Řešení globálních problémů s vodou vyžaduje bezpečné předpisy a inovativní řešení opětovného využití vody

V souvislosti s růstem světové populace, industrializací a oteplováním roste zájem o zásoby čisté vody. V důsledku toho se konverzace o opětovném využití vody, které byly dříve nové a specifické, stávají stále více mainstreamovými a tyto postupy se ukazují jako nedílná součást globálních a lokálních strategií pro zabezpečení vody.

Pokročilé čištění odpadních vod a opětovné využití pro zavlažování v zemědělství, průmyslové procesy a pitnou vodu představuje řešení pro doplnění ubývajících zásob sladké vody. Úspěšná navigace a realizace systémů opětovného využívání vody však vyžaduje součinnost mezi různými politikami, přísnými předpisy, různými agenturami, různým veřejným míněním a jedinečnými regionálními geografickými a klimatickými podmínkami.

Důvěra veřejnosti v úpravu vody se soustředí na předpisy o kvalitě vody. Tyto směrnice, přizpůsobené konkrétním regionům a jejich jedinečným problémům, stanovují přípustné úrovně široké škály kontaminantů ve všech kategoriích vody a zajišťují, aby každá kategorie splňovala bezpečnostní normy nezbytné pro zamýšlené použití. Veřejnost tomu dobře rozumí v souvislosti s konvenčně upravenou sladkou vodou pro pitné účely, ale toto téma se stává nejasným, když se aplikuje na čištění odpadních vod pro nepitné i pitné opětovné použití.

Aby bylo zajištěno dodržování předpisů a umožněna rychlá reakce v případě odchylek, je nutné nepřetržité monitorování kvality vody v reálném čase. Monitorovací programy obvykle vyžadují analýzu široké škály parametrů, včetně:

• Mikrobiální indikátory, jako jsou fekální koliformní bakterie a další bakteriální indikátory, které měří účinnost dezinfekčních procesů při odstraňování škodlivých patogenů.
• Chemické kontaminanty, včetně těžkých kovů, pesticidů, léčiv a vedlejších průmyslových produktů.
• Estetické parametry, jako je zákal, barva, chuť a zápach. Tyto charakteristiky sice přímo nevypovídají o zdravotním riziku, ale mohou ovlivnit souhlas veřejnosti, zejména pokud jde o opakovaně používanou vodu.

S rozšiřujícími se aplikacemi a předpisy pro opětovné využití vody se agentury stále více spoléhají na pokročilé technologie, jako je mikrofiltrace, ultrafiltrace, reverzní osmóza, pokročilé oxidační procesy a ultrafialová dezinfekce, které odstraňují i ty nejodolnější kontaminanty. Konkrétní kombinace použitých technologií se řídí kvalitou zdrojové vody, zamýšleným využitím upravené vody a regulačními požadavky daného regionu.

Mezinárodní organizace, jako je Světová zdravotnická organizace a Mezinárodní asociace pro vodu, poskytují pokyny a pomáhají rozvíjet osvědčené postupy pro opětovné využívání vody. Převedení těchto pokynů do vymahatelných směrnic je však obvykle vyhrazeno národním a regionálním orgánům.

Předpisy týkající se nepřímého opětovného využití pitné vody (IPR) a přímého opětovného využití pitné vody (DPR) patří k nejrychleji rostoucím tématům v celosvětovém vodohospodářském prostředí. IPR zahrnuje čištění odpadních vod a jejich následné vtláčení do přirozeného vodního rezervoáru, jako je nádrž povrchové vody nebo podzemní vodonosná vrstva, před jejich odběrem a úpravou na pitnou vodu. Oproti tomu DPR vyžaduje úpravu podle norem pro pitnou vodu, protože produkt je zaváděn přímo do veřejných vodovodů.

Bez zprostředkujícího nárazníku IPR vyžaduje DPR technologicky vyspělejší čištění, aby odpadní voda splňovala normy pro pitnou vodu. A přestože poskytuje nejvyšší úroveň využití vody, DPR často naráží na značný odpor veřejnosti kvůli psychologickému rozporu s konzumací vody pocházející přímo z odpadních vod. V reakci na tyto a další obavy zavádějí země, jako jsou Spojené státy, které rozšiřují programy povolování DPR, přísné vícestupňové systémy čištění. Tyto systémy obvykle zahrnují kombinaci pokročilých technologií úpravy vody spolu s dalšími ochrannými opatřeními, jako je filtrace aktivním uhlím, která odstraňuje stopové kontaminanty.

Oproti tomu IPR jde nepřímější cestou, která vyžaduje záměrné a kontrolované vypouštění vyčištěných odpadních vod do environmentální nárazníkové zóny. To umožňuje, aby proběhly přirozené filtrační a biodegradační procesy, které vodu dále čistí, než je vytěžena, upravena na normy pro pitnou vodu a distribuována pro veřejnou spotřebu. Ačkoli se IPR setkává s menšími problémy při přijímání veřejností díky přirozenému nárazníku mezi odpadní vodou a pitnou vodou, vyžaduje přísné předpisy pro vypouštění odpadních vod a přísné postupy pro hospodaření s podzemní vodou.

Regiony s přirozeně suchým nebo polosuchým klimatem - včetně Austrálie, Namibie, Kataru, Izraele a některých částí jihozápadu USA - úspěšně začlenily projekty IPR do svých strategií hospodaření s vodou. Tyto typy regionů mají často dobře zavedenou infrastrukturu pro recyklaci vody a těží z přirozených filtračních procesů, které jsou vlastní jejich geologickým formacím. Protože je však jejich dlouhodobá údržba složitější, jsou programy IPR často považovány za vstupní bránu k DPR.

Vliv geografie a klimatu přesahuje rámec předpisů IPR a DPR a hraje klíčovou roli při utváření politik opětovného využívání vody po celém světě. Regiony s nedostatkem vody, zejména ty, které se potýkají s chronickým suchem nebo omezenými zdroji sladké vody, často z nutnosti uplatňují aktivnější přístup k opětovnému využívání vody.

Například Singapur - ostrovní stát s omezenou rozlohou a zdroji sladké vody - čelí existenčnímu nedostatku vody. Proto je tato země průkopníkem v oblasti vysoce čištěné regenerované odpadní vody, která výrazně převyšuje normy pro pitnou vodu, jež se vyskytují kdekoli na světě. Přestože je vyčištěná voda ihned po vyčištění bezpečná pro pití, většina vyčištěné vody se mísí se zdroji povrchové vody, aby se zachovala přirozená rovnováha minerálů.

Austrálie také dobře zná problémy s omezeným množstvím sladké vody, a proto má jedny z nejpokročilejších a nejkomplexnějších předpisů pro opětovné využívání vody na světě. Zatímco každý australský stát a území prosazuje regionální směrnice, australská Národní iniciativa pro vodu poskytuje zastřešující rámec, který podporuje udržitelné hospodaření s vodou, včetně opětovného využívání vody. Předpisy jsou přizpůsobeny konkrétním aplikacím a potenciálním rizikům. Například na opětovné využívání vody pro zavlažování se vztahují méně přísné požadavky než na opětovné využívání pitné vody.

Západoaustralská společnost Water Corporation provozuje několik úspěšných projektů IPR, v rámci kterých se do vodonosných vrstev před těžbou vtláčí vysoce vyčištěná odpadní voda, která se dále upravuje pro pitné účely. Austrálie si rovněž uvědomuje potenciál IPR a vypracovala přísné pokyny pro jeho zavádění a používání, které vyžadují pokročilé technologie čištění a rozsáhlé monitorování, aby byla zajištěna kvalita pitné vody.

Ve Spojených státech se postupy opětovného využívání vody značně liší. Zatímco státy s nedostatkem vody, jako je Kalifornie a Arizona, které se potýkají s opakujícími se suchy a rostoucím počtem obyvatel, jsou v západním světě lídry v zavádění IPR a brzy i DPR, jiné regiony tyto postupy zatím nepřijímají. Zásadní význam pro jejich širší zavádění má proto vývoj regulačních rámců založených na stávajících pokynech americké Agentury pro ochranu životního prostředí. Realizátoři se navíc rychle učí, že pro úspěšné rozšíření programu jsou nezbytné osvětové kampaně, které zdůrazňují bezpečnostní a udržitelné prvky opětovného využívání vody.

Evropa s podobně rozmanitými geografickými podmínkami a dostupností vody představuje celou řadu postupů opětovného využívání vody. Jihoevropské země jako Španělsko a Itálie, které čelí nedostatku vody v důsledku změny klimatu a požadavkům zemědělství, aktivně zkoumají a realizují projekty opětovného využití vody, zejména pro účely zavlažování. Mezi severními státy s historicky bohatými vodními zdroji však zatím nevznikla výrazná potřeba měnit tradiční přístupy k hospodaření s vodou. Nicméně rámcová směrnice Evropské unie o vodě, která podporuje udržitelné postupy hospodaření s vodou, postupně zvyšuje zájem a investice do technologií opětovného využívání vody na celém kontinentu.

Ačkoli se řídící orgány zabývají především sledováním kvality vody z hlediska ochrany lidského zdraví a životního prostředí, v posledních letech se objevily i další cíle monitorování. Mezi ně patří sběr údajů o patogenech v odpadních vodách, který byl užitečným nástrojem během pandemie COVID-19 v roce 2020 pro sledování jejího šíření. V přijímajících komunitách to poskytlo včasné varování před vypuknutím nemoci a pomohlo identifikovat nové varianty.

Analýzou vzorků odpadních vod na přítomnost specifických patogenů - včetně virů, bakterií a prvoků - mohou zdravotníci získat důležité informace o šíření a závažnosti ohnisek nemocí. Tento přístup, označovaný jako epidemiologie založená na odpadních vodách, pomáhá identifikovat nově vznikající ohniska tím, že sleduje pohyb patogenů v komunitách, a pomáhá tak informovat o cílených intervencích v oblasti veřejného zdraví.

Absence univerzálních regulačních směrnic pro opětovné využívání vody představuje jak výzvu, tak příležitost. Mezinárodní organizace, jako je Světová zdravotnická organizace a Mezinárodní asociace pro vodu, sice vypracovávají pokyny pro osvědčené postupy a šíří vědecky podložené rámce, které podporují opětovné využívání vody a udržitelnost, ale odpovědnost za jejich provádění nakonec nesou vlády jednotlivých národních států a regionů.

Podpora programů opětovného použití - zejména v oblasti IPR a DPR - vyžaduje podporu souhlasu veřejnosti prostřednictvím transparentní komunikace a komplexních vzdělávacích kampaní. Tyto snahy musí řešit obavy veřejnosti, důsledně vysvětlovat procesy úpravy a zdůrazňovat environmentální přínosy opětovného využívání vody, aby se získala podpora pro tyto stále důležitější strategie hospodaření s vodou.

Bezpečnost vody vyžaduje adaptivní soulad a rovnováhu mezi technologickým rozvojem a pevnými regulačními rámci. Účinné zvládnutí složitostí vznikajícího vodního prostředí bude vyžadovat spolupráci na globální a regionální úrovni a společný závazek k udržitelnosti vodního hospodářství.