení a hodně energie. Trendem je zabránit vnášení těchto sloučenin do vodních toků, upravovat je u zdroje (např. farmaceutický průmysl) a zavádět tyto pokročilé procesy čištění odpadních vod i v oblasti komunálních odpadních vod na principu „znečišťovatel platí“.

Ve výzkumu čištění odpadních vod se testují všechny druhy technologií, včetně těch dvou, které jsou zmíněny, ale pro konkrétní znečišťující látky se používají specifické metody čištění. Stejnou metodu čištění nelze použít pro všechny znečišťující látky, protože účinek jednoho ošetření se může u jednotlivých znečišťujících látek značně lišit.

Nataša: Ve větších čistírnách, kde jsou denní průtoky 10 000 m³ (10 000 000 L) a více, nemá 1 litr takové látky vliv, protože je značně zředěná. To však může být problém u menších čistíren odpadních vod, zejména domácích (< 50 PE), kde může mít taková událost mnoho následků. Jedním z nich je, že kvalita odpadní vody je již v tu chvíli právně nevyhovující. Může se stát, že aktivovaný kal je zcela zničen, což následně znamená, že taková čistírna nebude fungovat delší dobu. Některé látky mohou čistírnu pouze přetížit, což má za následek aktuálně zvýšené parametry odpadních vod, některé látky zabíjejí nebo otravují aktivovaný kal a „zneschopňují“ přírodu na delší dobu.

Nataša: No, ve Slovinsku máme na vesnicích mnohem menší čistírny; 100 – 2 000 PE (Population Equivalent – je číslo, které reprezentuje množství znečištění odpadní vody vyprodukované obyvateli nebo obcí a slouží k určení účinnosti či kapacity čistírny odpadních voda ty větší jsou u nás již 10 000 PE; jsme malá země s rozptýleným obyvatelstvem. Pokud jde o rozdíl v účinnosti čištění, legislativa vyžaduje přísnější požadavky na čištění ve větších čistírnách, což je logické, pokud se na věc podíváme z pohledu imisí do vody. Důležitá není jen koncentrace, velkou roli hraje i průtok při měření hmotnosti látky, která byla vypuštěna do vodního toku. Právě imisní zátěž je tedy pro stanovení přípustného limitu znečištění klíčová.

Nataša: V každém případě bude nutné pozvednout čištění komunálních odpadních vod z úrovně odstraňování sloučenin uhlíku a živin (dusík, fosfor) na vyšší úroveň. V dalším kroku bude nutné vhodnou technologií (pokročilé oxidační procesy) z odpadních vod odstranit zbytky léčiv a hormonálních disruptorů i perzistentní organické látky. Problémem jsou zde jako v mnoha případech peníze. Trendem (jako u všech odpadů) je proto především zamezení vstupu těžko rozložitelných látek do komunálních odpadních vod a zajištění čištění u zdroje a postupné zvyšování úrovně čištění na komunálních čistírnách.

Nataša: Myslím, že je to asi také otázka, kde by to dávalo smysl a bylo by možné to použít.

Nataša: Naše pitná voda, zde v našem údolí, je vysoce kvalitní, a to nejen proto, že je upravována moderním způsobem – ultrafiltrací. Naše zásobování pitnou vodou je zajištěno krasovým povodím, což znamená, že dochází ke kontaktu povrchových a podzemních vod a je proto někdy mikrobiologicky kontaminováno (zejména při srážkách).

Jeho chemické složení je dobré nebo vynikající. Se zbytky hnojiv a pesticidů nejsou problémy, protože odběry vody jsou mimo zemědělské oblasti a geologie vnitrozemí není problematická. Procesem ultrafiltrace tedy připravujeme vodu pro naše uživatele ze zachycené pramenité vody procesem fyzikální filtrace, bez přidávání chemikálií.

Cena za úpravu a distribuci vody uživatelům je však podle mého názoru nízká a naprosto přijatelná. Pokud porovnáme skutečnost, že spotřebitel zaplatí prakticky stejně za půl litru balené vody v obchodě, jako doma za 1000 litrů vody z kohoutku, myslím, že není třeba dalšího komentáře.

Nataša: Dá se očekávat, že cokoli, co se použije, smísí s vodou a spadne do odpadu, dříve nebo později skončí v pitné vodě. Voda je univerzální rozpouštědlo, ale také neustále cirkuluje. Zde na Zemi je koloběh vody „uzavřený“. Co dáme do vody, to se zase někde vrátí. Možná v jiné podobě, možná to bude nebo může být odbouráváno živými organismy, možná se to bude hromadit v živých věcech nebo v půdě a možná tyto látky dostaneme do našeho těla potravním řetězcem.

Nataša: V rámci monitoringu pitné vody je sledováno mnoho parametrů. V zásadě se dělí na mikrobiologické a fyzikálně chemické. V rámci rozšířených analýz je měřeno mnoho parametrů, a to jak kovů a dalších prvků, tak i organických sloučenin. Čas od času se dělají „skeny“ všech organických sloučenin, kde lze zkontrolovat pouze jejich přítomnost, nikoli však koncentraci.

Pokud někoho zajímá, co se v pitné vodě měří, může se podívat na stránky monitoringu pitné vody ve Slovinsku, kde jsou zveřejňovány i výroční zprávy. Stále je však kladen velký důraz na mikrobiologickou kvalitu vody, neboť mikrobiologicky kontaminovaná voda představuje akutní problém a možné hydrické epidemie. Ve Slovinsku máme obecně dobrou vodu, a čím větší vodovodní systémy, tím je pitná voda „udržovanější“.

Nataša: Kontrola kvality pitné vody je stanovena na 2 úrovních. Dodavatel vody je povinen zavést vnitřní kontrolu kvality pitné vody, která je stanovena podle principu systému HACCP (systém analýzy nebezpečí, stanovení kritických bodů a sledování zvládnutých kritických situací). V tomto rámci je počet odběrných míst a četnost odběrů stanovena na základě velikosti systému a navíc v souladu s pravidly o pitné vodě souborem parametrů.

Druhá úroveň kontroly, tedy odběr vzorků a analýza, je stanovena národním monitoringem pitné vody. To probíhá nezávisle na dodavateli vody. Kromě pravidelných odběrů a rozborů pitné vody máme na našem vodovodním systému nainstalováno mnoho online měřičů a 24 hodin denně monitorovaný kontrolní systém, aby to bylo možné zvládnout. Našim uživatelům tak zajišťujeme bezpečnou dodávku vody a pitnou vodu, která odpovídá pravidlům.

Nataša: Ano, to mi dává smysl, zvláště pokud se voda používá k pití. Naše zkušenosti ukazují, že voda z většiny těchto studní je mikrobiologicky nedostatečná (tzn. že voda v těchto studních nebývá dost kvalitní, obsahuje mikromy a ty mohou být nebezpečné).