PROJEKT QJ1220346
EMISE A JEJICH DOPAD NA VODNÍ PROSTŘEDÍ VYHODNOCENÍ DOPADU EMISÍ NA VODNÍ PROSTŘEDÍ V PILOTNÍCH POVODÍCH
Petr Vyskoč, Hana Prchalová, Pavel Rosendorf, Alena Kristová, Tomáš Mičaník, Jitka Svobodová, Vít Kodeš, Jiří Picek a kol.
Poskytovatel podpory: Ministerstvo zemědělství ČR
1
Číslo výtisku:
Praha, prosinec 2013
PROJEKT QJ1220346
EMISE A JEJICH DOPAD NA VODNÍ PROSTŘEDÍ VYHODNOCENÍ DOPADU EMISÍ NA VODNÍ PROSTŘEDÍ V PILOTNÍCH POVODÍCH
Petr Vyskoč, Hana Prchalová, Pavel Rosendorf, Alena Kristová, Tomáš Mičaník, Jitka Svobodová, Vít Kodeš, Jiří Picek a kol.
Praha, prosinec 2013
počet stran 16 2
Název a sídlo organizace: Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v.v.i. Podbabská 30, 160 00 Praha 6
Ředitel: Mgr. Mark Rieder
Poskytovatel podpory: Ministerstvo zemědělství ČR
Zahájení a ukončení úkolu: duben 2012 – prosinec 2014
Místo uložení zprávy: SVTI VÚV TGM, v.v.i.
Náměstek ředitele pro výzkumnou a odbornou činnost: Ing. Petr Bouška, Ph.D.
Vedoucí odboru: Ing. Aleš Zbořil
Hlavní řešitel: Ing. Petr Vyskoč
Spoluřešitelé: VÚV TGM, v.v.i.: RNDr. Hana Prchalová, Mgr. Pavel Rosendorf, Ing. Alena Kristová, Ing. Tomáš Mičaník, RNDr. Jitka Svobodová, Ing. Petr Tušil, Ph.D., MBA, Ing. Jiří Picek, Ing. Pavel Richter, RNDr. Renata Filippi, Mgr. Silvie Semerádová, Ing. Martin Durčák, Ing. Marie Kozlová, Ing. Jan Brabec, Ing. František Sýkora, Mgr. Daniel Fiala, Mgr. David Rozman Povodí Vltavy, státní podnik: Ing. Jaroslav Beneš ČHMÚ: RNDr. Vít Kodeš
3
1.
ÚVOD ..............................................................................................................................5
2.
PILOTNÍ POVODÍ............................................................................................................5
3.
PODKLADY .....................................................................................................................5 3.1.
Použitá vstupní data ................................................................................................ 5
3.2.
Chybějící data ......................................................................................................... 6
4.
POSTUP HODNOCENÍ ...................................................................................................6
5.
VÝSTUPY HODNOCENÍ .................................................................................................8
6.
PŘÍLOHY ........................................................................................................................9 6.1.
Přehled rizikových látek v pilotních povodích........................................................... 9
6.2.
Databáze vyhodnocení emisí v pilotních povodích .................................................10
6.2.1.
Tematický rozsah................................................................................................10
6.2.2.
Vyhledávání údajů v mapovém prohlížeči ...........................................................14
4
1. ÚVOD Jedním z nejvýznamnějších vlivů působících na stav vod jsou emise znečišťujících látek. Znečišťující látky pocházejí z různých činností a z různých zdrojů, a dostávají se do vodního prostředí různými cestami. Výsledný dopad těchto emisí na jakost povrchové vody je ovlivňován jednak vlastnostmi znečišťujících látek a jednak jejich chováním v jednotlivých složkách životního prostředí. Také způsoby vnosu jsou pro různé látky velmi rozdílné jak v ploše povodí, tak v čase. Vyhodnocení dopadu emisí na stav vod tak představuje řešení komplexního problému, jehož pochopení a řešení je nezbytné pro aplikaci účinných opatření k dosažení dobrého stavu vod a obecně jejich udržitelného a efektivního užívání. V této souvislosti přijalo Ministerstvo zemědělství ČR v rámci programu zemědělského aplikovaného výzkumu a experimentálního vývoje Komplexní udržitelné systémy v zemědělství 2012 – 2018 k podpoře společný projekt Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka, v.v.i., a státního podniku Povodí Vltavy QJ1220346 Emise a jejich dopad na vodní prostředí, jehož cílem bylo vytvoření technických nástrojů (metodika a software) pro hodnocení dopadu emisí na stav vod a ověření těchto nástrojů na pilotních povodích. Materiál popisuje vyhodnocení dopadu emisí na vodní prostředí v pilotních povodích: aplikované postupy, použitá (a chybějící) vstupní data a dostupnost výsledků vyhodnocení v účelové geodatabázi.
2. PILOTNÍ POVODÍ Jako pilotní povodí byla pro účely ověření metodiky a pomocného programového vybavení zvolena dílčí povodí ve správě státního podniku Povodí Vltavy, tj. dílčí povodí Horní Vltavy, Berounky, Dolní Vltavy a dílčí povodí ostatních přítoků Dunaje. S ohledem na nedostatek některých vstupních dat, byly dílčí metodické postupy ověřovány i na lokalitách mimo uvedená dílčí povodí (viz dále).
3. PODKLADY Při hodnocení byla využita data z evidencí a registrů vedených pro potřebu veřejné správy na celostátní úrovni a rovněž výstupy některých výzkumných projektů aplikovatelné v celostátním měřítku. Využita byla data z rozsahu let 2006 až 2011.
3.1. Použitá vstupní data Při hodnocení byly využity údaje z následujících datových sad: Integrovaný registr znečištění: úniky látek do ovzduší (§ 3 zákona č. 25/2008 Sb., a nařízení vlády 450/2011 Sb.). MŽP. Data za referenční období 2009 až 2011. Integrovaný registr znečištění: přenosy látek v odpadních vodách a úniky látek do vody (§ 3 zákona č. 25/2008 Sb., a nařízení vlády 450/2011 Sb.). MŽP. Data za referenční období 2009 až 2011. Základní údaje předávané znečišťovatelem vodoprávnímu úřadu, správci povodí a pověřenému odbornému subjektu“ (§ 38 zákona č. 254/2001 Sb.). MŽP, CENIA. Data za referenční rok 2011. Evidence vypouštění vod pro potřeby sestavení vodní bilance (§ 22 zákona č. 254/2001 Sb., a vyhláška č. 431/2004 Sb., vyhláška č. 391/2004 Sb.). Povodí Vltavy, s.p. Data za referenční období 2009 až 2011. Majetkové a provozní evidence vodovodů a kanalizací: část kanalizace a ČOV (§ 5 zákona č. 274/2001 Sb., a vyhláška č. 428/2001 Sb.). MZe. Data za referenční rok 2011. Počet obyvatel obcí a částí obcí. ČSÚ. Data k roku 2001. 5
Definiční body částí obce (dílů). ČSÚ. Data k roku 2012. Správní členění ČR. Hranice obcí a katastrálních území. ČÚZK, 2011. Krajinný pokryv: Corine Land Cover. EEA, MŽP, CENIA. Data vyhodnocená v roce 2006. Základní báze geografických dat (ZABAGED). ČÚZK. Integrovaný informační systém evidence půdy dle uživatelských vztahů (LPIS). MZe, Produkce dusíku od hospodářských zvířat. VÚRV, v.v.i., analýza pro potřeby Nitrátové směrnice, data z roku 2011. Plochy odvodnění zemědělských půd. Původní data ZVHS. Hodnoty specifického odtoku ve vybraných povodích., Hydrologické poměry Československé socialistické republiky, díl III. HMÚ, 1970. Eroze půdy a transport sedimentu na území ČR. FSv, ČVUT v Praze, Zpracování z roku 2009. Systém evidence kontaminovaných míst MŽP, ProGeo. Data k září 2013. Hodnoty přirozeného pozadí podzemních vod. VÚV TGM v.v.i., Výstupy z projektu 2011. Koncentrace znečišťujících látek v podzemních vodách ze sítě ČHMÚ. Data k roku 2013. Seznam útvarů podzemních vod, závislých na podzemních vodách. VÚV TGM v.v.i., Výstupy z projektu 2013. Informační systém kvality ovzduší (ISKO). Atmosférická depozice. ČHMÚ. Data za referenční rok 2011. Informační systém kvality ovzduší (ISKO). Znečištění ovzduší. ČHMÚ.Data za referenční rok 2011. Biomonitorovací průzkum – vegetace (chemické analýzy lesních bokoplodých mechů). VÚKOZ, v.v.i. Data za referenční roky 2005/2006.
3.2. Chybějící data V dílčích povodích ve správě státního podniku Povodí Vltavy nebyly (částečně nebo zcela) k dispozici následující údaje •
Údaje o průtoku v reprezentativních profilech vodních útvarů v době sledování jakosti povrchových vod.
•
Údaje o dlouhodobém průměrném průtoku a 330denním průtoku v některých závěrných profilech útvarů povrchových vod.
4. POSTUP HODNOCENÍ Postup hodnocení dopadu emisí v pilotních povodích odpovídal postupům uvedeným v příslušné metodice, s dále uvedenými výjimkami. Identifikace rizikových látek Podle postupu uvedeného v metodice bylo v pilotních povodích identifikováno celkem 30 rizikových látek. Jejich seznam je uveden v příloze 6.1. Plnění environmentálních cílů bylo posouzeno vzhledem k údajům ze sledování jakosti a stavu povrchových vod a to: •
údajům ze situačního a provozního monitoringu povrchových vod v matrici „voda“ v letech 2006-2008 (státní podnik Povodí Vltavy, VÚV TGM, v.v.i., a ZVHS; údaje byly poskytnuty centrálně z IS Arrow ČHMÚ); 6
•
údajům ze situačního a provozního monitoringu povrchových vod v matrici „voda“ v letech 2009-2011 v dílčích povodích ve správě státního podniku Povodí Vltavy;
•
údajům z monitoringu povrchových vod v matricích makrozoobentos, ryby a plůdek v letech 2007-2011 v rozsahu ČR (IS Arrow, ČHMÚ);
•
údajům z monitoringu povrchových vod v matrici sedimenty v letech 2007-2011 v rozsahu ČR (IS Arrow, ČHMÚ).
V případě prioritních látek byly jako rizikové uvažovány látky jejichž přenosy v odpadních vodách a úniky do vody byly v v pilotních povodích evidovány v IRZ v letech 2009-2011. Identifikace rizikových útvarů povrchových vod Jako rizikový útvar byl uvažován útvar povrchových vod, kde hrozí riziko nedosažení environmentálních cílů. Rizikové vodní útvary byly pro daný ukazatel/látku primárně identifikovány podle vyhodnocení monitoringu v reprezentativních profilech vodních útvarů. Pokud byly environmentální cíle pro ukazatel v celém posuzovaném období plněny, byl útvar identifikován jako „nerizikový“, v opačném případě jako „rizikový podle vyhodnocení monitoringu“. Pro hodnocení byly použity údaje z monitoringu v reprezentativních profilech vodních útvarů v matrici „voda“ v letech 2009-2011. V případě, že ukazatel/látka nebyla v reprezentativním profilu monitorována, byla rizikovost určena podle výskytu potenciálních zdrojů znečištění v (mezi)povodí vodního útvaru. Útvar byl pro ukazatel vyhodnocen jako „rizikový podle výskytu zdrojů znečištění“ pokud splnil některou z následujících kritérií: •
V (mezi)povodí vodního útvaru je povoleno vypouštění odpadních vod s obsahem látky.
•
V (mezi)povodí vodního útvaru je povoleno vypouštění odpadních vod z komunálních ČOV s projektovanou kapacitou větší než 20 000 EO u ukazatelů/látek: adsorbovatelné organicky vázané halogeny, rtuť a její sloučeniny – rozpuštěné, kadmium a jeho sloučeniny – rozpuštěné; vypouštění odpadních vod z komunálních ČOV s projektovanou kapacitou větší než 100 000 EO u ukazatelů/látek: 4nonylfenol, 4-(1,1′,3,3′-tetramethylbutyl)-fenol, di(2-ethylhexyl)ftalát, kyselina 1,3iaminopropantetraoctová, kyselina ethylendiamintetraoctová a kyselina nitrilotrioctová.
•
Podíl uměle přetvořených povrchů v (mezi)povodí útvaru větší než 15 % u ukazatelů/látek: adsorbovatelné organicky vázané halogeny, rtuť a její sloučeniny – rozpuštěné, kadmium a jeho sloučeniny – rozpuštěné, uhlovodíky C10-C40 a polycyklické aromatické uhlovodíky.
•
Podíl plochy orné půdy v (mezi)povodí vodního útvaru větší než 50 % pro látky používané jako pesticidy.
•
V mezipovodí útvaru se nacházejí kontaminovaná místa s nadlimitními koncentracemi látky.
Při aplikaci těchto kritérií byly využity údaje o přenosech látek v odpadních vodách a jejich vypouštění do povrchových vod evidované v IRZ (2009-2001), základní údaje předávané znečišťovatelem vodoprávnímu úřadu, správci povodí a pověřenému odbornému subjektu na základě § 38 zákona č. 254/2001 Sb., (2011), údaje z evidence vypouštění vedené pro sestavení vodní bilance (2009-2011), údaje majetkové a provozní evidence vodovodů a kanalizací (2011), údaje systému evidence kontaminovaných míst (údaje k roku 2012) a databáze krajinného pokryvu projektu CORINE Land Cover. Analýza dopadu emisí Analýza sledovaných koncentrací a průtoků v povrchových vodách
7
Vzhledem k tomu, že v reprezentativních profilech monitoringu vodních útvarů nebyly k dispozici údaje o průtoku v době sledování jakosti, byla příslušná část metodiky ověřena na jiných profilech (včetně profilů mimo povodí Vltavy) a nad údaji za období let 2006 – 2008. Analýza zdrojů a cest znečištění Analýza (rizika) vstupu látek do povrchových vod atmosférickou depozicí, vypouštěním do povrchových vod, ze zemědělské činnosti prostřednictvím půdy a vstupů látek přes podzemní vody (včetně kontaminovaných míst a přirozeného původu) byla zpracována podle postupů uvedených v metodice hodnocení dopadu emisí (verze 1.0). Vzhledem k zaměření řešení pilotních povodí především na ověření metodických postupů a vytvářeného programového vybavení byly v rozsahu celého povodí Vltavy aplikovány postupy, při kterých lze zpracování v celostátním měřítku automatizovat pomocí technologií IT. Možnosti využití dalších údajů (např. data PRVKÚK) byly ověřeny pouze lokálně. Vyhodnocení významnosti zdrojů a cest znečištění Významnost zdrojů a cest znečištění byla určena podle navržených metodických postupů. Výjimkou byla aplikace posouzení vnosů znečištění vzhledem k maximálním přípustným koncentracím a 330dennímu průtoku, kde nebyl k v rozsahu celého povodí k dispozici dostatek vstupních dat. Postup byl ověřen pouze lokálně.
5. VÝSTUPY HODNOCENÍ Vstupní údaje i výsledky hodnocení dopadu emisí v pilotních povodích byly integrovány do účelové geodatabáze (geografická data byla uložena ve formátu „shape file“ popisná data v RDBMS Oracle). Vybrané údaje databáze (výsledky vyhodnocení a vstupní data, u kterých podmínky jejich použití umožňují publikaci) jsou zpřístupněny prostřednictvím mapového prohlížeče na internetových stránkách VÚV TGM, v.v.i., http://heis.vuv.cz/projekty/emisevoda v oddílu „Interaktivní databáze“. Postup pro vyhledávání dat je součástí nápovědy k mapovému prohlížeči, stručný popis je uveden v příloze 6.2.
8
6. PŘÍLOHY 6.1. Přehled rizikových látek v pilotních povodích Tabulka 9.1. Určení rizikových látek v povodích ČR. Riziko podle monitoringu: G – bez rizika, M – lokálně riziková, P – celostátně riziková, U – nelze hodnotit. Riziková látka, prioritní látka, výskyt přenosů/úniků do vody v evidenci E-PRTR : x – ano Látka/ukazatel Acetochlor a jeho metabolity Arsen benzo[a]pyren benzo[b]fluoranthen benzo[ghi]perylen benzo[k]fluoranthen di(2-ethylhexyl)ftalát (DEHP) Dimethachlor dusík amoniakální dusík dusičnanový Fluoranthen fosfor celkový halogeny adsorbovatelné organicky vázané Hliník chlorpyrifos (chlorpyrifos-ethyl) indeno[1,2,3-cd]pyren Isoproturon kadmium a jeho sloučeniny kyselina ethylendiamintetraoctová MCPA (včetně esterů atd.) Metabolity alachloru nikl a jeho sloučeniny olovo a jeho sloučeniny Pyren rtuť a její sloučeniny Terbuthylazine a jeho metabolity trichlorbenzeny (TCB) Uran Zinek Železo
CAS No. 34256-82-1 7440-38-2 50-32-8 205-99-2 191-24-2 207-08-9 117-81-7 50563-36-5 7727-37-9 7727-37-9 206-44-0 7723-14-0
Prioritní výskyt v Riziko z látka E-PRTR monitoringu M x M x P x U x U x U x G M P P x P x P x
7429-90-5 2921-88-2 193-39-5 34123-59-6 7440-43-9 60-00-4 26544-20-7 7440-02-0 7439-92-1 129-00-0 7439-97-6 5915-41-3 234-413-4 7440-61-1 7440-66-6 7439-89-6
9
x x x
x
x x
x x
x
x
x x
P M G U M M M M P G M P M M U M M P
Riziková látka x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x
6.2. Databáze vyhodnocení emisí v pilotních povodích 6.2.1. Tematický rozsah Tematický rozsah mapového prohlížeče je patrný z obsahu připojené legendy. Data jsou rozdělena do několika základních částí: •
vyhodnocení zdrojů a cest
•
zdroje znečištění
•
složky prostředí
•
správní členění
•
podkladové mapy
Výstupy hodnocení vlivu emisí obsahuje část vyhodnocení zdrojů a cest, která je rozdělena na část vyhodnocení významnosti zdrojů a cest pro jednotlivé látky v rizikových útvarech (viz obrázek 6.1 a 6.2) a část „mezipovodí vodních útvarů a jejich charakteristiky“ (viz obrázek 6.3). Část „zdroje znečištění“ obsahuje údaje o zdrojích znečištění, včetně údajů o (charakteristikách) množství vypouštěných látek (viz např. obr. 6.4). Část „složky prostředí“ obsahuje údaje o charakteristikách např. půd, horninového prostředí a podzemních vod relevantních pro hodnocení dopadu emisí (viz např. obr. 6.5 až 6.7). Popisem zdrojů znečištění a cest, kterými se znečišťující látky dostávají do povrchových vod,
Obr. 6.1. Rizikové látky v mezipovodí útvaru.
10
Obr. 6.2. Vyhodnocení významnosti zdrojů a cest pro rizikové látky v mezipovodí útvaru.
11
Obr. 6.3. Charakteristiky mezipovodí vodního útvaru. 12
Obr. 6.4. Provozovny s přenosy a úniky látek do vody.
6.5. Podíl základního odtoku v mezipovodí útvarů.
13
Obr. 6.6. Charakteristiky půdního prostředí: eroze půd a hodnoty pH.
Obr. 6.7. Horninové složení a hodnoty přirozeného pozadí látek v podzemních vodách.
6.2.2. Vyhledávání údajů v mapovém prohlížeči Podrobná nápověda k mapovému prohlížeči je dostupná pod ikonou „i“ na řádku „mapový prohlížeč“. Mapový prohlížeč může pracovat ve třech režimech („ajax“, „java“, „html“), pro přístup k databázi hodnocení emisí je doporučen režim „java“. Dále jsou popsány základní funkce. Jednotlivé geografické vrstvy jsou uvedeny v legendě vlevo od mapového okna. Vrstva se zobrazí po zaškrtnutí okénka vlevo od jejího popisu. Po kliknutí na název vrstvy v legendě 14
(název se modře podbarví), zvolení ikonky „i“ na horní liště mapového okna a kliknutí na příslušné místo na mapě se zobrazí tabulky s připojenými popisnými údaji (viz obr. 6.8).
Obr. 6.8. Výběr tématické vrstvy, objektu na mapě a zobrazení popisných údajů Objekty (mezipovodí útvarů, místa vypouštění voda pod.) lze z databáze vybírat i podle hodnot jejich popisných charakteristik. Po vybrání příslušné vrstvy v legendě (viz výše), kliknutí na ikonku „dalekohled“ na horní liště mapového okna se zobrazí dialogové okno pro zadání podmínek výběru (viz obr. 6.9).
Obr. 6.9. Výběr objektů podle hodnot jejich popisných charakteristik. Objekty lze vybírat rovněž podle vzájemné polohy. V databázi lze například vybrat bodové zdroje znečištění nacházející se v mezipovodí určitého vodního útvaru. V legendě se 15
postupně kliknutím myší na název a držením klávesy „Ctrl“ vyberou jednotlivé vrstvy zdrojů znečištění (provozovny s úniky látek, místa vypouštění odpadních vod, kontaminovaná místa), jako poslední se vybere vrstva mezipovodí vodních útvarů. Nad legendou se zvolí jako grafický dotaz „průnik s aktivní vrstvou“ a klikne se do mapy na příslušné mezipovodí vodního útvaru. V horní části zobrazené tabulky s údaji o vodním útvaru jsou uvedeny odkazy na tabulky s údaji o vybraných zdrojích znečištění nacházejících se v mezipovodí vybraného vodního útvaru (viz obr. 6.10).
Obr. 6.10. Výběr objektů podle vzájemné polohy.
16
