Vodní stres versus vodní blahobyt

ABSTRACT: In the future, it may be water what we will miss the most. Already now, 20% of European territory suffers from "water stress", says Professor Jiří Wanner from the University of Chemistry and Technology in Prague.

Co může v budoucnu lidem na zemi nejvíc chybět? Energie, potraviny, voda?

Nejkratší dobu vydržíte bez vody, jen asi tři dny, zatímco bez jídla několik týdnů. Pokud jde o energii, tak to závisí na místních podmínkách a stavu rozvoje společnosti. Když budete žít na tropickém ostrově, tak se bez energie obejít můžete, ale všude jinde vám bude chybět hlavně teplo – to byste nejvíc postrádali. Jiná otázka je, co může nejvíc chybět v budoucnu. Myslím, že nejohroženější je právě ta voda, určitě víc, než zdroje energie. Ty jsou pořád na zemi obrovské, i když především ve fosilních palivech. Ale kdyby bylo nejhůř…Voda ovšem už chybět začíná, přibývají místa, kde jí není dostatek.

Co se pak může dít?

Spíš se ptejme, jak se dá nedostatku zabránit, ať již jde o vodu, potraviny či energii. Obecně platí, že lidské společenství má již dnes k dispozici řadu určitých mechanismů, jak konečnému nepříznivému stavu zabránit. Jsme naštěstí přece jen ještě technicky vyspělou civilizací, která v případě nouze dokáže věci měnit.

Jak lze tedy zajistit, aby voda nechyběla také v naší republice, která je zeměpisně položená tak, že z ní veškerá voda především odtéká nebo se odpaří?

Můžeme začít diverzifikovat zdroje vody jak v místě, tak prostoru, například propojováním vodárenských systémů. Máme řadu dat z období sucha v posledních deseti letech, která jednoznačně ukázala, že sucho nebylo v celé republice stejně intenzivní, někde byli postiženi víc, někde méně. Souvisí to i s tím, že ani zdroje vody u nás nejsou rovnoměrně rozdělené. Jsou oblasti, kde je více přehrad na řekách, které zadržují vodu, máme jiná místa, kde jsou zase významné zdroje podzemní vody. Jsme také schopni postavit nové trubky a vodu přepravit. Máme po předcích zděděný úžasný systém regionálních vodárenských soustav, kdy každý kraj má víc zdrojů, má své systémy rozvádění vody a distribuci obyvatelstvu. Kdybych měl zmínit místa, kde voda chybí nejvíc, tak je to jednoznačně jižní Morava a v Čechách například Hradecko. Na rozdíl od toho jsou na severní Moravě oblasti, kde je vody nejvíc. Byly tam vybudované přehrady, aby byl dostatek vody pro průmysl, je tu velká kapacita v Jeseníkách a Beskydech, která se ovšem s odklonem od průmyslu dostatečně nevyužívá. Pokud by mělo být zajištěno, aby všechny regiony byly bezpečně zásobeny vodou, tak by stát musel podpořit výstavbu dálkových přivaděčů. Majitelé vodárenských soustav v Česku o propojování uvažují, tyto plány nejsou nic nového, ale je to velká investice, kterou nemohou platit firmy vodovodů a kanalizací, jde přece o celostátní zájem.

Je za nebezpečím, že jak regionálně, tak ale i v širším rozsahu bude na Zemi chybět voda, klimatická změna? Případně doprovázená dalšími faktory?

Nevíme, jak dalece z toho lze vinit takzvané globální oteplování. Ve skutečnosti neznáme dost jistě skutečné příčiny klimatické změny, jejíž dopady sledujeme. Na jejím průběhu se totiž podílejí jak faktory ekonomické, tak politické a zejména geopolitické. Koloběh vody se se změnami počasí také mění, nevíme, co se s podnebím bude dít dál, a zda jsou ty změny důsledkem průmyslové činnosti s vypouštěním kysličníku uhličitého, když přitom tento skleníkový plyn zdaleka není jediný a není prokázané, že se jeho odstraňováním může něco skutečně změnit.

Myslím si, že musíme počítat s realitou, že se – pokud jde o klima – něco změnilo a mění. Když se podíváme na datové řady zaznamenávané už přes dvě stě let, tak vidíme, že srážek sice ubylo jen málo, ale problém je, že se tyto srážky mění z hlediska intenzity. Už si zvykáme na přívalové deště, kdy voda okamžitě odteče, nevsakuje se, jak tomu bylo dřív. Ani sníh, jehož pomalé tání na jaře bylo pravidelné a posílilo podzemní vody, si nepočíná pořád stejně. Tání bývá náhlé a rychlé, voda způsobí místní povodně a je pryč. Protože průměrná teplota přece jen roste, tak rostou ztráty vody odparem. Nejde jen o pasivní odpařování, ale vodu vypijí rostliny, stromy a podobně. Když se vše sečte, tak z Česka odteče nebo se odpaří víc vody, než sem naprší.

Proti klimatické změně jsme postavili dekarbonizaci…

Dekarbonizace je hezký cíl, pokud vezmeme hypotézu za pravdu, že CO2 zvyšuje teplotu na zemi. Jsou ovšem i jiné složky, které akumulují teplo. Typická je voda, má největší tepelnou kapacitu na zemi. Tím, že neustále zvyšujeme odpar, tak je to fenomén, který může způsobovat zvyšování teploty atmosféry. Otázka je, kde je ten prvotní impuls, který to uvedl do chodu, zda průmysl, nebo zda už se to odehrálo v geologické historii země vícekrát, i bez působení průmyslu. Chápu, že společnost musí mít nějaký cíl, tato si dala cíl, že budeme redukovat CO2. Je jen otázka, zda se to někdy neděje cestami, které jsou horší, než kdybychom se jimi nevydali. Podle mého názoru nelze řešení stavět na zelené ideologii, ale hledat skutečně vědecky zdůvodněná, technicky možná a ekonomicky přijatelná řešení.

Voda ze zeměkoule ale určitě nemizí, kde tedy končí?

Voda nemizí někam do kosmu, ale začíná být velice nerovnoměrně rozdělena. Už to původní rozdělení vody na zemi je v podstatě nešťastné, protože 97 % všech vodních ploch na zemi tvoří moře a oceány. Jen ta zbylá tři procenta připadají na sladkou vodu. Z té se ale skoro 70 % skrývá v ledovcích v oblastech pólů, 30 % představuje podzemní voda a pouze 1 % voda povrchová a atmosférická. A to musí stačit celému lidstvu. Dvacet procent území Evropy již trpí vodním stresem – to je pojem, se kterým se budeme stále častěji setkávat. Podívejme se například na španělskou Barcelonu, kde už tisíc dní nepršelo, tři roky. Katalánsko je přitom intenzivně obhospodařované, je tu průmysl, zemědělství, jen voda chybí. Už dokonce vozili do města tankery s vodou a přečerpávali ji do vodovodního systému, aby lidem tekla voda z kohoutků.

Není proto divu, že se pustili do recyklačních plánů, kde jde o to, nevypouštět vyčištěnou vodu z čistíren odpadních vod do moře, ale přidat třetí stupeň čištění, z nějž vychází hygienicky a chemicky nezávadná voda, říká se jí také recyklovaná voda, kterou pak nechávají vsáknout do podzemí. Tam se postupně smísí s podzemní vodou, která se pak čerpá pro potřeby lidí. V Barceloně tak jedna třetina spotřebovávané vody pochází z recyklace vody odpadní, druhá třetina pak z odsolování mořské vody, to je ale energeticky, a tedy ekonomicky hodně náročná věc. Přitom Španělsko na tom z hlediska statistiky tak špatně není, zdroje vody v přepočtu na obyvatele mají větší, než Česká republika, ale dostali se do situace, kdy dlouho neprší a zásoby v zádržných systémech, jako jsou přehrady, také docházejí.

Nemůže se stát, že i podzemní vody dojdou?

Podzemní zdroje vody se za současných hydrologických podmínek mnohem hůř obnovují než v minulosti a musíme začít přemýšlet nad tím, jak je uchránit do budoucna. Podzemní voda by se měla pro účely vodárenství používat až jako poslední. Obtížně ji vyčerpáme ze země, vyrobíme z ní kvalitní pitnou vodu a pak z ní polovinu použijeme na účely, kde to není nutné, v podstatě ji vylejeme. Pitnou vodou se zalévá zeleň, čistí se ulice, ačkoliv na to by se dala použít voda říční a nebo ještě lépe recyklovaná.

Patříte mezi zastánce obnovitelného světa, nejen obnovitelných zdrojů, jde o cirkulární ekonomiku, kdy se prakticky vše vrací do nového oběhu. Daří se podobné projekty uskutečňovat?

Naše generace, a zejména ty mladší, si zvykly žít v naprosté pohodě a blahobytu. Ta část světa, která patří k té rozvinutější, už od padesátých let minulého století nepoznala žádný stav nouze. Nikdo si nepoloží otázku, jak je to možné, jak jsme to dosáhli, i když je nás o tolik víc. Odpověď zní, že je to proto, že jsme vybudovali veškerý vyspělý průmysl a zemědělství. I když dnes už – poznávám to i u našich studentů – si někteří představují, že si udrží životní úroveň tak, jak jsou zvyklí, a přitom zlikvidují průmysl. Nic vlastního nebudou potřebovat, vše budou sdílet nebo si půjčovat. Nechci nikomu brát jeho ideály, ale myslím si, že současný blahobyt se takto udržet nedá. Podívejme se do historie, co třeba způsobilo, že zemědělství dokáže uživit stále větší počet lidí při stále menším rozsahu obdělávaných ploch. Nestalo by se to, kdyby technický pokrok – v tomto případě těžba a zpracování fosfátových rud spolu s objevem výroby čpavku ze vzdušného dusíku a dostatkem energie pro jejich výrobu a distribuci – neumožnil masové nasazení průmyslových hnojiv v zemědělství. Díky tomu lidstvo překonalo bariéru růstu v nedostatku potravin a periody hladomorů, takže nastal potravinový blahobyt – i díky tomu se mohlo lidstvo na Zemi rychle množit.

Mimoto, podobná historie je s „vodním blahobytem“, který spočívá v tom, že máte pořád vodu k dispozici, ve stejné kvalitě a množství, které si určíte sami. Tento blahobyt máme v rozvinutém světě díky kombinaci řady faktorů. Naučili jsme se budovat, chránit a hospodařit s vodními zdroji, máme technologie na výrobu zdravotně nezávadné pitné vody a na bezpečnou likvidaci vod odpadních. Nechybějí nám k tomu materiály, ani energie. Dokážeme si obvykle poradit jak s problémem jménem sucho, tak povodeň. Dosažený stupeň obou „blahobytů“ ovšem nebude schopna udržet ta společnost, která nebude mít zároveň vyřešené dostatečně kapacitní a spolehlivé zásobování energií.

Několikrát již jste zmínil nutnost recyklovat odpadní vodu. Co tomu brání?

Firmy v oboru vodovody a kanalizace vracejí do vodních toků ročně téměř 800 milionů m3 vyčištěné odpadní vody (údaj z „Modré zprávy“ za rok 2022) bez jakéhokoli dalšího využití. Vodu draze získáme jako pitnou, draze ji vyčistíme a tím to skončí. Je to tedy jak neekologické, tak hlavně neekonomické. Naše vodní bilance je velice nešťastná, nemáme žádný velký přítok a jedním z důsledků je, že ČR patří k zemím s nejmenší obnovitelnou zásobou vody. Bude potřeba zaměřit se na využívání nových zdrojů vody. Kdybychom do našeho lineárního systému vnesli prvek cirkularity, třeba recyklaci vody, tak by to jeden z těch dalších zdrojů určitě byl. Na zeměkouli už jsou místa, která takto běžně fungují. Patří mezi ně například Kalifornie.

V roce 2020 Evropský parlament přijal nařízení o minimálních požadavcích na opětovné využití vody, loni vešlo v platnost. Můžeme tak více tuto vodu využívat?

Možnost využívání upravené komunální odpadní vody v zemědělství je řešena nařízením EP a Rady EU 2020/741. Mimo jiné postuluje minimální požadavky pro zavlažování plodin, pro údržbu městského vybavení nebo pro jiné environmentální účely. Situace se v tomto smyslu u nás ale nezměnila, protože Česká republika využila možnost se k nařízení nepřipojit a zdůvodnila to tím, že u nás není třeba odpadní vodu recyklovat, že máme jiné možnosti, jak zajistit dostatek vody na zavlažování a podobně. Toto stanovisko prezentovalo Ministerstvo zemědělství. Na druhé straně Ministerstvo životního prostředí uvedlo, že náš vodní zákon (§ 38, odst. 5) omezuje nakládání s odpadními vodami kromě jejich akumulace jen na vypouštění do povrchových nebo podzemních vod, pod což ale spadá i zavlažování. K tomu je třeba mít povolení vodoprávního úřadu. Proto si některé firmy, například automobilky či sklárny, raději staví vlastní čistírny a svou vyčištěnou vodu dále využívají třeba na oplachy ve výrobě. Zejména pro menší podniky se však nevyplatí investovat do takového zařízení.

Pokud se nacházejí v blízkosti některé z čistíren odpadních vod, tak by pro ně bylo výhodnější si koupit vodu z čistírny – to ale nemohou, i když čistě teoreticky tomu náš letitý vodní zákon nebrání. Ale neexistují žádná pravidla pro využívání recyklované vody, takže je to rizikové, je problém, jak to dělat, nedopustit se žádné chyby a nebýt pak třeba pokutován. Vodoprávní úřady mají při povolování vypouštění odpadních vod přihlédnout přednostně k recyklaci (§ 38, odst. 10b), není tu však žádný předpis, jaké požadavky přitom musí být splněny. V tom evropském nařízení, které jsme nepřijali, je detailní příloha s chemickými a bakteriologickými parametry a postupy k minimalizaci rizika využití této vody. Již předtím vznikl na evropské úrovni manuál s příklady z praxe, jak mají recyklační plány vypadat.

Je recyklace odpadní vody hodně drahá? Jak moc je energeticky náročná?

Náklady na výrobu jsou podobné jako v moderních vodárnách se špičkovou úpravárenskou technologií, problém je s rozvody či dopravou. Technicky jsou věci řešitelné, musel by to ale někdo zaplatit. Všimněte si, že řada měst u moře nevyrábí všechnu pitnou vodu z mořské, protože to je skutečně strašně drahé. Mořská voda obsahuje 30, 40 gramů soli na litr, na odsolení potřebujete spoustu energie, to na recyklaci odpadní vody potřeba není. Dělali jsme pokusy, zda by se recyklovanou odpadní vodou nezasolovala půda, zjistili jsme, že zasolení by bylo nepatrné. Jsme pořád na bezpečné hranici.

Říkal jste, že současné technologie dokáží vyčistit odpadní vodu na úroveň vody pitné, to je však ve veřejném mínění často odmítáno…

Lidem se obvykle představa využívání vyčištěné odpadní vody jako vody pitné trochu příčí, takže jde spíš jen o to, rozvíjet ty technologie, testovat možnosti a být připraven k uvedení do praxe. Vyčištěná odpadní voda, hygienicky i chemicky nezávadná, se ale využívá v oblastech, kde to žádné negativní konotace nevyvolává, například zmíněné závlahy. Proč máme třeba zavlažovat kvalitní podzemní vodou, když vedle funguje čistírna odpadních vod a z ní odtéká do řeky rovněž kvalitní voda. V jižních státech, kde je zavlažování v širokém měřítku zcela nutné, tam lidé původně také nechtěli využívat recyklovanou odpadní vodu. Ale v situaci, kdy voda začala chybět, nesměli zalévat zahrádky, mýt auta, napouštět bazény, tak názor postupně změnili.

U nás by možná lidé také byli pro…

Máme v našem Ústavu technologie vody a prostředí grant, kdy zkoumáme odtok z nové vodní linky pražské čistírny odpadních vod v Podbabě. Zjistili jsme, že by se ta voda dala výhodně použít, protože když se připojí na jejím výstupu dezinfekční zařízení, tak se do Vltavy vypouští mnohem bezpečnější voda, než je ta říční, se kterou se smísí. A to jak z hlediska chemického, tak bakteriologického. Jenže ji nikomu nesmějí předat, mohou si s ní jen sami zavlažovat trávník na střeše celého objektu a využít ji pro vlastní spotřebu v čistírně odpadní vody. Ale poblíž jsou takové objekty, jako je třeba botanická zahrada, ta bere na zalévání vodu z Vltavy, kterou si musí před použitím upravovat…

Prof. Ing. Jiří Wanner, DrSc., vystudoval Vysokou školu chemicko-technologickou v Praze, obor technologie vody, na škole zůstal od roku 1981, nejprve jako odborný asistent, pak docent a od roku 1995 dosud jako profesor. Pracuje zde v Ústavu technologie vody a prostředí. Zaměřuje se na technologie, umožňující opětovné využívání vyčištěných odpadních vod a působí jako uznávaný odborník v řadě odborných skupin a výborů.