Toxickou vodu z výsypky Hájek umíme vyčistit díky přírodním procesům, říká Miroslav Černík

Výsypka u lomu Hájek je starou ekologickou zátěží. V šedesátých letech se sem navozilo okolo 3 až 5 tisíc tun chemikálií ze Spolany Neratovice. Vědci z Technické univerzity v Liberci vyvinuli technologické řešení, jak vyčistit vodu, která z výsypky odtéká volně do potoka. Důležitou součástí systému jsou mokřadní rostliny. O unikátním projektu jsme si povídali s Miroslavem Černíkem, ředitelem Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace při Technické univerzitě v Liberci. Bezmála čtyřletý běh vašeho projektu se významně zasadil o cíl minimalizovat rizika pesticidu, lindanu, vytékajícího z výsypky bývalého lomu Hájek do okolního prostředí. Ona je to sice historie, ale čtenáře by jistě zajímalo, jak se na tu výsypku vlastně chemikálie dostala.

V průběhu šedesátých let minulého století se vyráběl lindan (γ isomer HCH, hexachlorcyklohexanu) ve Spolaně Neratovice. Vedle tohoto isomeru při syntéze vznikají i další (α, β, δ, ε) isomery, které mají výrazně horší pesticidní účinky. Nejsou tak efektivní.

A proto ve všech zemích, kde se lindan vyráběl, byly ukládány stranou, jako odpad. V průběhu druhé poloviny šedesátých let tak bylo na Hájku deponováno něco mezi 3 a 5 tisíci tunami HCH isomerů.

Většinou v papírových sudech bez dalšího zabezpečení.

Naivně se zeptám, proč ten odhad má takový rozptyl hodnot. Ono se to neví přesně?

Informace o uložených množství a vůbec úroveň dozoru z té doby jsou velmi tristní.

Existují záznamy, že v červnu 1966 to bylo 120-160 tun denně, a do konce roku 1966 dalších 850 tun.

Pak jsou nějaké údaje o dalším ukládání k roku 1968, kde však konkrétní množství nejsou uvedena.

Přesto je ten odhad docela přesný. Když si vezmete průměr tak je to 4000 tun, plus mínus pětadvacet procent.

Z čeho ten odhad v té absenci záznamů vychází?

Protože data o ukládaném množství nejsou známa, vychází hodnota odhadu z množství vyrobeného lindanu, účinnosti výroby a užitých metod separace se Spolaně Neratovice.

K čemu nám byl ten lindan vlastně tenkrát zapotřebí?

Vyráběl se a hojně používal jako insekticid v zemědělství. Nebo taky jako farmaceutická léčba při výskytu vší a svrabu.

Jeho řekněme nevýhodou bylo, že u lidí toxicky ovlivňuje nervový systém, játra a ledviny, že může být karcinogenem.

Vadilo také to, že při jeho výrobě se generoval až šestinásobek dalších HCH izomerů, které sice mají výrazně nižší pesticidní účinek, ale jsou nebezpečným odpadem.

Přesto se lindan dočkal zákazu užívání až po velmi dlouhé době, že?

Ano, na seznam Stockholmské úmluvy o persistentních organických polutantech, tedy látkách, které dlouhodobě setrvávají v životním prostředí a ohrožují lidské zdraví už při velmi malých koncentracích, byl přidán v roce 2009.

A k jeho zařazení na seznam karcinogenních látek – s tím, že i jeho isomery mohou být potenciálně karcinogenní – došlo až v roce 2015.

Proč k tomu došlo až v roce 2009 či 2015, to je samozřejmě spojeno s detailním výzkumem a rozvojem vědeckých metod.

Ale těch látek, které se dříve používaly a později byly prohlášeny za nebezpečně, je skutečně mnoho. Dichlordifenyltrichlorethan, tedy DDT, má velmi podobný osud.

Jsou ty čtyři tisícovky tun isomerů HCH, odpočívající v papírových sudech, nějakou československou anomálií? Mají něco podobného i jinde v Evropě?

Určitě. Podobnou skládku máme v každé evropské zemi. Víme o skládce v polském Jaworznu, kde je ho 35 000 tun. A v Rumunsku je takových skládek také několik. V okolí rumunské Turdy je na deseti hektarech nastřádáno 18 000 tun.

Takže ta nastíněná mapa výskytu HCH má takový „východní“ charakter?

Ne nutně. Na území bývalého Sovětského svazu se sice nachází kolem 250 000 tun HCH, v Rumunsku 310 000 tun, ale 373 000 tun mají i v Německu, 330 000 tun ve Francii, 200 000 tun ve Španělsku. Některé lokality již byly sanovány, ale většina je stále neošetřena.

V této souvislosti je dobré si uvědomit, že v některých státech je lindan stále uložen na otevřených skládkách. V Itálii nebo Albánii můžeme vidět hromady bílého prášku. Smrtelná dávka se přitom odhaduje na 0,7 – 1,4 g, což odpovídá asi půlce čajové lžičky.

To mě děsí. Raději ze světa zpátky do Česka, na výsypku u Hájku. Myslíte, že tam to bylo v něčem lepší?

Koncentrace HCH ve vodě z výsypky Hájek se pohybují okolo 150 ug/l. To je o čtyři řády více, než je limit. Standard EC pro povrchové vody je totiž 0,02 ug/l.

A to je přesně to, s čím pomáhá váš projekt LifePopWat. Dostat koncentrace HCH na limit, že? Nebo výsypku na Hájku úplně vyčistí?

Když si vezmete bilanci, kdy náš systém ročně vyčistí přibližně osm kilogramů HCH látek a pětadvacet kilogramů chlorbenzenů – což jsou vedlejší produkty jednak z výroby, a také z procesů přeměny HCH látek – tak vám to vůči odhadu 4 milionů naskladněných kilogramů dává časový horizont k vyčištění zhruba 100 000 let.

To nezní úplně optimisticky, tohle do uzávěrky nikdy nestihneme.

Ale to také ani není cílem technologie.

Pokud by to šlo, tak to úplně nejjednodušší řešení by bylo najít ohniska, kontaminovaný materiál vytěžit a zlikvidovat ho, například spálením při vysoké teplotě.

A pak jen čistit drenážní vody od zbytkového znečištění. To je to optimální řešení pro takové situace.

Sice by trvalo desítky let, ale mělo by jasný časový horizont…

Proč to tedy neplatí pro výsypku Hájek?

V případě výsypky Hájek – podobně jako na řadě jiných míst – toto není možné.

Protože lokalizace zdrojů HCH látek v tělese skládky není prakticky známá. Ví se jen, že je to v přední části výsypky. A přetěžení, roztřídění celé výsypky, která má dvaatřicet hektarů, není ekonomicky myslitelné. Bavíme se o mnoha miliardách korun.

Proto je cílem technologie Wetland+® zamezit šíření znečištění do Ostrovského potoka, který protéká loveckou oborou a teče do soustavy rybníků, využívaných k rybolovu, a dále říčním systémem.

Když říkáte projekt LifePopWat a technologie Wetland+®, to jsou dvě odlišné věci?

Projekt LifePopWat na Hájku je založen na pilotním ověření technologie Wetland+®, která má ochrannou známku a na závěr projektu bude chráněna i jako průmyslový vzor.

Je to technologie, která byla odzkoušena a dimenzována pro vody obsahující HCH látky.

Technologie na čištění vod s pomocí mokřadních systémů ale nejsou úplně novinkou. V čem je tedy, v obecné rovině, projekt LifePopWat inovativní?

Projekt je inovativní v tom, že vedle mokřadních systémů má ještě další technologické stupně.

Celý systém začíná sedimentační nádrží, protože vody, které vytékají z drenážního systému, mají vysoký obsah rozpuštěného železa, které se oxiduje a vytváří velmi jemný kal, který by se usazoval v dalších technologických stupních.

Důležitým bodem jsou nádrže s železnými šponami, kde dochází k redukčním dějům. To jsou odlišné procesy než v mokřadním systému, a HCH látky se při něm částečně mění na chlorbenzeny.

HCH běžně nejsou biologicky rozložitelné, ale tento stupeň je mění na látky lépe biologicky rozložitelné.

Třetím stupněm jsou sorpční nádrže se směsí dřevěné štěpky, kde dochází k nastartování biologických redukčních procesů.

Pak teprve přichází ke slovu mokřad.

Jak to celé funguje?

Princip technologie je relativně jednoduchý. Máme zdroj znečištění, který obsahuje pesticid. Pesticid, který lze charakterizovat jako perzistentní organickou látku, tedy látku, se kterou si příroda neví rady.

A my přírodě pomůžeme tím, že tu látku chemicky převádíme na jiné látky, které jsou z pohledu životního prostředí sice podobně nebezpečně, ale které jsou pro určité přírodní organismy, bakterie, už poživatelné.

A těm bakteriím, které je zvládnou odbourat, připravíme vhodné prostředí. To je základní princip.

Prakticky to vypadá tak, že máme čtyři technologické stupně, přičemž během chemického procesu redukujeme HCH na chlorbenzeny, a při biologickém rozkladu zajišťujeme rozklad, dechloraci chlorbenzenů.

Z materiálů vyčtu, že koncentrace HCH jsou minus 97 %, chlorbenzen minus 99 %. To je fantastické, ne?

I po naší technologii se dostáváme na hodnoty jednotek ug/l, což je sice výrazně méně. Ale stále je to přes limit standardů EC pro povrchové vody.

Vypouštěná voda se ale dále ředí a již kilometr od lokality jsou hodnoty pod limitem.

Naplnilo to vaše očekávání? Překonalo?

Návrh výstavby celého systému byl omezen jak finančně projektem LifePopWat, tak především prostorově, protože území dostupné pro realizaci bylo omezeno na patu odvalu.

S růstem rostlin v mokřadu se očekává další zvýšení účinnosti. Takže celý systém funguje podle očekávání.

Jak to funguje v zimě, za deště či sucha?

Účinnost systému je závislá na třech parametrech: ročním období, průtoku vody a rozvoji vegetace v mokřadním systému.

Z pohledu ročního období dochází ke snižování účinnosti systému v zimním období, kdy klesá teplota.

Můžete to nějak rozvést?

Vytékající drenážní voda má stálou teplotu, která nezávisí na okolní teplotě, ale jak chemické procesy, tak především biologické procesy, klesají s klesající teplotou.

Naštěstí zatím v zimních měsících nedošlo k zamrznutí díky stálé sněhové pokrývce, které chrání systém před promrznutím.

Navíc průtok vody je v zimně nižší a doba zdržení v systému vyšší. Proto mají mikroorganismy delší dobu na odstranění polutantů.

Průtok vody je základním parametrem pro účinnost systému. Systém byl postaven pro maximální průtok 3 l/s a do této hodnoty jsou účinnosti vysoké.

Bohužel v jarních měsících tento průtok často převyšuje i 5 l/s a pak je doba zdržení vody v systému i pouze poloviční a účinnost klesá i pod 70 procent. Naštěstí tato období nejsou dlouhá.

Hodí se zmínit, že tento průtok však nereaguje okamžitě na srážky, protože dešťová infiltrace prochází tělesem výsypky, kde se do ni rozpouštějí HCH izomery, je odezva systému dlouhodobější.

Posledním parametrem je stáří mokřadu. V současnosti máme za sebou dvě vegetační období a osídlení systému je stále na vzestupu. Dochází nejen k růstu mokřadních rostlin a řas, ale i k posunu v jejich zastoupení.

Předpokládáme, že v dalších letech se účinnost systému bude vlivem rozvoje vegetace zvyšovat, a to i v období vysokých průtoku.

Má to nějaký neduh?

Systém má dva. První je ta nižší účinnost při vyšších průtocích. Tomu se dá předcházet správným dimenzováním systému.

Druhým je nutnost občasného oživení železných špon a třísek ve druhém stupni čištění, protože zde dochází k tvorbě kompaktních bloků, které snižují průtok vody. K této údržbě bude muset docházet pravidelně.

Neprodražuje to nějak provoz umělého mokřadu?

Odhadovaný interval je 2-3x ročně, a jedná se o malé náklady. Jde o jednoduché rozrušení materiálu bagrem.

Co se děje dál s vegetací, která do sebe v mokřadu kořeny „natáhne“ znečišťující látky? Budete ji sekat?

Nejedná se proces, kdy rostlina do sebe natáhne kontaminanty, ale dochází k jejich odbourávání na kořenovém systému.

Laboratorně bylo prokázáno, že množství HCH látek v těle a listech rostlin je velmi malé v porovnání s množstvím v kořenovém systému a rhizosféře.

Mokřadní systém je ještě velmi mladý. Dochází k růstu a rozvoji jednotlivých druhů na lokalitě a potrvá ještě několik let, než vegetace dosáhne stupně, že bude nutné ji nějakým způsobem omezovat. Pokud k tomu vůbec dojde.

I tak se předpokládá, že by proběhlo jen sekání a rostliny by zůstaly v systému.

Co v mokřadu roste? Z hlediska druhové skladby?

Vysázeny byly druhy, které jsou pro lokalitu typické. Druhově jsou to sítiny, rákos, psárky, orobinec, skřípina, ale i například kosatec žlutý.

V mokřadu došlo k velkému rozvoji parožnatky. Předpokládáme, že v následujících letech bude postupně přerůstat dalšími druhy.

Zmínil jste řadu lokalit v Evropě, kde mají problém s isomery HCH. Na Hájku funguje Wetland+® skvěle. Může pomoci i jinde?

Žádná technologie není univerzální a nelze ji aplikovat všude. Wetland+ má své výhody v tom, že využívá přírodní procesy, nevyžaduje stálý technologický dozor, neprodukuje další odpady a nežádá si ani zdroj energie.

Na druhou stranu vyžaduje prostor minimálně několika hektarů, stabilní hydrologické podmínky, jasně definovaný zdroj kontaminovaných vod. Extrémní nahodilé srážky jsou pro systém problém a potřebuje zkrátka nějakou drenáž nebo svodné jímky, na které se dá naroubovat.

A je možné takový umělý mokřad použít i mimo evropské státy? Narážím na to, že se na výsypce v Hájku byla podívat velvyslankyně z Thajska.

Ano, v každé zemi jsou mokřadní rostliny, které jsou schopny podobných procesů. Navíc výhodou jihovýchodní Asie je vyšší teplota a vlhkost, což procesy růstu těchto rostlin kladně ovlivňuje.

A můžete třeba naznačit, jaké úpravy a modifikace by to uspořádání technologie na čištění vod vycházející z mokřadních systémů muselo podstoupit, aby fungovalo třeba právě v Asii?

Instalace systému Wetland+ v jiných lokalitách s jiným klimatem, vodním režimem, rostlinstvem a například i jiným geologickým podložím by nejprve vyžadovalo ověření v malém měřítku.

V rámci projektu zkoumáme ještě jednu lokalitu, ale tu máme o něco blíž. V polském Jaworznu.

Tam je situace obdobná jako na Hájku?

Je tam jiný původ kontaminace. A kontaminace je rovněž daleko pestřejší na další perzistentní organické znečišťující látky, voda tam má jinou charakteristiku...

Byl zde vybudován čtvrt provoz, který vychází z kontejnerového uspořádání, a k tomu byl vybudován mokřad. Průtok systému je tam jen 0,1 l/s.

Ale v tomto uspořádání odpovídá asi tomu postupu, který bychom pro testování vhodného přístupu volili i na dalších lokalitách. Třeba v té Asii.

Můžete prosím nastínit, jakou teď má LifePopWat/Wetlnad+ budoucnost?

V současnosti jednáme o možné aplikaci na dalších lokalitách. Celý proces je složitý, hledáme proto finanční zdroje pro aplikace.

Partneři mají o technologii zájem, ale musejí sehnat odpovídající zdroje pro její instalaci. V projektu jsme slíbili další instalace do tří let po ukončení projektu, tak doufáme, že se to podaří.

---

reklama

---