Jak ochránit podzemní vody do kterých jsou vsakovány srážkové vody?

V době prosazování decentralizovaného hospodaření se srážkovými vodami, ať již formou retence a recyklace, nebo za využití vsakování do horninového prostředí, vyvstává otázka kvality srážkových vod.

Zdrojem kontaminace srážkových vod, která je spojena především s tzv. „prvním splachem“, může být jednak suchá depozice spadlá zvláště v průmyslově exponovaných lokalitách na zpevněné plochy a střechy v době bez srážek, jednak některé materiály ze střech včetně klempířských výrobků s neošetřenými kovovými částmi (Cu, Zn).

Jak vyhovět normovým požadavkům na kvalitu vody pro závlahu, respektive ochránit z dlouhodobého hlediska zdroje podzemní vody do kterých jsou srážkové vody vsakovány? Jedním z řešení mohou být sorpční zařízení pro aktivní zachycování polutantů.

Kvalitou srážkové vody obecně se zabývají dva platné technické předpisy: ČSN 75 9010 Vsakovací zařízení srážkových vod a TNV 75 9011 Hospodaření se srážkovými vodami.

Srážkové povrchové vody jsou dle ČSN 75 9010 z hlediska jejich kvality členěny na srážkové povrchové vody přípustné (např. ze zatravněných ploch, ze střech do 200 m², z teras nebo komunikací pro pěší) a na srážkové povrchové vody podmínečně přípustné (např. ze střech nad 200 m², z komunikací pro motorová vozidla, z parkovišť pro motorová vozidla do 3,5 t, z letištních ploch, z komunikací průmyslových areálů apod.).

Také odvětvová norma TNV 75 9011 se zabývá způsoby nakládání se srážkovými vodami odtékajícími z povrchů v urbanizovaném území. Vody podmínečně přípustné mohou být dle této normy vsakovány v podzemních vsakovacích zařízeních po předčištění. Podle očekávané míry znečištění srážkových vod z pozemních komunikací a parkovišť se doporučuje alespoň jednoduché mechanické předčištění a odloučení lehkých kapalin. Při vyšším znečištění jsou doporučovány retenční půdní filtry, popř. filtrace přes adsorpční materiál pro zachycení těžkých kovů.

TNV 75 9011 dále připomíná, že v případě celokovových střech a fasád mohou být koncentrace kovů velmi vysoké, a to zejména na počátku srážkového odtoku. Jedná se o již zmíněný „první splach“. Jeho velikost, tj. objem vody, který můžeme nazývat prvním splachem, je závislá na velikosti a sklonu odvodňované plochy, typu povrchu odvodňované plochy a intenzity srážky. Jak prokázaly testy a laboratorní analýzy provedené v rámci výzkumného úkolu TA04020432[1], koncentrace mědi (Cu) v prvním splachu ze střechy opatřené měděnými klempířskými prvky mohou být až šestkrát větší než koncentrace Cu obsažené v třicátém litru této srážkové vody (viz přiložený graf). Obdobné výsledky ukázalo vzorkování „prvního splachu“ na pozinkovaných střechách.

Pokud má být srážková voda, zachycená v retenčních nádržích, využívána pro zálivku, měla by její kvalita odpovídat platné ČSN 75 7143 Jakost vod: Jakost vody pro závlahu.

V následující Tabulce 1 jsou porovnány požadované koncentrace vybraných polutantů dle této normy s  hodnotami, zjištěnými v rámci zmíněného výzkumného projektu.

Tabulka1

Vody podmínečně vhodné pro závlahu jsou dle normy použitelné pro závlahu za předpokladu stanovení zvláštních podmínek, v závislosti na stupni a charakteru znečištění, místních podmínkách, způsobu závlahy apod. Vody nevhodné pro závlahu jsou použitelné k závlaze pouze po takové úpravě, která zajistí kvalitu vody vhodné či podmínečně vhodné.

Uvedená data prokázala zvýšení koncentrací těžkých kovů v souvislosti s materiálem střech (lokalita Zbraslav či Velké Popovice) nebo lokální znečištění suché depozice (NEL), v daném případě v blízkosti mezinárodního letiště (lokalita Praha – Ruzyně). Na všech sledovaných lokalitách došlo ke snížení kvality srážkové vody pod normové hodnoty.

Řešením přečištění srážkových vod ze střech rodinných domů, zachycených za účelem zálivky, bude výsledek projektu TA04020432, kterým je užitným vzorem chráněný čistící systém SORBHEND^â. Jeho podstata spočívá ve trojstupňové úpravě srážkové vody. První stupeň mechanicky odděluje „první splach“ z obsluhované střechy od zbytku srážky, která může být dále použita bez úpravy. Smyslem oddělovače je zabránit zbytečnému promývání aktivních částí systému a snižování jejich životnosti. Druhou část tvoří zařízení pro záchyt NEL, které je integrováno do třetí části systému, cílené na záchyt těžkých kovů pomocí speciálního kompozitového sorpčního materiálu. Hydraulické i sorpční vlastnosti systému byly v rámci výzkumného projektu úspěšně testovány v laboratorních, poloprovozních i provozních podmínkách (viz následující obrázky).

Výsledky testování obsahu Zn na vstupu a výstupu ze systému SORBHEND v provozním režimu na lokalitě s pozinkovanou střechou jsou uvedeny v Tabulce 2.

Tabulka2

Výsledná podoba druhé a třetí části systému SORBHEND je zachycena na následujících obrázcích.

Funkce vyvinutého systému spočívá v řízeném průtoku zpracovávaného prvního splachu přes sypané zrnité kompozitové lože aktivního materiálu. Ten je ukládán do vyjímatelné vložky uložené a fixované na těsnicí liště. Prostor pod vyjímatelnou vložkou slouží k akumulaci případně se vyskytujícího kalu. Kromě armatur k usměrnění toku a výpusti kalu je systém dále vybavený obtokem.

Kompozitový aktivní materiál byl v rámci zmíněného výzkumného úkolu selektován směrem k dosažení maximálního účinku ve smyslu rychlého odstranění přítomné kontaminace, dlouhé životnosti a kapacity a k nízkým pořizovacím nákladům.

Vyvinutý systém z hlediska konstrukce zohledňuje svou flexibilitou, modularitou a univerzálností kriteria pro bezproblémový a bezobslužný provoz, s přihlédnutím k minimálním zásahům při výměně aktivního materiálu po uplynutí doby jeho životnosti a čištění. Zároveň splňuje požadavky na vysokou účinnost odstranění cílových látek.

Autor: RNDr. Pavel Špaček (CHEMCOMEX Praha, a.s.), Ing. Jiří Hendrych PhD. (VŠCHT v Praze)