VERONICA - ČASOPIS PRO OCHRANU PŘÍRODY A KRAJINY

Většina přehradních nádrží je stará zhruba 35-55 let a za tu dobu jsme získali spoustu poznatků ze sledování kvality jejich vody. Čeští limnologové (řecky limnos = jezero) navázali jednak na tradice výzkumu rybničních ekosystémů u nás (např. doc. Hrbáček) a jednak na výzkum jezer v zahraničí, přičemž se zaměřili na odlišnost chování přehradních nádrží oproti jezerům (např. dr. Straškraba). Podívejme se tedy, co zajímavého můžeme o kvalitě vody v našich přehradách dnes říci.

Nádrže se uzdravují, ale problémů neubylo

Kyselé deště dokázaly poškodit rozsáhlá území, např. Šumavu, Brdy, Krušné hory, Krkonoše, Jeseníky. Ionty hliníku vyplavované kyselou vodou z (okyselených) půd působily toxicky na vodní organismy v (okyselených) vodách. U nás byly - kromě všech šumavských jezer - zasaženy také přehradní nádrže v acidifikovaných územích. Ještě dnes, kdy se výrazně projevily velké investice do odsiřovacích zařízení, musí být nejpostiženější nádrže vápněny - např. vodárenská nádrž Souš v Jizerských horách byla letecky vápněna i v dubnu 2010. Přestože snížení agresivity srážek je už několik let běžně známou skutečností, vliv na chování některých přehradních nádrží nás bez nadsázky překvapil a trvalo poměrně dlouho, než jsme pochopili, co se děje.

U nádrží v oblastech postižených acidifikací je pozorován trend zvyšování obsahu huminových látek (voda je „hnědší“), což zvyšuje nároky na technologii úpravy pitné vody. Při podrobnějším zpracování údajů z monitoringu kvality vody je dále vidět, že přitékající voda není tak kyselá jako dřív, klesá obsah síranů, hliníku, vápníku a dusičnanů. Ve vodě nádrží naopak roste obsah železa, mírně i fosforu, a hlavně stoupá biomasa planktonních řas, tzv. fytoplanktonu. A právě vyšší intenzita oživení je kromě zvýšeného obsahu huminů problémem pro vodárny.

Je celkem pochopitelné, že s omezením sloučenin síry ve srážkách bude i méně síranů ve vodě odtékající z povodí, přičemž tato voda bude mít vyšší hodnotu pH a díky nižší agresivitě bude z půd vyplavovat méně vápníku a hliníku. Proč ale z vody zmizely dusičnany, když ve srážkách je jich vlivem spalovacích procesů stále dostatek? Protože v půdách přestal negativně působit hliník, jenž tvoří za nízkého pH toxické sloučeniny. Tak mohly půdní organismy, včetně kořenů rostlin, začít opět normálně fungovat - a účinně využívat dusík. Do vody odtékající z povodí proto dusičnany už téměř nepřecházejí.

Nádrže se mění, ale návrat to není

Co na to ekosystém nádrže? Většina změn vede k tomu, že klíčová živina vodních ekosystémů - fosfor - se dostává do dosahu fytoplanktonu. Ten na to reaguje zrychlením růstu, čímž stoupá úživnost nádrže. Jak je to možné? Hliník je prvek důležitý pro koloběh fosforu, protože dokáže fosfor pevně vázat v sedimentech. Mimochodem, této vlastnosti hliníku se dnes využívá v boji proti sinicím v projektech zaměřených na snížení úživnosti nádrží. Snížený přísun hliníku znamená, že fosfor není tak účinně odstraňován z vodního sloupce a řasy mají větší šanci jej využít pro svůj růst. Navíc jarní přívaly silně kyselé vody s toxickými ionty hliníku dříve likvidovaly výtěr většiny druhů ryb. Dnes získaly i kaprovité ryby příležitost k rozmnožování, neváhaly tedy a rychle rozvinuly svoji populaci. To ale není důvod k velké radosti, protože ryby výrazně zrychlují koloběh fosforu - vylučováním nabízejí fosfor k okamžitému využití fytoplanktonu. A to ještě není zdaleka všechno.

Tam, kde je nedostatek hliníku schopného vázat fosfor, ujímá se vlády nad klíčovou živinou železo. Problém je v tom, že železo dokáže vázat fosfor, pouze pokud je ve vodě dostatek kyslíku nebo jsou alespoň přítomny dusičnanové ionty, nejlépe obojí. V bahně a ve vodě těsně nad ním ovšem v létě kyslík nebývá (je spotřebován činností bakterií) a dusičnany z vody také zmizely, takže se fosfor spolu se železem uvolňuje z bahna do vody, kde ho fytoplankton hbitě spotřebovává ke svému růstu. A k dovršení všeho dešťová voda bohatá na sloučeniny dusíku zřejmě podporuje v dříve kyselých půdách v povodí rozklad organických látek, což se projevuje nejen uvolňováním huminů, ale v některých půdách také fosforu.

Do „uzdravující se“ acidifikované nádrže tedy kromě huminových látek přitéká zvýšené množství fosforu, zatímco jeho koloběh uvnitř nádrže se „odbrzdil“. Popsaný proces je poměrně podrobně studován na vodárenské nádrži Karhov u Jindřichova Hradce, kde se charakter celého vodního ekosystému po roce 2005 prudce změnil a všechny negativní důsledky pro úpravu pitné vody se zde ihned markantně projevily. Na řadě jiných nádrží obdobné procesy také probíhají, byť (zatím) ne tak intenzivně. Možnosti návratu nádrže k dobré kvalitě vody jsou minimální. Ze stavu nepřirozeně nízké úživnosti vody se nádrž rychle přesmykla do stavu úživnosti naopak nepřirozeně vysoké. Zjednodušeně řečeno: Problém acidifikace byl nahrazen eutrofizací.

Zlepšení čistoty vzduchu je jistě jednoznačně pozitivní skutečnost. Problém je, že toto zlepšení bylo jen částečné - sloučeniny síry zmizely, sloučeniny dusíku zůstaly. Proto ani od vodních ekosystémů nelze očekávat „návrat k původnímu stavu“, ale spíše skok někam do neznáma. Nezbývá než povzdechnout, že nic už nebude jako dřív.

Živiny živí sinice

Eutrofizace je proces obohacování vod živinami. Naprostá většina našich přehradních nádrží trpí eutrofizací nebo je jí alespoň ohrožena. Ostatně také u nádrží regenerujících po acidifikaci se jedná o zvyšování úživnosti. Důsledkem zvýšení obsahu živin je především rozvoj fytoplanktonu. Sem patří i sinice (cyanobakterie), které se staly středem pozornosti pro svoji schopnost vytvářet velkou biomasu a produkovat látky negativně působící na lidské zdraví, tzv. cyanotoxiny. Sinice způsobují potíže vodárenskému i rekreačnímu využívání stojatých vod.

Paušálně jsou ve vodách zmiňovány dvě hlavní živiny, a to dusík a fosfor. Pravda ovšem je, že v praxi pouze fosfor je prvkem, jenž určuje míru rozvoje fytoplanktonu obecně a sinic zvláště. Je tomu tak proto, že limitace rozvoje řas nedostatkem dusíku, připadá v úvahu pouze za jeho velmi nízkých koncentrací, zhruba pod 0,3 mg.l^-1N celkového. Ve vodním prostředí jsou ovšem řasami využitelné sloučeniny dusíku přítomny ve vysokém nadbytku, jenž odpovídá obvykle deseti- až třicetinásobku uvedené koncentrace. Opatřeními proti vstupu sloučenin dusíku do vodního prostředí jsme schopni pouze snížit tento nadbytek, nikoli dosáhnout hranice, která by dělala potíže fytoplanktonu. Navíc sinice tvořící vodní květy mají většinou schopnost vázat vzdušný dusík podobně jako některé bakterie, takže případný nedostatek dusíku ve vodě je rozhodně nezaskočí. Naopak fosfor je ve vodách důležitým prvkem limitujícím rozvoj řas i sinic, protože jeho nedostatek nedokážou organismy nijak nahradit.

Na dusičnany s rozumem

Dusičnany mají ve vodách už v poměrně malém množství důležitou roli tzv. oxidoredukčního pufru. To znamená, že když je mikrobiálním rozkladem spotřebován u dna nádrží veškerý kyslík, což je v létě běžná situace, začnou mikroorganismy využívat pro svůj metabolismus dusičnany. Dochází k jejich redukci, tzv. denitrifikaci, kdy se z dusičnanů stává plynný dusík, jenž uniká z vody zpět do atmosféry. Teprve po úplném spotřebování dusičnanů je na řadě redukce oxidovaných forem železa (Fe^III). A to je ten zajímavý okamžik, protože v sedimentech vodních nádrží je obvykle velká část fosforu vázána právě na oxidované sloučeniny železa. Po jejich redukci železo i fosfor přecházejí do vodního sloupce, takže řasy a sinice získávají velké množství fosforu pro svůj růst.

Tedy: Pokud je ve vodě dusičnanů dostatek, za letních kyslíkových deficitů zůstane fosfor v sedimentu pevně vázán. Pokud je ale v létě v přehradách dusičnanů nedostatek, rychle se vyčerpají denitrifikací a ze dna se masivně uvolní fosfor, který je využit pro rozvoj pozdně letních sinicových vodních květů. Tento proces byl v posledních letech doložen např. v nádrži Hracholusky na Mži (Plzeňsko), ve vodárenské nádrži Žlutice na Střele či v předzdrži Němčice u vodárenské nádrže Švihov (Želivka).

Tvůrčí přístup k dusičnanové otázce v čistírnách odpadních vod pro více než

10 000 ekvivalentních obyvatel je silně omezen platností předpisů odvozených od

legislativy EU (nařízení vlády č. 61/2003 Sb. ve znění nař. vl. č. 229/2007). Široký,

v praxi zcela nevyužívaný, prostor je ovšem u čistíren menších.

Shrnutí

Fosfor je klíčovou živinou pro rozvoj sinicových vodních květů, a proto pouze snižováním obsahu fosforu ve vodách je možné přirozeně omezovat masový výskyt sinic. Představa, že boj proti dusičnanům je bojem proti sinicím, je zcela falešná. Naopak v některých regionech další snižování obsahu dusičnanů ve vodách rozvoj vodních květů podporuje. Protidusičnanová opatření jsou samozřejmě oprávněná např. v regionech, kde jsou jimi kontaminovány podzemní či povrchové vody do té míry, že nemohou být užívány jako zdroj pitné vody (>50 mg.l^-1). Na většině území naší republiky jsou však dusičnany klamným cílem, který je držen při životě štědrými dotačními programy, tlakem firem dodávajících a provozujících čistírny odpadních vod a neinformovaností úředníků či starostů. Odstraňování dusíku na čistírnách odpadních vod je oblíbenou součástí technologie bez ohledu na to, zda je potřeba, nebo nikoli, a to zpravidla na úkor snahy řešit zachycování fosforu. Přitom nedostatečně čištěné odpadní vody jsou ve většině povodí dominantním zdrojem fosforu.

Proč tedy stále řešíme více dusík než fosfor? Protože odstraňování dusíku znamená investiční náklady (budování betonových nádrží), na něž se dobře získávají finanční prostředky, zatímco odstraňování fosforu zvyšuje provozní náklady, jež dotovány nejsou. V důsledku se ovšem i investiční náklady promítnou do stočného každému z obyvatel dané obce, často naprosto zbytečně. Je na čase začít se v těchto otázkách řídit rozumem.

RNDr. Jindřich Duras, Ph.D., (1957) - hydrobiolog zabývající se údolními nádržemi a projekty zlepšení kvality vody, durasj(zavináč)seznam.cz