Metodika stanovování emisních limitů kombinovaným způsobem Ivan Nesměrák ivan_nesmerak@vuv.cz Výzkumný ústav vodohospodářský T.G.Masaryka, veřejná výzkumná instituce Přednáška se konala 24. dubna 2008

Dvě části přednášky 1. Metodika stanovování emisních limitů kombinovaným způsobem 2. Stanovení příčinku plošných a difúzních zdrojů znečištění

1. Metodika stanovování emisních limitů kombinovaným způsobem

Alternativní názvy první části přednášky: Metodika stanovování emisních limitů sdruženým způsobem Aplikace emisně-imisního způsobu Kombinovaný/sdružený způsob podle čl.10 RS znamená: 1. Článek se vztahuje jak na bodové tak na difúzní zdroje znečištění 2. Musí být respektovány jak emisní tak imisní standardy

Legislativní východiska Kombinovaný způsob je dán: § 38 odst 5 zákona č. 254/2001 Sb. o vodách: Vodoprávní úřad je vázán ukazateli stavu v toku, emisními a imisními standardy, které stavoví vláda nařízením. § 6 odst. 11 nařízení vlády č. 61/2003 Sb ve znění nařízení vlády č. 229/2007 Sb: „Vodoprávní úřad stanoví v povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových emisní limity kombinovaným přístupem tak, aby imisní standardy uvedené v tabulce 1 přílohy č. 3 k tomuto nařízení byly dosaženy nejpozději do 22. prosince 2015“ (podle čl. III nařízení vlády č. 229/2007 Sb. od 1. ledna 2010). Kombinovaný způsob je vysvětlován: v příloze III k Metodickému pokynu.

Jak při kombinovaném způsobu postupovat? Máme k dispozici 4 možné postupy: 1. Provést regionální řešení jedním výpočtem pro celou republiku nebo celé povodí. 2. Provést největší možné zjednodušení - vybrat z celé sítě vodních toků 1 vodní útvar a předpokládat, že na přítoku do útvaru jsou dodrženy imisní standardy a útvar vyřešit tak, by na odtoku byly také dodrženy imisní standardy. 3. Rezignovat na regionalitu problému nebo na vodní útvary a požadovat dodržení imisních standardů pod místem vypouštění odpadních vod. Při tom předpokládat, že nad vypouštěním je imisní standard splněn. 4. Simulační modelování (např. Monte Carlo).

Návrh postupu podle Metodického pokynu Navržená metodika výpočtu emisních limitů kombinovaným způsobem je kombinací dvou postupů: principu skládačky (puzzle) a řešení celého povodí nad zájmovým profilem. Princip skládačky pracuje s vodními útvary a vychází z předpokladu, že požadovaný imisní standard je dodržen na horním konci vodního útvaru a požaduje se jej dodržet i na dolním konci. Princip skládačky umožňuje vyjmout jeden vodní útvar a provést pro něj separátní řešení. Pracuje se bilančním způsobem - neuvažuje se samočištění, ale počítá s plošnými a difúzními zdroji.

Výpočty se provádějí pro průměrný stav: - průměrné roční množství odpadních vod, - průměrné roční množství vypouštěných látek, - průměrný roční průtok v toku, - imisní standardy jsou vyjádřeny jako roční průměr, - emisní standardy jsou vyjádřeny jako roční průměr, - vypočtený emisní limit je vyjádřen jako roční průměr. Přepočty imisních a emisních standardů na roční průměry: - imisní standardy jsou přepočteny v Metodickém pokynu v tabulce 4, - emisní standardy se vyjadřují jako roční, průměry; pro hlavní ukazatele jsou uvedeny v Metodickém pokynu. Nejpřísnější možné požadavky se rovnají nejlepším dostupným technikám a technologiím (§6 odst.11 NV).

Zásada výpočtu Hodnota látkového odnosu (v g/s) nějakým zájmovým profilem se rovná součtu příčinku bodových zdrojů p(SBZ) a příčinku plošných a difúzních zdrojů znečištění p(PPDZ) do tohoto profilu. Protože neuvažujme samočištění rovná se příčinek bodových zdrojů znečištění do zájmového profilu přímo hodnotě SBZ. Hodnotu příčinku plošných a difúzních zdrojů znečištění musíme vypočítat (některou metodou) nebo převzít z nějaké tabulky hodnot. Hodnotu imisního standardu musíme dosáhnout snížením jak bodových tak plošných a difúzních zdrojů znečištění a to stejným dílem. Nejdříve musíme vyřešit přítoky a pak můžeme řešit hlavní tok.

Možnosti použití skládanky Řešení jednoho izolovaného vodního útvaru: platí bilanční rovnice (1) Qdolní,j*Xj = Qhorní,j*(Cimis,j-1-p(PPDZ)j-1) + SBZj,k (2) Qhorní,j = Qdolní,j-1 (3) Xj + p(PPDZ)j Ł Cimis,j platí rovnice pro sumu přípustného zatížení (4) SBZpříp,j,k = (Cimis- p(PPDZ)dolní)*Qdolní,j - (Cimis - p(PPDZ)horní)*Qhorní,j (5) SBZpříp,j,k = (Cimis- p(PPDZ)dolní)*(Qdolní,j - Qhorní,j) (6) ß = SBZpříp,j,k : SBZj,k

Řešení celého povodí (přísnějších požadavků)

Řešení celého povodí (přísnějších požadavků) Řešení se provádí pro celé povodí nad zájmovým profilem (úsekem vodního toku). Pro tento profil (úsek) je třeba mít k dispozici měření jakosti vody C a průtoků Q a znát imisní požadavek Cpož. Pro povodí nad profilem je třeba znát bilanci vypouštěného znečištění ze všech bodových zdrojů znečištění a. Předpokladem výpočtu je, že na požadovaném snížení zatížení toků se budou podílet jak bodové zdroje, tak plošné a difúzní zdroje stejným dílem. Možnosti řešení: - zjistit nutné snížení b1 k dosažení imisního požadavku Cpož (Cimis) - stanovit snížení odpovídající BAT b2 a zjistit odpovídající koncentraci v zájmovém profilu CBAT.

Postup řešení: 1. Vypočtou se látkové odnosy LOi z jednotlivých hodnot průtoků Qi a koncentrací Ci. 2. Pro současnost se vypočte regresní rovnice (1). (1) LO-a= B*Q-D/Q 3. Zjistíme hodnotu b1 (pro dosažení Cpož); hodnota b1 se vypočte z rovnice (2) (2) b1=LOpož/LOprům=g*Qprům*Cpož/LOprům 4. Zjistíme hodnotu b2 (při aplikaci BAT) z rovnice (3) (3) b2=SBZBAT/SBZ 5. Vypočteme jednotlivé hodnoty LOpož,i a LOBAT,i z rovnic (4) a (5)

(4) LOpož,i=b1*LOi (5) LOBAT,i=b2*LOi 6. Vypočtou se hodnoty Cpož,i a CBAT,i z rovnic (6) a (7) a jejich průměrné hodnoty (6) Cpož,i=LOpož,i/Qi (7) CBAT,i=LOBAT,i/Qi 7. Průměrná hodnota vypočtená z Cpož,i se musí rovnat imisnímu požadavku Cpož 8. Průměrná hodnota vypočtená z LOBAT,i je průměrná hodnota koncentrace, kterou dosáhneme při aplikaci BAT. 9. Zjistíme relaci mezi oběma průměrnými hodnotami.

2. Způsob stanovení p(PPDZ) z konfrontace bilance vypouštěného znečištění a látkového odnosu

Způsoby stanovení PPDZ a p(PPDZ) 1. Stanovení PPDZ „analytickým“ způsobem - výpočtem počtu obyvatel bydlících v domech nepřipojených na veřejnou kanalizaci, - odhadem zadržení vypouštěného znečištění na trase dům-tok, - stanovením zatížení ploch průmyslovými hnojivy a stanovením specifických odnosů z ploch - odhadem celkové atmosférické depozice na plochy, - odhadem přítoku znečištění z podzemních vod. Vladimir Novotny: Nonpoint Pollution and Urban Stormwater Management 2. Stanovení p(PPDZ) konfrontací vypouštěného znečištění z bodových zdrojů s látkovým odnosem zájmovým profilem sestaveny 3 postupy stanovení p(PPDZ).

Platí výpočtové rovnice: 1. Odhad příčinku plošných a difúzních zdrojů znečištění pomocí výpočtu minima p(PDZ) z bilančních rovnic pro konkrétní profil Platí výpočtové rovnice: (1) LO=SBZ+PDZ-s(BZ)-s(PDZ)=SBZ+p(PDZ)-s(BZ) (2) p(PDZ)=LO-SBZ+s(SBZ) g/s (3) minimální p(PDZ)=LO-S(BZ) g/s (4) minimální p(PDZ)=(LO-SBZ)/Qprům mg/l

Tabulka pro výpočet min p(PPDZ)

2. Stanovení p(PPDZ) z časových řad

3. Stanovení PPDZ a p(PPDZ) z regresní rovnice Touto metodou stanovíme jak PPDZ tak p(PPDZ) a současně odhad snížení koncentrace (látkového odnosu) samočištěním Regresní rovnice (1) se aplikuje na soubor pozorování jakosti vody a průtoků vody z dvouletí nebo tříletí a bilance vypouštěného znečištění (1) LO-a= B*Q-D/Q někdy vyjde a vyhoví rovnice (2) (2) LO=A+B*Q-D/Q

Tabulky p(PPDZ) pro 253 profilů ČR Byl sestaven přehled hodnot p(PPDZ) pro BSK5, CHSK, Pcelk, Ncelk a N-NH4 ve 253 kontrolních profilech ČHMÚ (jakost vody dvouletí 2004-2005. Existuje přehled hodnot min p(PPDZ) pro 5 ukazatelů ve 253 kontrolních profilech ČHMÚ (jakost vody 2004-2005 a zdroje 2005). Existují tabulky hodnot p(PPDZ) 5 ukazatelů v závislosti na lesnatosti (v %), teoretické koncentraci (v mg/l) a specifickém odtoku q (v l/s.km2).

Hodnoty koeficientu variace hodnot p(PPDZ) pro 5 ukazatelů

Závislost p(PPDZ) na q, (SBZ)/Qprům a % lesnatosti pro BSK5

Nesměrák, I.: Odhad příčinku plošných a difúzních zdrojů znečištění, Vodní hospodářství 2003,10,příloha VTEI 2003,3,8-10 Nesměrák, I.: Tři metody globálního odhadu velikosti plošných a difúzních zdrojů znečištění a jejího příčinku do zájmového profilu, Vodní hospodářství 2007,3, 69-72 Nesměrák, I.: Posouzení vlivu vypouštěného znečištění na jakost vody v recipientu, Vodní hospodářství 2004,5,115-118

Děkuji za pozornost