Limitní hodnoty obsahů rizikových prvků a perzistentních organických polutantů v sedimentech

V polovině roku 2009 vyšla v platnost dlouho očekávaná vyhláška upravující aplikaci vytěžených rybničních a říčních sedimentů na zemědělskou půdu (vyhláška č. 257/2009 Sb. – více v samostatném článku). Předmětem tohoto příspěvku je vysvětlení tvorby limitních hodnot rizikových prvků a látek, které byly do vyhlášky navrženy.

Je zcela logické, že existence jakýchkoliv limitních hodnot v právních předpisech je výsledným kompromisem několika zúčastněných stran. Také v tomto případě tomu není jinak, dohody muselo být dosaženo mezi představiteli dvou hlavní zájmových skupin. Zatímco zástupci povodí nebo majitelé vodních nádrží mají zájem na pokud možno co nejméně komplikovaném nakládání se sedimenty, které musí být periodicky těženy, zástupci ochrany zemědělského půdního fondu se pak brání zejména vstupu sedimentů s nízkou hnojivou hodnotou a zvýšenými obsahy rizikových prvků (RP) a perzistentních organických polutantů (POP) do zemědělských půd. Relevantní jsou přitom argumenty obou stran.
Je pravda, že sedimenty vznikají dominantně z erodovaných půdních částic, a proto by měly být na půdu opět vráceny. Na druhé straně však je nutno souhlasit s tím, že dochází ke zvýšenému vstupu RP a POP do řek a vodních nádrží, a to především z odpadních vod, smyvů ze zastavěných ploch, odpadů odhozených přímo do koryt či nádrží apod. Fakt, že právě půdy v oblastech našich nivních pásem (půdní typ fluvizem) jsou našimi nejvíce znečištěnými půdami, byl potvrzen např. sledováním Výzkumným ústavem meliorací a ochrany půdy v. v. i. (VÚMOP), a Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský (ÚKZÚZ). Požadavek na sledování kvality sedimentů, aplikovaných zpět na zemědělskou půdu, je proto zcela opodstatněný.

Rozsah sledovaných polutantů
V legislativě ochrany zemědělského půdního fondu (vyhláška č. 13/1994 Sb., kterou se upravují některé podrobnosti ochrany zemědělského půdního fondu) jsou zakotveny limitní hodnoty pro RP a POP. Jedná se o takové prvky nebo organické sloučeniny, u kterých byla prokázána významná rizika, ohrožující nejenom složky životního prostředí, ale přímo i lidské zdraví. Vyhláška č. 257/2009 Sb. určuje pro sedimenty širší spektrum sledovaných polutantů ze skupiny POP (BTEX, suma polycyklických aromatických uhlovodíků, suma sedmi indikačních kongenerů polychlorovaných bifenylů – PCB7, suma DDT a suma uhlovodíků C10 – C40, indikujících ropné znečištění) než například vyhláška č. 382/2001 Sb., o podmínkách použití upravených kalů na zemědělské půdě, ve znění vyhlášky č. 504/2004 Sb. (PCB7, AOX). Seznam POP sledovaný v sedimentech je logicky obdobný, jako ve vyhlášce č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu, ve znění vyhlášky č. 341/2008 Sb. DDT je pak v sedimentech limitováno na základě poznatků o stále přetrvávající zátěži DDT a metabolitů jeho rozpadu v našich zemědělských půdách. V oblastech s bývalou intenzivní zemědělskou výrobou jsou jeho koncentrace zvýšené výrazněji, navzdory ukončení používání DDT již v roce 1974.

Velikost limitních hodnot
Pro aplikaci sedimentů na zemědělskou půdu platí obdobný systém limitních hodnot, jako pro aplikaci upravených kalů. Polutanty jsou limitovány pro sediment a zároveň také pro půdu, na kterou má být sediment použit. Důvodem je požadavek, aby do půdy, která je již zatížena RP nebo POP, nevstupovaly další rizikové látky. Limitní obsahy RP a POP v půdě byly odvozeny od jejich tzv. „pozaďových hodnot“, stanovených v zemědělských půdách ČR, původně Podlešákovou a Němečkem /1, 2/ na základě údajů o skutečné zátěži našich zemědělských půd RP a POP. Svrchní mez variability pozadí (background values) odráží zátěž danou přirozeným pozadím (v případě RP především geochemií půdotvorných substrátů) a průměrnou rozptýlenou antropogenní zátěží (primárně určující obsahy POP).
Tyto návrhy byly po korekci navrženy jako tzv. preventivní hodnoty k účelu možné novelizace vyhlášky č. 13/1994 Sb. /3/. V návrhu je uvedeno, že překročení preventivního limitu signalizuje zvýšenou antropogenní zátěž zemědělské půdy a vymezuje tak hodnoty, limitní z hlediska aplikace upravených kalů, sedimentů nebo dalších látek s potenciálně zvýšenými obsahy polutantů.
Je nutno hodnotit velmi pozitivně přístup tvůrců vyhlášky č. 257/2009 Sb., kteří si byli vědomi nutnosti sjednocení těchto hodnot ve vyhlášce o aplikaci kalů, sedimentů i ochraně ZPF. Proto ani případná novelizace vyhlášky č. 13/1994 Sb. upravující ochranu ZPF nebude v žádném rozporu s oběma uvedenými vyhláškami z hlediska hodnot limitů RP a POP v zemědělských půdách.
Je možné konstatovat, že vlastní hodnoty limitů RP a POP v půdě nebyly při vypracování vyhlášky č. 257/2009 Sb. natolik konfliktní, jako jejich limitní hodnoty v sedimentu, které jsou rozhodující z hlediska možnosti jeho využití na zemědělskou půdu. Ty byly navrženy tak, aby celkový vstup rizikových látek, při aplikaci sedimentů do půdy, byl z bilančního hlediska ještě akceptovatelný.
Přesto, že absolutní hodnoty limitů RP a částečně i POP (PCB7) jsou v sedimentech nižší než například v upravených kalech z čistíren odpadních vod (ČOV), z hlediska vstupu polutantů do půd je ve skutečnosti mnohem benevolentnější vyhláška č. 257/2009 Sb., upravující aplikaci sedimentů, než vyhláška č. 382/2001 Sb., limitující aplikaci upravených kalů. Důvodem je úroveň maximální možné dávky v rámci jedné aplikace, která dosahuje u sedimentu až 750 tun sušiny na hektar jednou za 10 let, zatímco u upravených kalů je to pouze 5 tun sušiny na hektar jednou za 3 roky, tedy něco málo přes 9 tun sušiny na hektar za období 10 roků.
Tak například limitní hodnota pro Cd v sedimentech je pětkrát nižší než limitní hodnota v upravených kalech, ale maximální přípustný vstup Cd do půdy za období 10 let je však u sedimentů až desetkrát vyšší než u upravených kalů.

„Kauza“ arsen
V případě RP byl v rámci návrhu jejich limitních hodnot v sedimentech nejvíce diskutovaný As. Důvodem je hodnota jeho „pozaďových hodnot“ v našich zemědělských půdách stanovená na 20 mg.kg-1, která výrazně převyšuje např. údaje resortu zdravotnictví o bezpečném obsahu As ve většině složek prostředí. Přitom v řadě půdotvorných substrátů jsou koncentrace As ještě vyšší.
Pokud by nebyla hodnota As ve vyhlášce „nastavena“ vzhledem k této skutečnosti, musela by být nezanedbatelná množství sedimentů z aplikace na zemědělskou půdu vyřazena, a to zcela zbytečně. Problematika sedimentů pocházejících ze smyvů půd vyvinutých na podloží s vyššími přirozenými obsahy RP je celkově komplikovaná. Vzhledem k tomu, že vyhláška č. 257/2009 Sb. pracuje pouze s celkovými obsahy RP (pseudototální obsahy ve výluhu lučavky královské), není možné blíže určit podíl mobilních frakcí RP, které jsou určující z hlediska přestupu RP do dalších složek ekosystému a potravního řetězce.
Hodnoty limitů POP zapracovaných do vyhlášky č. 257/2009 Sb. byly odvozeny zejména od vyhlášky č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládkách, dále byly konfrontovány s návrhem limitů POP pro upravené kaly ČOV určené k aplikaci na zemědělskou půdu /4/.

Ekotoxicita
Poměrně novým prvkem ve vyhlášce č. 257/2009 Sb. je zavedení testů ekotoxicity, které může orgán místní samosprávy, rozhodující o povolení aplikace sedimentu na ZPF, nařídit v odůvodněných případech (podezření na kontaminaci sedimentu např. díky existenci nelegální skládky odpadů, podezřelých objektů s možnou kontaminací atd.). Výhodou testů ekotoxicity oproti chemickým analýzám je možnost podchycení jakékoliv toxické zátěže, bez nutnosti detekce konkrétního prvku či sloučeniny.
Je nutné brát v úvahu, že existuje podstatně vyšší množství potenciálně nebezpečných polutantů, ve srovnání s jejich výčtem ve vyhlášce č. 257/2009 Sb. Díky zavedení ISO norem, zejména pro kontaktní testy toxicity, bylo možné vypracovat konkrétní postupy pro potřeby vyhlášky /5/.

Aktuální projekt
V současné době řeší autoři tohoto příspěvku projekt MZe a NAZV (Národní agentura pro zemědělský výzkum), který se zabývá problematikou RP a PO v sedimentech. Výsledky projektu budou sloužit zejména k následné potenciální korekci limitů ve vyhlášce č. 257/2009 Sb. Ambicí projektu není v žádném případě rozšíření seznamu sledovaných polutantů, ale spíše ověření nutnosti sledování polutantů v jejich současném rozsahu daném vyhláškou.
Kromě toho se projekt věnuje problematice RP z hlediska podílu jejich mobilních frakcí. To bude mít dopad na možnost bližšího rozlišení antropogenní a geogenní zátěže sedimentů RP. Projekt se důsledně zabývá i testy ekotoxicity a dopadem aplikace sedimentů na půdní mikrobiální aktivitu.
Na základě existujících výsledků projektu je zřejmé, že kontrola kvality sedimentů z pohledu jejich zátěže je zcela opodstatněná. V rámci databáze ÚKZÚZ byly podchyceny případy extrémně zvýšených obsahů RP v sedimentech (zejména Cd), jejichž aplikace by vedla k závažnému poškození půdy. Ve výčtu POP sledovaných vyhláškou jsou problematická zejména zvýšená množství polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU).
V rámci zahájených experimentů bylo zjištěno, že např. aplikace sedimentů s obsahy PAU těsně nad úrovní povoleného limitu vedla bezprostředně po jejich aplikaci k překročení obsahu PAU v půdě dle vyhlášky č. 13/1994 Sb. Tento poznatek potvrzuje nutnost sledování této problematické skupiny polutantů v sedimentech. Další osud PAU v půdě v průběhu následujících roků bude projektem sledován.
Oproti tomu nebyl prozatím zjištěn žádný případ překročení obsahu BTEX a DDT v testovaných sedimentech (dělené na sedimenty polních, návesních a lesních nádrží). Nelze proto vyloučit, že dojde k návrhu redukce seznamu POP sledovaných zákonem č. 297/2009 Sb. Projekt bude ukončen k 31. 12. 2011.

Literatura
/1/ Němeček J., Podlešáková E., Pastuszková M.: Návrh limitů kontaminace půd perzistentními organickými xenobiotickými látkami pro ČR. Rostlinná výroba, 42, 1996 (2): 49 – 53.
/2/ Podlešáková E., Němeček J., Hálová G.: Návrh limitů kontaminace půd potenciálně rizikovými stopovými prvky pro ČR. Rostlinná výroba, 42, 1996 (3): 119 – 125.
/3/ Sáňka M., Němeček J., Podlešáková E., Vácha R., Beneš S.: Vypracování kritických hodnot obsahů rizikových prvků a organických cizorodých látek v půdě a jejich příjem rostlinami z hlediska ochrany kvality a kvantity zemědělské produkce. Zpráva pro MŽP ČR, říjen 2002, 60 s.
/4/ Vácha R., Horváthová V., Vysloužilová M., Čechmánková J.: Problém perzistentních organických polutantů v čistírenských kalech určených k přímé aplikaci na zemědělskou půdu. Chemické listy, 2007 (101): 811 – 815.
/5/ Hofman J., Vácha R., Kulovaná M.: Ekotoxikologické hodnocení vytěžených sedimentů a tuhých odpadů a legislativní změny. Sborník abstraktů ze symposia Odpadové fórum 2009, Milovy-Sněžné n. Moravě. ISBN 978-80-02-02108-7.

Článek byl vypracován v rámci projektu MZe ČR, č. QH 82083.

Autor:

Doc. Ing. Radim Vácha, Ph.D.
Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v. v. i.
E-mail: vacha@vumop.cz
Dr. Ing. Pavel Čermák
Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský
E-mail: pavel.cermak@ukzuz.cz
RNDr. Jakub Hofman, Ph.D., dr. Ing. Milan Sáňka
Masarykova univerzita Brno
E-mail: hofman@recetox.muni.cz, sanka@recetox.muni.cz