Kolik vody na Zemi je znečištěno?

Nezávislá skupina vědkyň a vědců z českých i zahraničních výzkumných institucí odpovídá na vaše dotazy. Některé odpovědi pak sdílí i na sociálních sítích Facebook, Instagram, Threads, Bluesky a zde na Médiu.

Děkujeme za všechny otázky, jsou velmi zajímavé a týkají se jednoho z nejdůležitějších ekologických témat dnešní doby. Zkusíme na ně postupně odpovědět.

Přesné množství (procento) znečištěné vody je těžké určit, protože znečištění se liší regionálně a závisí na mnoha faktorech. Odhady naznačují, že významná část světových vodních zdrojů je nějakým způsobem znečištěna.

Množství znečištěné vody stoupá s rostoucí světovou populací a průmyslovým rozvojem. Urbanizace (rozšiřování měst) a zemědělství také přispívají ke zvýšenému znečištění vodních zdrojů, zejména v rozvojových zemích.

Podle organizace UNICEF (Dětský fond Organizace spojených národů, OSN) je v současné době nedostatkem čisté pitné vody ohrožen každý třetí člověk a závadná voda si ročně na světě vyžádá 20krát více dětských životů než války [1].

Podle zprávy Světového vodního rozvojového programu OSN z roku 2018 se očekává, že do roku 2050 bude téměř 6 miliard lidí trpět nedostatkem čisté vody [2]. Tento nedostatek je důsledkem rostoucí poptávky po vodě (stejné i menší zdroje musí uspokojit čím dál více lidí) a snižováním dostupnosti kvalitních vodních zdrojů vlivem klimatické změny a nárůstu znečištění vody. Znečištění vody se tak stává stále vážnějším problémem, který vyžaduje naši okamžitou pozornost a akci.

Typů znečištění vody je celá řada, nejčastěji rozlišujeme znečištění:

Chemické – toto znečištění zahrnuje chemikálie jako pesticidy (prostředky proti škůdcům), herbicidy (na hubení plevele), těžké kovy (např. olovo, rtuť), ropné produkty a průmyslové chemikálie. Tyto látky se do vody mohou dostat z průmyslových odpadů, zemědělství nebo úniků z ropných tankerů.

Biologické – tento typ znečištění je způsoben mikroorganismy, jako jsou bakterie, viry nebo paraziti. Do vody se nejčastěji dostávají z odpadů při znečištění vody splašky, trusem nebo odpadky. K přemnožení bakterií dochází i při nedostatečném přečištění pitné vody.

Fyzikální – zahrnuje pevné částice, jako je sediment (usazeniny), plastový odpad a jiné pevné látky, které mohou pocházet z eroze (rozrušování) půdy, stavebních prací nebo odpadků.

Radioaktivní – v tomto případě je znečištění způsobeno radioaktivními látkami, které mohou pocházet z jaderných elektráren, nemocnic a laboratoří nebo vojenských aktivit.

Tepelné – je posledním typem znečištění vody a více si o něm povíme v následujících odstavcích.

Tepelné znečištění vody je problém, který může mít vážné důsledky pro vodní ekosystémy. Dochází k němu, když je do vodních těles vypouštěna voda s výrazně odlišnou teplotou. Nejčastěji se jedná o vypouštění teplé vody z průmyslových provozů či elektráren, ale může jít i o vypouštění studené vody z přehradních nádrží.

Vypouštění příliš teplé vody může vést k úhynu vodních organismů, narušení jejich fyziologie (často má vliv na rozmnožování větších i menších živočichů) a k rozvracení celých společenstev. Zvýšená teplota navíc urychluje růst mikroorganismů, které spotřebovávají prvky důležité pro život (kyslík, dusík, fosfor). Ty pak ve vodě chybí. Ryby (ale i další organismy) se pak kvůli nedostatku kyslíku mohou i udusit.

Přemnožení mikroorganismů může být velice nebezpečné i pro člověka – např. v případě bakterií kmene Cyanobacteria, u nás známých jako sinice, může dojít k uvolňování jedovatých a alergenních látek do vody. V letních měsících je tak důležité sledovat kvalitu vody v koupalištích a jiných vodních tělesech.

Teplejší voda také zvyšuje biologickou dostupnost kovů a jedovatých látek pro živé organismy. Tyto látky se pak usazují v tělech vodních rostlin a živočichů. Pokud tedy např. ryby žijí v tepelně znečištěné vodě, je velmi pravděpodobné, že v jejich tělech najdeme větší množství znečišťujících a jedovatých látek, které se pak konzumací mohou dostat do našich těl.

Jedním z příkladů ekologické havárie způsobené vypouštěním teplé vody byl masivní úhyn ryb v zálivu Biscayne na Floridě v létě 1968. Elektrárna Turkey Point používala mořskou vodu k chlazení generátorů a vypouštěla ji zpět do zálivu, ovšem ohřátou o 10–15 °C. Zvýšení teploty způsobilo pokles rozpuštěného kyslíku ve vodě a následné udušení a úhyn velkého množství mořských organismů.

Méně častým, ale rovněž závažným problémem je vypouštění studené vody z přehradních nádrží. K tomu dochází v některých regionech během léta a na podzim, kdy je vypouštěna voda z přehrad pro zavlažování. Pokud je odebírána ze spodních vrstev nádrže, může být až o 10 °C chladnější než voda v řece.

Následky tohoto „studeného znečištění“ jsou pozorovatelné i stovky kilometrů od místa vypouštění a jsou podobné jako u znečištění teplou vodou – úhyn organismů, zpomalení růstu a rozmnožování nebo narušení potravních řetězců.

Prevence tepelného znečištění spočívá v zodpovědném nakládání s odpadním teplem a vodou odlišné teploty. U teplé vody je řešením její ochlazení před vypuštěním, například v chladicích věžích. U studené vody z nádrží lze znečištění předejít přimícháváním teplejší vody nebo odběrem vody z vyšších, teplejších vrstev nádrže. Důležitá je také volba vhodného místa a způsobu vypouštění vody s ohledem na místní podmínky a citlivost ekosystémů.

Možností, jak vodu vyčistit, je celá řada. Bohužel ne všechny jsou univerzálně použitelné a také mnohdy neřeší problém znečištění ze všech úhlů. Znečištěná voda totiž málokdy představuje problém jen sama o sobě, ale znamená spíše katastrofu velkého měřítka.

Kromě „pouhé“ závadnosti vody je se znečištěním také spojeno ničení celých ekosystémů, úhyn mnoha (nejen vodních) organismů, znečištění půd atd. Často tak nejde jen o vyčištění vody od škodlivin, ale o nápravu mnohem větších škod. Pokud je to tedy možné, zaměřujeme se u čištění vod na metody, které se snaží k problému přistupovat ekologicky a nenarušit křehkou rovnováhu ještě víc.

Mezi nejpoužívanější metody patří:

Fytoremediace (složené z řeckého fyton – rostlina a latinského remedium – náprava, lék) – využívá se schopnosti některých rostlin pohltit a hromadit znečišťující látky z vody a půdy. Rostliny pomocí svých kořenů přijímají znečišťující látky, které jsou následně ukládány v jejich tkáních, nebo je rostlina dokonce umí zpracovat a využít pro svůj vlastní metabolismus. Pro takovéto účely je možné využít některé běžné vodní rostliny – např. rákos, orobinec, vrbu nebo topol.

Bioremediace – princip je podobný fytoremediaci, jen se využívá mikroorganismů (bakterií a hub), které mají přirozenou schopnost rozkládat organické znečišťující látky. Mikroorganismy rozloží tyto látky a použijí je jako zdroj uhlíku a energie, čímž je přeměňují na méně toxické nebo zcela netoxické látky.

Umělé mokřady – napodobují procesy probíhající v přirozených mokřadech. Voda protéká systémem, kde je filtrována přes vrstvy štěrku a písku a čištěna kombinací fyzikálních, chemických a biologických procesů (usazování částic na dně, filtrace, zachytávání, rozklad mikroorganismy, příjem rostlinami). Tato metoda vyžaduje výstavbu nádrže, která bude vyplněna pískem a štěrkem a bude osídlena specifickými druhy rostlin a mikroorganismů [5].

Písková filtrace – voda protéká přes vrstvu písku, kde dochází k mechanické filtraci. Písek zachycuje nerozpuštěné látky a větší částice. Na povrchu zrn písku se také tvoří vrstva mikroorganismů (tzv. biofilm), které rozkládají organické znečištění.

Využití polopropustných membrán – principem této metody je opět filtrace, která však probíhá na speciálním materiálu. Ten propouští jen některé látky, znečišťující látky zachytává. U této metody musíme vědět, čím je voda znečištěna, abychom zvolili správný typ membrány. Mnohdy je tato filtrace ještě doplněna o další druh čištění.

Snad jsme takto na vaše otázky odpověděli. Ke znečištění vody by se toho dalo napsat mnohem více. Je to téma velmi široké, složité a bohužel pro všechny z nás bude čím dál naléhavější, pokud se o vodní zdroje nebudeme náležitě starat.

Je tedy trošku na každém z nás, jak se situace bude vyvíjet a zda se nepříznivé předpovědi naplní. Nezbývá než doufat, že nebude tak zle. Důležité je o této problematice mluvit a podnikat i malé kroky ke zlepšení. Může se zdát, že chování jednoho člověka nic nezmění, ale pokud se začne chovat jinak a zodpovědně několik miliard lidí, změna bude určitě znát.

Pro Zeptej se vědce odpovídali Jakub a Karolína

doc. RNDr. Jakub Trubač, Ph.D. a Mgr. Karolína Fizková, Ústav geochemie, mineralogie a nerostných zdrojů, Přírodovědecká fakulta UK

Odbornou revizi poskytla Ing. Kristýna Kantnerová, Dr. sc. ETH Zürich, Ústav analytické chemie, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze (VŠCHT Praha)

Odpověď editovali Luděk Vašta a Hedvika Šimková

[1] https://www.unicef.cz/znecistena-voda-zabiji-20krat-vice-deti-nez-valky/

[2] https://www.unwater.org/publications/world-water-development-report-2018/

[3] https://www.arcadia.com/blog/causes-effects-thermal-pollution

[4] Fytoremediace a možnosti její aplikace (dostupné z: http://www.vedakolemnas.cz/miranda2/m2/sys/galerie-download/VKN_64WEB.pdf)

[5] https://doi.org/10.3390/w2030530

Projekt Zeptej se vědce propojuje vědeckou a nevědeckou veřejnost. Máte-li na vědce nějaký dotaz, zeptejte se nás na webu nebo sociálních sítích Facebook, Twitter, Instagram či Bluesky. Líbí se vám naše příspěvky? Budeme rádi, když podpoříte naši činnost: darujme.cz/projekt/1209422