Jak fungují vodohospodářské laboratoře Povodí Vltavy při haváriích

Je krásné páteční odpoledne a celá laboratoř pozvolna přechází do víkendového režimu. Ještě dokončit poslední probíhající analýzy, vyhodnotit, zadat a schválit naměřené výsledky, vybavit poslední objednávku ve spisové službě a myšlenky už se pomalu ubírají k blížícímu se víkendu. Z poklidného rozjímání vás vytrhne zvonící telefon. Na druhé straně se ozve havarijní technik a váš pracovní týden nekončí, naopak, znovu začíná…

Havárie na vodních tocích jsou aktuálně velmi diskutované téma. S každou větší havárií se ve společenském prostoru objeví řada často samozvaných odborníků, kteří mají jasno o tom, jaká látka a kdo havárii způsobil. Pokud však dojde na vzájemnou konfrontaci a je potřeba svá tvrzení podpořit kvalitními daty, objeví se celé spektrum důvodů, proč taková data nejsou k dispozici. Hledají se argumenty, proč nebylo možné včasné odebrání reprezentativních vzorků a kdo je vlastně oprávněn takovéto vzorky odebírat a analyzovat.

Na první pohled by nám tedy mohlo připadat, že neexistuje jasná koncepce, jak v případě havárií postupovat. Ve skutečnosti tomu tak ale není. Haváriím je totiž věnována celá jedna část vodního zákona. Ta v současné době prochází rozsáhlou novelizací. Navrhované změny nemohou předejít haváriím, ale mají za úkol spíše snížit jejich dopady, zlepšit koordinaci a zapojení jednotlivých složek, které se zneškodňování havárie účastní. Jestli uvedená novelizace přinese pozitivní posun, ukáže až její výsledná podoba a aplikace v praxi.

V tomto příspěvku bychom Vám rádi představili několik významných vodohospodářských havárií poslední doby, u kterých ve větší či menší míře asistovaly naše vodohospodářské laboratoře. Dále bychom Vám rádi představili i příklady situací, u kterých by se na první pohled mohlo zdát, že se jedná o havárii, ale ve skutečnosti tomu tak být nemusí.

Jak se postupuje při řešení havárií na Povodí Vltavy

V současné době organizace havarijní služby státního podniku Povodí Vltavy vychází ze stávajícího znění vodního zákona, vyhlášky č. 178/2012 Sb., ale i vyhlášky č. 450/2005 Sb. Na základě této legislativy je zpracovaná příslušná interní směrnice, určen havarijní technik správce povodí s trvalou dosažitelností a havarijní technici pro jednotlivé závody. Při řešení konkrétních havárií zastupují havarijní techniky i ostatní kompetentní zaměstnanci státního podniku Povodí Vltavy tak, jak to situace vyžaduje. Havárie jsou totiž zcela náhodným jevem, probíhají zcela neplánovaně bez ohledu na denní dobu, místo nebo počasí.

Informace o haváriích se k nám dostávají z různých zdrojů, ale ověřit je třeba všechny, a to co nejdříve. U některých to jde lépe, zvlášť když se jedná o zaslaný e-mail začínající slovy „Minulý týden jsem pozoroval olejovou skvrnu na Vltavě v Podolí…“. Dobře se dokážeme vypořádat i s telefonátem Krajského operačního střediska Hasičského záchranného sboru, kde nám HZS oznamuje právě probíhající zásah na Vltavě v Podolí spočívající v záchytu olejového filmu pomocí norných stěn po výbuchu motorového člunu a s potřebou účasti zástupce Povodí Vltavy (obr. 1). V praxi se ovšem nezřídka setkáváme i s případy, kdy je součinnost s vodohospodářskými laboratořemi, resp. jejich specialisty zcela nezbytná, zejména v situacích, kdy se ve Vltavě v Podolí nebo kdekoliv jinde objeví látka, jejíž druh a původ není znám.

V takových případech se může jednat o odbornou konzultaci, domluvu ohledně odběru nebo předání vzorků k analýze. V některých případech je, ale nutná i jejich účast přímo na místě. Pojďme si tedy některé z havárií blíže představit.

Drnový potok (říjen 2019)

V říjnu roku 2019 (7. 10.) došlo v areálu pily společnosti Holz Schiller s.r.o. v Lubech u Klatov k úniku přípravku na impregnaci dřeva do dešťové kanalizace a následně její výustí do Drnového potoka (obr. 2). Havárie byla svým rozsahem, množstvím a charakterem uniklé látky a z toho hrozících následků událostí zcela výjimečnou. Její rozsah, ale nebyl v prvních hodinách vůbec zřejmý.

O závažnosti stavu vypovídaly až první analýzy vzorků odebraných z vlastního podnětu zaměstnanci naší vodohospodářské laboratoře v Plzni. Došlo k zasažení řeky Úhlavy, která je jediným zdrojem pro výrobu pitné vody v plzeňské aglomeraci. Havárie měla dopad na uživatele vody až do vzdálenosti více než 200 říčních kilometrů od místa vzniku a projevila se kromě Úhlavy i na řece Berounce a Vltavě. Její stopy byly zaznamenány dokonce až v Labi pod soutokem s Vltavou. Poprvé v historii bylo nutno neplánovaně a dlouhodobě zastavit odběr surové vody z Úhlavy pro potřeby plzeňské vodárny (zásobující cca 180 000 obyvatel) a ve velmi krátké době najít řešení pro nouzové zásobování plzeňské aglomerace pitnou vodou.

Podařilo se to díky výborné spolupráci a mimořádné obětavosti všech složek krizového řízení města, příslušných úřadů a také za významného přispění vodohospodářů Povodí Vltavy, kteří operativní manipulací na přehradních nádržích v povodí Úhlavy a Berounky napomohli k postupnému naředění kontaminantu a urychlení jeho postupu přes město Plzeň. Významně se tím snížily dopady havárie na životní prostředí a po cca 42 hodinách bylo možné rychlé obnovení dodávek surové vody do plzeňské vodárny a následná plynulá výroba pitné vody v požadovaném množství, kvalitě a v parametrech odpovídající platné legislativě.

V rámci celé akce byla rovněž velmi důležitá role našich vodohospodářských laboratoří. Ty zajišťovaly po dobu dvou týdnů na zasažených tocích nepřetržitý havarijní monitoring (obr. 3 a 4). Operativní hodnocení výsledků analýz dvou složek přípravku (markerů propiconazole a cyproconazole) umožnilo průběžné sledování a predikci polohy kontaminačního mraku a jeho pohybu řekou.

Byl zjištěn důležitý poznatek, že kontaminační mrak připomínající tvarem kometu se v řece pohyboval rychlostí cca 1 km/h, což je přibližně třikrát pomaleji než okolní voda. Díky tomuto faktu získaly zasahující složky krizového týmy více času na přípravu nouzového řešení. V grafu na obrázku 5 je znázorněna kulminace koncentrace markeru propiconazole v profilu Plzeň Úhlava Doudlevce v době odstavení řeky Úhlavy jako zdroje surové vody pro úpravnu v Plzni. Za pomoci metod bilanční analýzy byl proveden výpočet odnosu propiconazole (cca 1,5 kg) a následně i odhad celkového uniklého množství impregnační směsi (cca 100 kg).

Havárie na levostranném bezejmenném přítoku Bojovského potoka (březen 2022)

Koncem března 2022 (24. 3.) byl havarijnímu technikovi Povodí Vltavy nahlášen masivní výskyt syntetické bílé pěny na drobném vodním toku (IDVT 10271026) pod rybníkem Sýkorník (dále jen DVT) (obr. 6). Tento vodní tok je levostranným přítokem Bojovského potoka. Uvedený DVT vytéká z areálu Kovohutí u Mníšku pod Brdy. Hlavním zdrojem vody v tomto DVT je podzemní voda a dále také dešťová kanalizace z areálu Kovohutí a výše ležícího areálu společnosti ÚVR Mníšek pod Brdy a.s. (bývalý Ústav pro výzkum rud).

Před opuštěním areálu Kovohutí DVT protéká technickým zařízením, které lze označit jako lapač olejů (LAPOL). Odpadní vody z areálu Kovohutí a připojeného areálu ÚVR jsou standardně likvidovány v čistírně odpadních vod Mníšek pod Brdy, tj. do dešťové kanalizace areálu Kovohutí a následně do výše uvedeného DVT by nemělo z areálu odtékat žádné znečištění.

Voda odtékající z areálu Kovohutí v době havarijního stavu byla velmi zakalená, měla šedou barvu a hladina byla pokryta povlakem bílé pěny, která na vodních stupních DVT tvořila mocné chuchvalce svítivě bílé a ve větru nepříliš soudržné pěny. Pach vody nebyl nikterak výrazný, připomínal pach „stavební disperze“. Ihned po zjištění tohoto stavu byly odebrány první vzorky povrchové vody z popisovaného DVT, vzorky vody z Bojovského potoka po soutoku s tímto DVT a řada vzorků „technologických vod“ z různých míst v areálu Kovohutí.

Vzorky povrchových vod mimo areál Kovohutí odebírali vzorkaři státního podniku Povodí Vltavy, vzorky technologických vod z kanalizace areálu Kovohutí a ÚVR odebírali zpravidla pracovníci České inspekce životního prostředí a vodoprávního úřadu, v některých případech za asistence vzorkařů Povodí Vltavy (obr. 7).

Jakost povrchové vody v DVT v profilu U Sýkorníku v době výskytu pěny lze popsat takto: zvýšené hodnoty konduktivity (cca 200 mS/m), vysoké hodnoty CHSKCr (500 – 700 mg/l), vysoké koncentrace nerozpuštěných látek (více než 1000 mg/l), vyšší hodnoty dusitanů a amonných iontů (3 – 7 mg/l), vysoké hodnoty chloridů (300 – 700 mg/l), vyšší hodnoty síranů a AOX a nepříliš vysoké hodnoty anionaktivních tenzidů (a to i přes tvorbu pěny).

Technologické vody, které jsou odváděny do ČOV Mníšek pod Brdy obsahovaly velmi vysoké hodnoty: CHSKCr, anorganických solí (chloridy, sírany, bromidy), vysoké hodnoty sodíku a draslíku a amonných iontů, AOX a dále pak vysoké hodnoty některých těžkých kovů. Z výsledků analýz pořízených v době havárie je pravděpodobné, že část těchto odpadních vod se zřejmě nějakým způsobem dostávala na území areálu do dešťové kanalizace ústící do DVT v místě LAPOLu.

Na základě proběhlých místních šetření ani po provedení základních analýz nebylo zřejmé, co havarijní stav způsobilo, jaký je původ znečištění a co bylo zdrojem bílé chemické pěny. Po několika dnech, po zhodnocení do té doby získaných výsledků byly dodatečně předány uchované zamražené vzorky odpadních povrchových vod na speciální pracoviště Jihočeské University na fakultu rybářství a ochrany vod, do speciální laboratoře pod vedením doc. Mgr. Romana Grabice, Ph.D., která se zabývá tzv. „necíleným screeningem“, tj. identifikací neznámých organických látek.

Z výsledků analýz vyplynulo, že s velkou pravděpodobností za výskytem pěny ve vodě a vysokými hodnotami organického uhlíku stojí masivní přítomnost polymerů, lineárních alkylsufonátů, sulfonových kyselin a dalších blíže ne zcela specifikovaných organických látek. Současně bylo zjištěno, že stav kanalizace uvnitř areálu Kovohutí není zcela znám ani jeho provozovateli, přičemž byly zjištěny poruchy, které mohly vést k úniku odpadních vod do dešťové kanalizace. Konkrétní zdroj tohoto znečištění v areálu Kovohutí však nikdo neoznačil.

Postupem času, v následujících týdnech po identifikaci chemické pěny, koncentrace nerozpuštěných látek i CHSKCr v povrchové vodě DVT na profilu U Sýkorníku postupně klesly k běžným hodnotám, pěna se ztratila, aktuální havarijní stav tedy odezněl. Vysoké hodnoty konduktivity, anorganických solí (sírany, chloridy), amonných iontů a některých těžkých kovů (např. vanadu, molybdenu, niklu a mědi) v povrchové vodě však nejenomže přetrvávaly, ale dokonce v průběhu roku až několikanásobně vzrostly, klesly a opět vrostly. Je pravděpodobné, že fluktuace koncentrací výše uvedených látek souvisí s hydrologickým režimem okolí areálu Kovohutí a ÚVR, kde se nachází významná stará ekologická zátěž doplněná případnými dalšími současnými nebo minulými zdroji kontaminace, o kterých však nemáme žádný doklad. Z hlediska vlivu na povodí Bojovského potoka, lze tuto lokalitu označit za trvalý významný bodový zdroj anorganického znečištění, který je třeba nadále sledovat.

Úhyn ryb v malé vodní elektrárně Bukovec (červen 2022)

Na centrální vodohospodářský dispečink Povodí Vltavy byl dne 25. 6. 2022 oznámen zvýšený výskyt uhynulých ryb zachycených na česlech malé vodní elektrárny v Plzni v Bukovci (obr. 8). Na místě v té době již zasahovaly složky Hasičského záchranného sboru, Policie ČR a Českého rybářského svazu. Po příjezdu pracovníků laboratoře Povodí Vltavy byla změřena koncentrace rozpuštěného kyslíku v místě úhynu s výsledkem 3,5 mg/l.

Úhyn ryb byl tedy s největší pravděpodobností způsoben významným poklesem koncentrace rozpuštěného kyslíku ve vodě. Dle informací z Čistírny odpadních vod Plzeň byl v té době provoz ČOV částečně omezen, čímž nebylo možné v období 24. a 25. 6. 2022 vyčistit veškerou odpadní vodu přitékající do ČOV ani v kombinaci s retenčními nádržemi v areálu ČOV, a proto část průtoku stokovou sítí byla po předčištění na hrubých česlech odvedena přímo do recipientu obtokem ČOV.

O omezení provozu nedostal oblastní vodohospodářský dispečink (OVHD) žádné informace. Kvůli tomu nebyla (na rozdíl od podobných situací z minulosti) splněna potřebná kritéria pro pracovníky OVHD vedoucí k zvýšení odtoku vody z nádrže České Údolí za účelem nadlepšení průtoku a ředění vody kontaminované nečištěnou odpadní vodou. Mezi tato kritéria patří zejména vysoká teplota vody (teplota vody v Berounce dlouhodobě nedosahovala hodnoty 20 °C), výrazné zvýšení průtoku v limnigrafu Bílá Hora (24. 6. 2022 se zvýšil průtok v profilu limnigrafu Bílá Hora po dešťové srážce přibližně z 5 na 6 m3/s).

Pouze mírné zvýšení průtoku v limnigrafu Bílá Hora však za této situace bylo zavádějící, jelikož nepostihlo obtok ČOV, který ústí stejně jako výusť z ČOV Plzeň až cca 1,2 říčního km níže po toku. Do Berounky se tedy dostalo velké množství nečištěných odpadních vod s vysokými koncentracemi biologicky dobře rozložitelných organických látek, které se v teplé vodě Berounky začaly intenzivně rozkládat. Tím došlo ke snížení koncentrace rozpuštěného kyslíku až na hodnoty kritické pro přežití ryb. Své také mohly udělat i vysoké koncentrace amoniaku, které se běžně v surových odpadních vodách vyskytují.

Jarní úhyny ryb na vodní nádrži Lipno (duben 2022)

Úhyny ryb na vodních tocích a nádržích jsou v souvislosti s havárií na řece Bečvě v roce 2020 velmi citlivé a sledované téma. Pokud tedy někde dojde k úhynu většího množství ryb, velice rychle se na sociálních sítích objeví fotografie s celou řadou komentářů, a to často rychleji, nežli se na inkriminované místo dostanou specialisté, kteří by daný úhyn odborně posoudili a zajistili odběr reprezentativních vzorků. Nejinak tomu bylo i začátkem dubna 2022 na březích vodní nádrže Lipno.

Zde bylo na březích přehrady v úseku mezi obcí Kovářov a Hruštice nalezeno několik desítek jedinců uhynulých, převážně dravých druhů ryb, které se nacházely v různém stádiu rozkladu. Na první pohled tedy bylo zřejmé, že úhyn nenastal ve stejný okamžik. Po příjezdu úsekového technika byly odebrány vzorky několika uhynulých ryb, které byly zaslány na posouzení do Státního veterinárního ústavu v Českých Budějovicích. Současně byly odebrány vzorky vody, které byly dodány do naší českobudějovické laboratoře.

Na základě výsledků terénního šetření a laboratorních analýz bylo konstatováno, že úhyn ryb nebyl způsoben žádnou toxickou látkou, ale že jedná o „běžný“ úhyn ryb, který se na našich nádržích a rybnících vyskytuje v předjarním a jarním období. Úhyny ryb tohoto charakteru jsou v některých případech přirozeným důsledkem vyčerpání ryb po zimě a částečně také mohou souviset s probíhající klimatickou změnou, tj. s obecným nárůstem teploty.

V uplynulých letech byla zima, a to i na Lipensku, nezvykle teplá. To mělo vliv i na ryby žijící v přehradě, které místo toho, aby se uchýlily k „zimnímu odpočinku“, byly díky vyšším teplotám nuceny aktivně vyhledávat přirozenou potravu. Té je, ale v této době nedostatek. Ryby si při shonu za potravou postupně vyčerpávají své energetické zásoby a jsou pak daleko citlivější k řadě onemocnění a často pak hynou. Citlivé jsou zejména dravé ryby (např. sumec, candát), které bývají ve vyhledávání potravy v tomto období nejaktivnější (obr. 9).

Jak se později potvrdilo (po konzultaci s různými odborníky a zástupci Českého rybářského svazu), ani na Lipně nešlo o výjimečnou situaci. Úhyny ryb v předjarním a jarním období jsou na Lipně v posledních letech pravidelné. Výskyt významnějšího množství uhynulých ryb (desítky jedinců) na jednom místě mohlo být způsobeno tím, že inkriminovaná příbřežní zóna, ve které bylo zaznamenáno nejvíce uhynulých ryb, je vystavena intenzivní větrné činnosti, která způsobila jejich koncentraci v daném místě.

Sinice, kdo by je neznal

Každý, kdo někdy v létě navštívil některou z našich přehradních nádrží či rybníků si jistě kladl otázku, proč je v nich voda tak zelená, a v některých případech připomíná spíše „green“ golfového hřiště nežli křišťálově čistou vodní hladinu známou např. z alpských jezer. Důvodem je nadměrný obsah živin, zejména pak fosforu. Díky vysokému obsahu tohoto nutrientu, jehož hlavním zdrojem v našich podmínkách jsou nedokonale čištěné komunální odpadní vody, dochází v letních měsících k nadměrnému rozvoji řas a sinic.

Právě sinice se akumulují v hladinových vrstvách nádrží, kde vytvářejí husté „deky“ označované také jako sinicové vodní květy (obr. 10). Jako létající koberec se pak jejich biomasa pohybuje po hladině nádrže, ve směru převládajícího větru, až ukončí svou pouť v některé zátoce, kde se tato hmota postupně hromadí. Po nějaké době nastane však období, kdy se nahromaděná biomasa sinic začne rozkládat.

Pokud opomineme fakt, že řada sinic obsahuje ve svých buňkách toxické látky (rozkladem buněk se tyto látky dostanou do vodního prostředí), je pro běžného rekreanta hlavním problémem vizuální a senzorická stránka celé věci. V letním období jsou naše laboratoře často kontaktovány v souvislosti s výskytem nevábně vypadající a intenzivně zapáchající hmoty, která lidem znemožňuje vodní rekreaci. Někteří uvádějí, že to vypadá jako nahromaděný toaletní papír, který „unikl“ z některého septiku či jímky.

Někteří se naopak domnívají, že se někdo chtěl zbavit přebytečných barev, které vylil do rákosí, a odtud byly deštěm spláchnuty do nádrže. Na pomoc je obvykle přivolán HZS, jehož pracovníci mají snahu pomocí norných stěn celou plovoucí hmotu polapit a následně odstranit (obr. 11). Často jsou však neúspěšní a nezbývá nic jiného, nežli počkat až se sinicový vodní květ samovolně rozloží.

Urychlit celý proces může také deštivé a větrné počasí, které celý problém takříkajíc naředí. Nadměrný rozvoj sinic a s ním spojené neblahé důsledky pro vodní prostředí můžeme označit jako tzv. chronickou havárii. Problém není způsoben akutním únikem některé cizorodé, toxické látky, ale jde o postupné a dlouhodobé zatěžování vodního prostření živinami (fosforem), které se nemusí řadu let vůbec projevit. Stačí ale drobná změna, jako je v případě sinic například delší perioda suchého a teplého počasí a doposud skrytý problém se projeví v plném rozsahu. Eliminace či pouhé zmírnění negativního dopadu na vodní prostředí je pak často velmi komplikované.

Co říci na závěr…

Z výše uvedených situací je zřejmé, že jejich správné vyhodnocení (interpretace) je často závislé na zkušenostech a odborném úsudku jednotlivých lidí. Vodohospodářské laboratoře státního podniku Povodí Vltavy, jsou nejenom technicky velmi dobře vybavené, ale pracují v nich vysoce kvalifikovaní odborníci, kteří ve spolupráci s řadou dalších kolegů jsou schopni získané výsledky kvalifikovaně vyhodnocovat a tím i identifikovat riziko vzniku nestandardní situace na vodním toku či nádrži, která může vyústit až ve vlastní havárii. Dá se tedy říct „důvěřuj, ale prověřuj“ a to v případě možného předcházení havárií platí dvojnásob..