Koloběh vody v přírodě člověk může ovlivnit,
nikdy jej nedokáže ovládnout, vždy jej ale musí chránit...
Pitná voda zaujímá výsadní postavení mezi poživatinami, které člověk nezbytně potřebuje ke svému životu. Z toho důvodu je nutné věnovat její kvalitě zvýšenou pozornost. Zjednodušeně bychom to mohli chápat pouze ve vztahu k výrobě pitné vody, tedy k jednotlivým technologickým krokům a postupům, které se při její výrobě využívají a měly by při optimální skladbě poskytnout vysoce jakostní pitnou vodu. Ve vztahu ke kvalitní pitné vodě, kterou vyžaduje spotřebitel se však tato problematika posouvá do daleko širší roviny počínající ochranou vodních zdrojů, pokračující vlastní technologií výroby pitné vody, ale i její distribucí ke spotřebiteli. Jedině řízeným odborným zásahem do těchto tří oblastí lze docílit požadovaného cíle – jakostní pitné vody. Všechny uvedené oblasti jsou předmětem zaměření naší pracovní skupiny.
Hydrochemie
Chemické chování anorganických látek a nových PPCPs závisí na jejich chemické struktuře.
Při obvyklém chemickém rozboru vody se obvykle stanovuje celková koncentrace jednotlivých složek. Avšak ve skutečnosti jsou jednotlivé složky přítomny v různých formách výskytu (existence, speciace), které jsou výsledkem protolytických, komplexotvorných, oxidačně-redukčních, polymeračních a biodegradačních reakcí. Jednotlivé formy existence se jen obtížně odlišují experimentálně. Obvykle se jejich distribuce počítá ze zákonů chemické termodynamiky. Pro tyto účely je k dispozici řada výpočetních programů.
Hydroanalytika
Vývoj a rozšířené používání různých nových PPCPs vyžaduje vypracování vhodných analytických metod pro jejich identifikaci a kvantifikaci. V úvahu přicházejí především metody instrumentální analýzy umožňující prokázat přítomnost vybraných PPCPs až v nanogramových koncentracích. Pozornost je věnována zejména vybraným léčivým látkám, kosmetickým přípravkům a tenzidům. V této souvislosti mají řešitelé úzký kontakt na ÚNMZ (Úřad pro technickou normalizaci, měření a státní zkušebnictví), kde spolupracují při přípravě nových ČSN a zabývají se posuzováním a přejímáním nových hydroanalytických norem ISO a EN.
Úpravárenské technologie
Hlavní pozornost je věnována základním úpravárenským procesům jak povrchových, tak podzemních vod. V této souvislosti je řešena např. optimalizace podmínek koagulačních testů s cílem získání jak kvalitní upravené vody, tak dobře separovatelné suspenze. V případě podzemních vod se jedná především o řešení vápenato-uhličitanové rovnováhy, která je dominantní rovnováhou při odkyselování, odželezování a odmanganování těchto vod.
Ionexové, sorpční a membránové postupy
Tyto metody jsou využívány pro selektivní i neselektivní odstraňování iontů/rozpuštěných látek z vod. Zvláště atraktivní je selektivní odstraňování těžkých kovů z vod pomocí ionexových technologií, odstraňování arsenu pomocí anorganických sorbentů nebo odstraňování stopových koncentrací organických látek (viz dále). Membránové technologie lze použít nejen pro úpravu pitné vody, ale i pro čištění některých typů odpadních vod.
Moderní oxidační procesy
Značný potenciál při odstraňování obtížně biologicky rozložitelných polutantů z odpadních vod prokázaly tzv. moderní oxidační procesy (Advanced Oxidation Processes - AOPs). Jejich společným jmenovatelem je průběh za běžných teplot a tlaků, a především využití mimořádné reaktivity hydroxylových radikálů. V současné době se zabýváme především procesy založenými na využití ozonu a peroxidu vodíku. Mezi hlavní výzkumná témata patří možnosti využití AOPs pro odstranění sloučenin dusíku, s důrazem na možnosti oxidace amoniakálního dusíku na dusík plynný, nebo zvýšení biologické čistitelnosti průmyslových odpadních vod.
Mikropolutanty
Problematika úpravy vody se v poslední době posouvá do oblasti mikroznečištění vodních zdrojů, a to především metabolity pesticidních látek, případně reziduí léčiv a genů ATB rezistence. Zabýváme se vlivem pokročilých oxidačních procesů a sorpce na různých typech materiálů na odstranění těchto látek. Využitím sorpčních či srážecích procesů současně řešíme odstraňování těžkých kovů, pozornost věnujeme i problematice mikroplastů.
Biologická stabilita pitné vody
V reálných distribučních systémech můžeme mnohdy zaznamenat přítomnost zbytkových organických látek po úpravárenských procesech určených ke snížení obsahu organického uhlíku ve vodě, které jsou důvodem zvýšení produkce organické hmoty, biofilmu, který pokrývá vnitřní stěny potrubí či částí technologií. Jednou z chemicko-biochemických metod, které vyhodnotí nebo v důsledku toho predikují zhoršení kvality pitné vody je stanovení ukazatele BDOC (biologicky degradabilní rozpuštěný organický uhlík). I na tento způsob hodnocení biologické stability vody je zaměřena činnost pracovní skupiny.
Recyklace a znovuvyužívání vyčištěných odpadních vod
Skupina se podílí na řešení tématu recyklace a znovuvyužı́vánı́ vyčištěných (městských) odpadních vod, a to tam, kde je možné těmito vodami nahradit doposud použı́vanou pitnou vodu. Jedná se předevšı́m o vodu pro závlahy v zemědělství, trávnı́ků sportovnı́ch areálů (golf, fotbal…), městské zeleně nebo užitkovou vodu pro udržovánı́ čistoty měst a obcı́. Ekonomickým záměrem je vyrobit užitkovou vodu, která je levnější než voda pitná použı́vaná pro tyto účely, a současně šetrně nakládat s vodními zdroji. Projekt recyklace a znovuvyužı́vánı́ vyčištěných odpadních vod spojuje dvě relativně odlišná témata technologie vody: úpravu vody a čištění odpadních vod.
Monitoring kvality vodních toků a srážkových vod
Dlouhodobě se věnujeme monitoringu kvality horních toků řek Krkonoš, jedná se především o Labe, Úpu, Jizeru a Jizerku. Současně je hodnocena i kvalita srážkových vod v oblasti Luční hora – Strážné. Odběry jsou prováděny přímo v toku zmíněných řek a pomocí magnetického indukčního průtokoměru jsou měřeny průtoky s cílem vyhodnocení hmotnostních bilancí sledovaných ukazatelů.
Naše pracoviště poskytuje:
- krácený rozbor pitné vody dle vyhlášky č. 252/2004 Sb. ve znění pozdějších předpisů
- rozbor bazénové vody dle vyhlášky č. 238/2011 Sb. ve znění pozdějších předpisů
- rozbory vod z topných systémů, včetně vyhodnocení agresivních či inkrustačních vlastností dle TNV 75 71 21
- stanovení kovů metodou AAS s plamennou a elektrotermickou atomizací
- stanovení TOC, DOC a NPOC ve vodách dle ČSN EN 1484
- stanovení BDOC (biologicky rozložitelného rozpuštěného organického uhlíku) ve vodných vzorcích
- stanovení TOC v pevných vzorcích dle ČSN EN 13 137
- koagulační testy za účelem zjištění optimálních podmínek procesu
- testy agregace za účelem zjištění zastoupení velikosti částic v upravovaném vzorku a optimalizace tvorby suspenze a míchání s ohledem na následující separační procesy
- výluhové testy pevných materiálů souvisejících s vyhláškou č.387/2016 Sb.
- sorpční testy zaměřené na kinetiku procesu včetně určení sorpční kapacity příslušného sorbentu v statistickém a dynamickém uspořádání
- testy anaerobní biologické rozložitelnosti organických látek (včetně plastů) dle ČSN EN ISO 11734, ČSN EN ISO 14853
- návrh technologie pro eliminaci vnosu mikropolutantů (léčiv, pesticidních látek, genů ATB rezistence aj.) do pitných a odpadních vod
