Voda si pamatuje. Věčné chemikálie, zbytky léků a nové způsoby, jak zbavit vodní svět neviditelného znečištění

Voda dokáže odnést téměř všechno. Jenže některé látky v ní zůstávají celé roky, hromadí se v sedimentech, pronikají do organismů a postupně zatěžují celé ekosystémy. Mezi největší hrozby patří takzvané věčné chemikálie PFAS a zbytky léčiv, které se dostávají do vodního prostředí při výrobě, používání i likvidaci produktů. Věda současně hledá nové cesty, jak jejich dopady omezit. Vedle přísnějšího hodnocení chemických rizik se pozornost obrací také k překvapivě účinným pomocníkům, rostlinám a mikroorganismům.
Voda je jedním z nejdůležitějších zdrojů života, zároveň však funguje jako sběrné místo pro řadu látek, které do životního prostředí uvolňuje lidská činnost. Průmyslové provozy, domácnosti, zemědělství i farmaceutická výroba přispívají k tomu, že se ve vodních tocích a nádržích objevují chemické sloučeniny, jejichž účinky se mohou projevovat dlouhodobě. Některé se rozkládají jen velmi pomalu, jiné se hromadí v živých organismech a další mohou působit společně s řadou jiných kontaminantů. Tři nové vědecké studie zveřejněné Evropskou komisí (přehled s odkazy najdete pod článkem) ukazují, jak rozsáhlý tento problém je a jakými směry se ubírá jeho řešení.
PFAS se hromadí ve vodě, sedimentech i rybách
Jedním z nejvýraznějších příkladů jsou PFAS, tedy perfluorované a polyfluorované alkylové látky. Tato rozsáhlá skupina zahrnuje více než deset tisíc syntetických chemických sloučenin využívaných v mnoha průmyslových i spotřebitelských aplikacích. Díky svým vlastnostem nacházejí uplatnění například při výrobě materiálů odolných vůči vodě, mastnotě nebo vysokým teplotám. Právě jejich chemická stabilita je však současně velkým environmentálním problémem. V přírodě přetrvávají dlouhou dobu, mohou se šířit vodou i atmosférou a některé z nich se postupně hromadí v organismech. Odtud pochází jejich označení věčné chemikálie.
Mezinárodní výzkum publikovaný v časopise Water Research se zaměřil na výskyt PFAS ve sladkovodních nádržích napříč kontinenty. Vědci zpracovali údaje ze 74 nádrží na pěti kontinentech a sledovali, jak se jednotlivé látky vyskytují ve vodě, sedimentech a rybích tkáních. Výsledky ukázaly, že znečištění nemá všude stejnou podobu. Jeho charakter ovlivňuje historické používání chemikálií, průmyslová činnost, způsob nakládání s odpady, místní hydrologické podmínky i úroveň environmentálního monitoringu.
V Asii výzkumníci zaznamenali častější výskyt PFAS v povrchových vodách, zejména v oblastech ovlivněných průmyslovou činností a městským odtokem. V Evropě se výrazněji projevilo dlouhodobé hromadění těchto látek v sedimentech a rybích tkáních. Právě evropské vzorky ryb vykazovaly nejvyšší míru bioakumulace. Pozornost si zaslouží také Afrika, kde byly v některých sledovaných nádržích zjištěny poměrně vysoké koncentrace nejčastěji monitorovaných PFAS. Výzkum přitom zahrnoval pouze pět afrických nádrží, což ukazuje, jak málo informací máme o skutečném rozsahu kontaminace v některých částech světa.
Zajímavým zjištěním je také rostoucí zastoupení krátkořetězcových PFAS. Ty se v řadě aplikací prosazují jako náhrada za některé dříve používané dlouhořetězcové látky, jejichž využívání podléhá přísnějším omezením. Krátkořetězcové sloučeniny sice obecně vykazují nižší tendenci k bioakumulaci, zároveň jsou však velmi mobilní, dlouhodobě přetrvávají v prostředí a konvenční technologie čištění je odstraňují obtížně. Náhrada jedné skupiny problematických chemikálií jinou tak nemusí automaticky znamenat odstranění environmentálního rizika.
Zbytky léčiv představují další zátěž pro vodní ekosystémy
Podobně komplexní problém představují léčivé přípravky. Do životního prostředí se dostávají během celého svého životního cyklu, od výroby přes užívání až po nesprávnou likvidaci. Část léčivých látek prochází lidským organismem a následně se dostává do odpadních vod. Některé mohou být v čistírnách odpadních vod odstraněny jen částečně, takže jejich zbytky pokračují do řek a dalších vodních ekosystémů.
Ochrana životního prostředí se proto stále výrazněji promítá také do evropské farmaceutické legislativy. Odborná studie publikovaná v časopise Environmental Sciences Europe hodnotila připravovaná pravidla z pohledu environmentálního rizika a jejich praktického uplatňování. Významnou součástí nového přístupu je také princip rozšířené odpovědnosti výrobce (EPR), který se má nově výrazněji uplatnit i v oblasti léčiv. Farmaceutické společnosti se tak mají finančně podílet na nákladech spojených s odstraňováním zbytků léčiv z odpadních vod, zejména prostřednictvím rozšířených systémů čištění. Náklady na tyto procesy se tak mají ve větší míře přenést na výrobce léčiv, jejichž produkty přispívají ke vzniku znečištění.
Nová pravidla současně posilují požadavky na hodnocení environmentálních dopadů léčiv a dostupnost informací o jejich vlastnostech. Mezi významné posuny patří možnost odmítnout registraci nového antimikrobiálního léčivého přípravku, pokud jeho environmentální riziko nebude přijatelné. Návrh počítá také se zpětným hodnocením některých léčiv schválených před listopadem 2005, u nichž se při původním povolování environmentální rizika pravděpodobně neposuzovala. Důležitou součástí má být posuzování celého životního cyklu přípravků včetně výrobních procesů, a to i v případech, kdy výroba probíhá mimo Evropskou unii. Přínosem má být také lepší dostupnost údajů o provedených hodnoceních.
Nebezpečné mohou být i kombinace různých látek
Vědci současně upozorňují na problém, který může dosavadní hodnocení rizik významně podceňovat. Jde o společné působení různých chemických látek. Vodní prostředí totiž nepřichází do kontaktu s jednou účinnou látkou, ale s jejich směsmi. Léčiva se mohou kombinovat se zemědělskými chemikáliemi, látkami ze spotřebních výrobků nebo dalšími průmyslovými kontaminanty. Výsledný účinek přitom může být výraznější než působení jednotlivých složek samostatně.
Příkladem je kombinace antibiotik sulfamethoxazolu a trimethoprimu, která může mít závažné synergické účinky na sladkovodní řasy. Výzkumníci proto doporučují rozšířit hodnocení léčiv také o posuzování chemických směsí. Současné testovací metody by měly lépe zachycovat dlouhodobé, vícegenerační a behaviorální účinky. Některé látky totiž nemusí způsobit okamžitý úhyn organismů, přesto mohou narušovat jejich migraci, rozmnožování, metabolismus nebo schopnost reagovat na okolní prostředí. Takové působení se může postupně projevit na celých populacích a fungování ekosystémů.
Rostliny a mikroorganismy jako přirozená čisticí technologie
Vedle důslednější prevence a hodnocení rizik se pozornost vědců obrací také k samotným možnostem odstraňování znečištění. Zajímavou cestu představují uměle vytvořené mokřady, které využívají přirozenou spolupráci rostlin, půdy a mikroorganismů. Tyto systémy mohou čistit odpadní vody a současně vytvářet stanoviště pro řadu druhů, zachycovat uhlík a přispívat k ochraně krajiny před povodněmi.
Přehledová studie publikovaná v časopise Bioresource Technology analyzovala poznatky z 539 vědeckých prací vydaných mezi lety 2000 a 2025. Zaměřila se zejména na mikrobiální procesy, které umožňují rozkládat nebo přeměňovat znečišťující látky na méně škodlivé sloučeniny. Výsledky potvrzují, že významnou úlohu mají bakterie a další mikroorganismy žijící v půdě i v okolí kořenových systémů rostlin.
Umělé mokřady dokážou zachycovat a odstraňovat například dusík, fosfor, těžké kovy, antibiotika nebo polycyklické aromatické uhlovodíky. Průměrná účinnost odstraňování sledovaných znečišťujících látek se podle analyzovaných studií pohybovala v rozmezí 76,9 až 91,9 %. Mikroorganismy přitom zajišťovaly přibližně 90,5 procenta odstranění antibiotik a 60,9 % odstranění polycyklických aromatických uhlovodíků.
Rostliny v tomto systému plní mnohem důležitější úlohu, než by se mohlo na první pohled zdát. Samotné přímé přijímání znečišťujících látek jejich kořeny představuje relativně malou část procesu. Jejich hlavním přínosem je vytváření příznivých podmínek pro mikroorganismy. Kořeny uvolňují kyslík a organické látky, které bakteriím poskytují energii a živiny. Tím podporují jejich růst a aktivitu, a zvyšují tak schopnost celého mokřadního systému odstraňovat kontaminanty. Přítomnost rostlin podle studie zvyšuje průměrnou účinnost čištění až o 11,3 %.
Výzkumníci se zabývali také možností cíleně doplňovat do mokřadů vybrané mikroorganismy s vhodnými metabolickými vlastnostmi. Tento postup, označovaný jako bioaugmentace, může zvýšit účinnost odstraňování některých běžných znečišťujících látek až o 16,6 % a u nově se objevujících kontaminantů až o 64,3 %. Pokud se vhodné bakterie kombinují přímo s rostlinami, může se účinnost odstraňování zvýšit až o dalších 14,8 %. Jde však převážně o výsledky krátkodobých laboratorních experimentů, jejichž přenos do běžného provozu bude vyžadovat další ověření.
Výzkum upozorňuje také na možná rizika. Některé bakterie schopné rozkládat antibiotika mohou přispívat k šíření genů antibiotické rezistence. Vědci proto zkoumají způsoby, jak mikroorganismy bezpečně využívat a současně kontrolovat jejich chování v prostředí. Perspektivní je například jejich zachycení na vhodných nosných materiálech, které brání vyplavování a pomáhají udržovat jejich aktivitu v potřebném místě.
Ochrana vody začíná prevencí a pokračuje účinným čištěním
Všechny tři studie společně ukazují, že ochrana vodních zdrojů vyžaduje propojení několika přístupů. Dlouhodobě přetrvávající PFAS potřebují důslednější sledování a omezení jejich úniků do prostředí. U léčivých přípravků je nutné posuzovat nejen jejich účinnost pro pacienty, ale také dopady na vodní organismy a celé ekosystémy. A tam, kde už znečištění vzniká, mohou vedle konvenčních technologií najít uplatnění také přírodě blízké metody čištění založené na spolupráci rostlin a mikroorganismů.
Voda totiž není jen prostředím, kterým znečištění odtéká. Je také místem, kde se jednotlivé látky setkávají, přeměňují a někdy i dlouhodobě hromadí. Čím lépe budeme rozumět jejich původu, chování a vzájemnému působení, tím účinněji můžeme chránit zdroje, na kterých závisí lidské zdraví i fungování přírodních ekosystémů.
Zdroje a další informace:
































