Po úspěšném absolvování prvního kola EU výzvy LIFE, podala Technická univerzita v Liberci (TUL) přihlášku do druhého kola. Konkrétně se jedná o toxické hexachlorocyklohexany (HCH), z nichž nejznámější je pesticid lindan, který je dnes zakázaný na základě Stockholmské úmluvy o perzistentních organických polutantech z roku 2004. Čeští, polští, francouzští a dánští vědci chtějí využít mimo jiné schopnosti rostlin v mokřadech při čištění vody a vybudovat systém, který může léta fungovat prakticky bez zásahu člověka. Podání projektu podpořil Liberecký kraj v rámci programu „Asistenční vouchery Libereckého kraje“ částkou 246 500 korun. Hlavní řešitel – liberecká univerzita – žádá dotaci z evropských fondů ve výši necelých 14 milionů korun, rozpočet celého projektu je více než 80 milionů. Lindan se už nevyr ábí, ale ješt ě škod í Lindan se do 70. let minulého století vyráběl ve Spolaně Neratovice a hojně se používal jako insekticid v zemědělství nebo jako farmaceutická léčba při výskytu vší a svrabu. U lidí lindan toxicky ovlivňuje nervový systém, játra a ledviny a může být karcinogenem. Při jeho výrobě se generoval až šestinásobek nebezpečného odpadu, který má podobné chemické složení a je i podobně nebezpečný. Protože tento zbytkový odpad neměl takové účinky jako pesticid, ukládal se na různá a často nezabezpečená místa. Na dnes již uzavřené výsypce v lomu Hájek u Karlových Varů odhadují odborníci jeho množství na 3–5 000 t! A to jsou látky, které s vodou z výsypky sice ne ve velkém množství, ale dlouhodobě vytékají a nevhodně ovlivňují životní prostředí, protože se dostávají do povrchových vodních zdrojů – potoků, řek či rybníků. Dáme přírodě impulsy , aby si pomo hla sama A právě v Hájku u Karlových Varů, kde byl tento druh odpadů ukládán do výsypky v 60. letech minulého století během těžební činnosti, vybudoval státní podnik Diamo z iniciativy libereckých vědců a ve spolupráci s firmou Aquatest malý pilotní mokřadní systém přirozeného čištění o rozměrech 164 × 8 m, složený ze čtyř typů dočišťovacích technologií, pro posouzení jejich nejlepší účinnosti. V budoucnu se zde plánuje větší mokřadní systém o rozloze 200 × 200 m, který bude navazovat na poznatky z pilotního projektu. Čistící proces je založen na samovolných biologických procesech, podpořených nezávadnými chemickými impulsy. „Je to systém pasivní, který nevyžaduje prakticky žádnou údržbu a může fungovat léta bez zásahu člověka. Spoléháme na to, že si příroda pomůže sama, když jí dáme správné impulsy,“ říká vedoucí realizačního týmu profesor Miroslav Černík z Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace TUL. Čištění odpadních vod je podle profesora Černíka náročný proces. Lze jej provádět aktivně, to znamená postavit čistírnu odpadních vod. Je to způsob vyzkoušený a spolehlivý, ale drahý, protože vyžaduje pravidelné dávky chemických prostředků, elektřinu, technologie – například míchací nádoby, čerpadla, vodní hospodářství a také pravidelnou údržbu. Takový proces se prodražuje s klesajícím obsahem znečištění. V Hájku u Karlových Varů je průtok vody 1–2 l/s. „Celkové množství vody je z dlouhodobého hlediska velké, koncentrace látek HCH je relativně nízká, pouhých 100 mg/l, ale protože limitní koncentrace pro lindan a chlorované cyklohexany jsou velmi nízké, je tato voda nebezpečná. Navíc se jedná o lokalitu mimo obec, tedy bez potřebné infrastruktury. Stavět na takovém místě čistírnu by bylo ekonomicky i technicky velmi náročné,“ konstatuje profesor Černík. Mokřadní systém Odborníci z TUL proto navrhli k přírodě šetrnou a podstatně levnější technologii, která navíc podle profesora Černíka dokonce i zlepší okolní krajinu. „Vybudované mokřadní systémy změní ráz krajiny, zvýší biodiverzitu a budou součástí přírody. Tento fakt nabývá na důležitosti, když si uvědomíme, že v sousedství se nachází chráněná oblast v rámci programu Natura2000, jako hnízdiště ptactva,“ říká. Pilotní mokřadní sytém v Hájku má tři technologické stupně: biodegradativní, sorpční a mokřad. Spojují se v něm přirozené přírodní procesy s chemickými. Chemické impulsy spočívají v použití železa, které se vodou vytékající ze skládky okysličuje, a upraví se tak pH a redox potenciál. Změny podmínek vody pak nastartují přirozený biologický proces ve druhém technologickém stupni – sorpci. „Zkoumali jsme různé velikosti železa včetně nano- a mikroželeza. Jako nejvhodnější se ukázaly železné špony. Vytvoříme z nich objemnou průtokovou redukční bariéru, v níž se železo oxiduje a látky ve vodě redukují. Oxidace železa je prvotní podmínka pro to, aby se pesticidy odbouraly,“ zdůrazňuje Černík. Doplňuje, že k přirozené sorpci se zkoušejí různé druhy substrátů: rašelina, štěpka, siláž, směs zemědělského odpadu, aktivní uhlí nebo látka na bázi uhlí – biochar. Předpokládá se, že bez údržby budou tyto procesy probíhat desítky let. Rostliny vod u dočišťují Schopnost některých rostlin vstřebávat toxické látky využili vědci ve třetím stupni systému. Je to plocha mokřadu, kde vodu dočišťují mokřadní rostliny původního ekosystému – jsou to třeba orobince, různé druhy rákosu či dřevin. „Rostliny, potažmo dřeviny bioakumulují pesticidy. Funkce mokřadních rostlin spočívá především v biologických procesech probíhajících v kořenovém prostoru. V něm rostliny hostí mikroorganismy, které umějí pesticidy transformovat na neškodné látky,“ říká Pavel Hrabák z TUL. Dodává, že proces bioakumulace pesticidů ve stromech lze také využít k odhadu znečištění podzemní vody. „Měříme koncentraci pesticidů v dřevinách, ve kterých jsou pesticidy poměrně stabilní a odpovídají znečištění vody, kterou strom využívá z podloží. V lokalitě v Polsku, kde se kontaminační mrak šíří podél potoka, děláme jednoduché nedestruktivní odběry: navrtáme strom a z objemu pesticidů v gramu pilin indikujeme míru kontaminace podzemní vody. Vztah mezi koncentracemi v podzemní vodě a v dřevinách je komplikovaný sezonalitou a druhovou i věkovou specificitou dřevin, ale pro hrubou indikaci znečištění postačuje,“ upřesňuje. K dispozici mají vědci velké množství dat z více než dvou stovek vzorků rychle rostoucích olší a bříz. Olše se k těmto experimentům hodí podle doktora Hrabáka nejlépe. „Jejich průduchy v listech zůstávají na rozdíl od jiných stromů stále otevřené a strom o to více nasává vodu ze svého podloží,“ vysvětluje. Pilotn í mokřad se osvědčil a výsledky jsou slibné Mezinárodní tým odborníků je přesvědčen, že zkušenosti z připravovaného mokřadní systému na Karlovarsku budou použitelné v dalších evropských zemích. „Pesticidní látky se vyráběly a následně byly i neřízeně ukládány nejen v mnoha státech Evropské unie i ostatního světa. Lokalit podobného charakteru jako v Hájku je více, proto bude o levné a dlouhodobé čisticí systémy vhodné k jejich sanaci jistě zájem. Jedná se především o místa drobných úložišť, kde je znečištění rozptýlené například v půdě a nelze ho jednoduše odstranit. Přesto i v takových případech je nutné chránit vodní zdroje a provést adekvátní opatření,“ připomíná Petr Brůček ze státního podniku Diamo. Do projektu se zapojí i další subjekty, v Česku to je kromě státního podniku Diamo i firma Photon Water Technology. Polský hornický institut (Central Mining Institute) a město Jaworzno budou instalovat mokřadní systémy na svém území, francouzská firma SERPOL bude zkoumat využitelnost této technologie ve Francii a dánská Aarhus Univesity má za úkol technologii prezentovat na svých pravidelných konferencích. Libereck á univerzita se čišt ění vod věnuje dlo uhodobě Na problematiku čištění vody se liberecká univerzita zaměřuje dlouhodobě. Podílela se nejen na vývoji dnes již známého způsobu čištění kontaminovaných podzemních vod za pomoci nanoželeza. Je spojována také s dalšími metodami jako oxidační, biologické i využití elektrického pole. K čištění vody se využívají její systémy, mimo jiné i nanovlákenné membrány, povrchově upravené nanočástice železa, laktáty atd. Spolupracuje například s firmami Diamo, MemBrain, MEGA, Dekonta, BMTO a dalšími. Jaroslava Kočárková
