Prof. Wanner vystudoval Technologii vody na VŠCHT Praha a tomuto oboru zůstává věrný celý život. Zaměřil se na využívání biologických procesů pro čištění odpadních vod. Jeho zkušenosti z provozu regeneračních zón vedly k vytvoření metody bioaugmentace nitrifikace in situ, která je dnes používána na více než 40 čistírnách OV v ČR s celkovou kapacitou přes 4 miliony ekvivalentních obyvatel. Za aplikaci genových sond pro sondy pro identifikaci důležitých vláknitých mikroorganismů, posléze i nitrifikačních baktérií a baktérií akumulujících fosforečnany byl v r. 1995 oceněn Körberovou Cenou pro evropskou vědu. Od roku 2008 se výzkumné aktivity jeho skupiny zaměřily na technologie umožňující opětovné využívání vyčištěných odpadních vod jako náhradu říční nebo pitné vody.
Nyní, v době koronavirové krize, se opět začínají objevovat informace o prohlubujícím se suchu. Je to opravdu tak vážné?
Suchem se zabývám více než 15 let. Začali jsme v době, kdy si ho ještě nikdo neuvědomoval. První vlnu sucha v tomto tisíciletí jsme zažili v roce 2003, rok po velké povodni. V roce 2007 nastala menší vlna sucha a v té době už jsme si říkali, že je s ním potřeba něco dělat. Další vlna sucha přišla v roce 2014 opět po povodních z roku 2013. A s menší úlevou trvá doteď. Po 6 letech sucha máme nyní dle údajů Českého hydrometeorologického ústavu srážkový deficit celého jednoho roku, průměrně chybí 700 mm srážek. Na první pohled to pro českého spotřebitele vidět není, protože k tzv. socioekonomickému suchu (dopadu sucha na kvalitu života, pozn. redakce) jsme se díky sofistikovanému vodnímu hospodářství nedopracovali. Každý rok pozorujeme hydrologické sucho, kdy se dá suchou nohou projít přes Labe v Ústí nad Labem, také sucho zemědělské, kdy je vidět rozpraskaná půda a uschlé plodiny.
Proč je ještě neprojevilo zmíněné socioekonomické sucho?
Hlavním důvodem jsou zásoby podzemní vody, které ale kvůli suchým zimám také trpí. Velkou roli hraje také moudrost našich předků, kteří budovali obrovské přehrady. Želivská nádrž, tedy nádrž Švihov, vybudovaná v 70. letech, svou obrovskou kapacitou 7 m3/s je schopna zásobovat vodou celou pražskou aglomeraci a část Středočeského kraje. A nyní se bude propojovat i s jihočeskou vodovodní soustavou založenou na nádrži Římov. A to je to, co nyní děláme jako jedno z největších opatření proti socioekonomickému suchu. Například Severočeské vodovody a kanalizace jsou schopné vodu přepojovat z jednoho konce kraje na druhý, podobná situace je na severní Moravě.
Vláda podporuje propojování bývalých krajských systémů, protože se předpokládá, že i při déle trvajícím suchu v některém regionu, jinde voda bude a bude možné ji přečerpat. Díky tomuto propojování obyvatelstvo zatím nepocítilo problém se zásobováním vodou, a přestože místní malé vodovody vyschly, tak do vodojemů v noci velké vodárenské společnosti přivážely cisterny vody.
Zdá se, že víc letos nenaprší. Co s tím?
Nejen, že více nenaprší, ale pokud naprší, tak přijde přívalový déšť a lokální povodně. Nyní je v parlamentu novela vodního zákona, který bude obsahovat „suchou hlavu“. K mému velkému rozčarování ale tato hlava ochrany proti suchu obsahuje jen administrativní úkony, což znamená, že v případě sucha zasednou komise a budou vydávat příkazy a zákazy. Očekával jsem více, například principy cirkulárního hospodaření s vodou, protože jen příkazy a zákazy vodu nevyrobí.
V roce 2015 byly v mnohých oblastech odtoky z čistíren jediné stabilní zdroje vody a menší potůčky by bez nich vyschly. To nás přivedlo k výzkumným projektům, které by pomohly znovu využít vodu, která již jednou byla použita. Stávající čistírny jsou schopny produkovat vodu v takové kvalitě, aby ji bylo možné vypouštět do řeky.
V odpadních vodách stoupá množství nově se objevujících kontaminantů neboli „contaminants of emerging concern“. Po chemické stránce jsou to rezidua léků, nelegálních drog a hormony. Pokud budeme chtít vodu vracet, tak se musíme domluvit k jakému účelu. A pokud by se vody vracely tak, že by rezidua kontaminantů vadila, tak se musíme domluvit i na technologii a financování jejich odstraňování.
První zemí v Evropě, která se rezidui kontaminantů ve vodě zabývá v čistírenské praxi, je Švýcarsko. Připravilo nejen zákon, ale i vytipovalo 12 vzorových látek a postavilo technologie, které je odstraní z 80 procent. Financováno je to z federálního fondu, přičemž i regionální čistírny se na tom musí podílet, a výsledek je takový, že každý švýcarský občan zaplatí za rok o 9 franků více.
Jediná věc, kterou se nepodařilo v celoevropském právu prosadit, je desinfekce odtoků. Vycházíme z toho, že současné technologie jsou schopny většinu patogenů zlikvidovat, ale není tam pojistka „Co kdyby“.
Jaké metody desinfekce jsou dnes možné?
Desinfekce je pro opětovné používání vody nezbytná. Zkoušeli jsme různé metody. Při chloraci je podezření na vznik chlorderivátů organických látek, nyní se používá tehdy, pokud to doporučí hygienický úřad v případě epidemie. Základní stupeň, který se začíná prosazovat, je využití UV zářivky, u kterého ale hrozí, že UV záření poškodí DNA, kterou jsou některé mikroorganismy schopny po čase obnovit. Existují i komerčně vyráběné peroxoorganické kyseliny, které mají výhodu, že jsou schopné buňky zničit úplně. Pokud se ovšem recyklovaná voda bude skladovat, tak UV záření samo o sobě nestačí a musí se zajistit i kyselinou peroxomravenčí nebo peroxooctovou, aby se organismy už nemohly znovu množit.
Máme v českém právu legislativu, která by řešila využití recyklované vody?
Ne, nemáme. V Evropské unii jsou země, které vodu recyklují již léta a vytvořily si své národní předpisy. Typicky Španělsko, Portugalsko, Itálie, Kypr, které kdyby vodu nerecyklovaly, tak jim zkolabuje hospodářství. Pokud si nyní koupíte zeleninu z těchto zemí, tak si můžete být jisti, že byla z velké části zavlažovaná nebo rovnou hydroponicky pěstovaná v recyklované vodě. Jak sucho postupuje na sever, zasahuje další země, např. Maďarsko nebo i Německo. V rámci jednotného trhu musí být i jednotné evropské předpisy a od roku 2018 je návrh nařízení, které bude součástí právního systému všech členských zemí, tedy i České republiky, a budeme se moci o toto nařízení opřít.
Základem nařízení je myšlenka, dle mého názoru velice správná, že technologie úpravy recyklované vody se musí řídit účelem použití. Účel definuje uživatel, který obdrží vodoprávní povolení na nakládání společně s výrobcem recyklované vody. A na obou partnerech bude, aby se domluvili na místě předání, přičemž výrobce nebude ručit za to, jak uživatel vodu použije, a na druhou stranu uživatel nebude zodpovídat za to, jak výrobce vodu upraví.
Vzniknou 4 kategorie recyklované odpadní vody A až D, přičemž nejvyšší kategorie A bude určena pro pěstování potravin i hydroponicky a voda kategorie D bude postačovat k zavlažování technických a energetických plodin.
Letos začínáte řešit nový projekt z programu HORIZON 2020 „Dosahování širšího používání chytrých řešení ve vodním hospodářství“ (Achieving wider uptake of water smart sollutions (WIDER UPTAKE). Čím se v něm budete zabývat?
Tento projekt, samozřejmě navazující na předchozí projekty, by měl prokázat, jakou technologii potřeba použít pro výrobu recyklovaných vod jednotlivých kategorií. V ČR je specifická situace, jelikož oba orgány zabývající se vodou (Ministerstvo zemědělství ČR a Ministerstvo životního prostředí ČR – pozn. red.) razí zásadu, že je v republice vody dost a že zemědělství nikdy nebude potřebovat zavlažovat vyčištěnou vodou. V přímém kontrastu s tím jsou prohlášení Agrární komory ČR, která tvrdí, že v republice je možná v průměru vody dost, ale u nás v místě není a za rohem máme čistírnu odpadních vod, od které bychom recyklovanou vodu mohli brát. O toto bude ještě bitva.
Co nám ministerstva jsou ochotná tolerovat, je závlaha městské zeleně recyklovanou vodou. Sám pro sebe si říkám, jaká je absurdita, když ve vodní nádrži Švihov máme vysoce kvalitní vodu, navíc je na ní vodárna se super moderní technologií, takže Pražákům teče z kohoutku křišťálová studánka, a oni s ní pak myjí silnice, zalévají v parku trávu, po které běhají psi, a splachují záchody.
V rámci projektu budeme mít na Císařském ostrově část pozemku, kde vybudujeme pokusná pole, která budeme zavlažovat vltavskou vodou, odtokem z čistírny, a pak odtoky upravené různými technologiemi. Na rostlinách budeme sledovat, jak prosperují a také jaké znečišťující látky se v nich mohou kumulovat. Před dvěma lety jsme již dělali experimenty s pěstování zeleniny a potvrdili jsme si, že i rostliny mají vybudované bariéry a ne všechno, co je ve vodě, se do nich dostane. Sledovali jsme běžných 40 léčiv a jediná látka, která se do pokusných ředkviček významněji dostala, je gabapentin, což je antiepileptikum. Do půdy se látky dostaly, ale v rostlinách již byla jejich koncentrace zanedbatelná.
Ve Vašem projektu bude spolupracovat řada států. Jak se mezi nimi liší užívání odpadní vody?
V projektu jsou Norové, Nizozemci, Italové a také zástupci z Ghany. V Ghaně je zalévání odpadní vodou velký hit, jelikož jsou velkým producentem zeleniny, kterou by chtěli dovážet i do Evropy. Zdá se ale, že kontaminanty tam nebudou tak velký problém, protože léky jsou v Ghaně drahé a hormonální antikoncepce z náboženských důvodů zakázaná. V Evropě ale problém s těmito látkami je a budeme se jimi zabývat. Univerzita v Palermu se bude zabývat využitím pro zemědělské účely.
V Nizozemí na odpadní vodu nahlíží jako na zdroj nutrientů, protože obsahuje hodně dusíku a fosforu. Osobně si myslím, že těžit dusík z odpadních vod je zbytečné, protože je ho po zvládnutí syntézy amoniaku ze vzdušného dusíku dost. Naopak, fosforu je nedostatek a v rámci EU existuje doporučení jeho znovuzískání z odpadních vod. Obrovským problémem je jeho nízká koncentrace v odpadních vodách, pouze 4 až 6 mg na litr, a ještě jeho část využijí bakterie v čistírnách. V současné době se zbytkový fosfor sráží železitými solemi, ale o vzniklý fosforečnan železitý není v zemědělství zájem. Tak tímto se budou zabývat kolegové z Nizozemí.
Další cestou je vysrážení fosforu ve vyhnívacích věžích ve formě struvitu, což by ale znamenalo v čistírnách vybudovat malou chemickou výrobu, a ještě poté struvit čistit od těžkých kovů. Např. v Německu je nařízeno, že čistírny nad 50 tis obyvatel musí vysrážet 80 % fosforu, který přiteče, jenomže pro tento produkt zatím není odbyt.
S jakým týmem budete na projektu pracovat?
Sestavili jsme skupinu lidí, která bude sledovat chemickou stránku, včetně analýzy léčiv, nedílnou součástí je i sledování bakteriologické kvality vody. A poučeni poslední historií se chceme zabývat i viry. Existují prokazatelné studie, že nemocní SARS-CoV-2 vylučují do odpadních vod. Identifikace virální RNA je poměrně jednoduchá, ale v odpadní vodě je spousta jiného genetického materiálu a je nutné izolovat genetický materiál viru. Proto bychom chtěli spolupracovat s Výzkumným ústavem veterinárního lékařství v Brně, který tuto analytiku má zvládnutou. Rádi bychom ale spolupracovali i s kolegy z naší školy.
Ve světě se nyní hledá způsob detekce viru v odpadních vodách a možnost odhadu počtu nakažených z koncentrace v odpadních vodách, stejně jako se nyní analyzují v odpadních vodách nelegální drogy. Detekce viru nebyla prvotním záměrem, ale pokud ve škole zvládneme metodiku, budu rád. Dokonce sdružení vodovodů a kanalizací SOVAK ČR dělá první vzorkovací sérii odpadních vod z nejzasaženějších oblastí. Přítomnost virální RNA se dá prokázat, ale nedá se zjistit, zda je vir ještě nebezpečný, nebo ne. Jednoznačně je to ale nepřímý indikační prvek.
Budeme spolupracovat také s Katedrou zdravotního a environmentálního inženýrství ČVUT Praha, profesor Pollert, který mimo jiné navrhuje slalomářské kanály, nám pomůže s rozstřikováním vody. Protože potřebujeme odpadní vodu i plochu pro experimentální pole, tak je naším partnerem Pražská vodohospodářská společnost, majitel nové čistírny na Císařském ostrově. Budeme testovat typické reprezentanty městské zeleně, keříky, malé stromky, květiny a trávu, tak potřebujeme i zahradníky. Na políčko nesmí ani pršet, a tak naši kolegové stavaři vymýšlejí zastřešení polykarbonátem. Ještě řešíme, co se stane, pokud bude dlouho mrznout.
Myslíte, že Češi jsou připraveni akceptovat používání recyklované vody, když ani odborníci z ministerstva tomu nejsou nakloněni?
Projekt má velký potenciál na veřejnost pozitivně zapůsobit, musíme lidem vysvětlit, že odpadní voda není nebezpečná. Vím i o případech ze zahraničí, kdy byly projekty kvůli tlaku veřejnosti zastaveny. Např. Austrálie v 90. letech trpěla enormním suchem a už tenkrát byly připravovány dvojí rozvody vody. Situace byla tak kritická, že se uvažovalo i o dotování zdrojů pitné vody zasakováním recyklované vody do podzemí. Ale v roce 2000 začalo v Austrálii pršet a projekty stály. V roce 2010 se projekty znovu obnovily a začaly realizovat. Například v Perthu se míchají typy vody, aby měli zdroj pro pitnou vodu.
Aglomerace San Diego v jižní Kalifornii trpí nedostatkem vody, dokonce odvětvili i část řeky Colorado a měli připravenu řadu zasakovacích nádrží pro odpadní vodu z čistíren. Kolem roku 2000 přišlo období, kdy bylo vody dost, a tak se vše zastavilo. Sucho se ale vrátilo a nyní asi 60 % vody v této oblasti zasakují.
Špičkou je Las Vegas, kde je 80 % vody ve vodovodu i ve fontánách recyklovaných. A jde jen o to včas dát lidem na vědomí, že je to jedna z možností, že se kvalita vody garantuje a že je prováděno verifikační a provozní sledování. I v Česku máme řadu projektů využívajících recyklovanou vodu, ale protože nemáme právní předpis, tak se o nich nemluví, protože je jejich použití postaveno „na vodě“.
K moři se letos pravděpodobně nedostaneme. Mohou se lidé bezpečně koupat v řekách?
Koupat se v řekách pod velkými městy není úplně nejlepší nápad, především po dešti ne. A to z důvodu, že většina českých i evropských měst má kanalizaci z počátku dvacátého století. Stavěly se jednotné kanalizace, kdy jedna trouba odváděla dešťovou vodu i splašky. A když zaprší, tak je srážkových vod mnohem více než splaškových, a tak naši předci přijali kompromis, že po určité délce troubu otevřeli, udělali dešťový přepad a odlehčovací komorou vypustili vodu do řeky. V Praze je odlehčovacích komor na 140 a vlastních dešťových výustí skoro 500. Takže když zaprší, tak se může část obsahu stok vylít do řeky. Komory se nyní vybavují měřáky a do budoucna se na nich vytvoří nádrže, které se vyčerpají zpět do kanalizace, až voda opadne.