MONITOROVÁNÍ VLIVU ZIMNÍ ÚDRŽBY KOMUNIKACÍ NA JAKOST VOD PŘITÉKAJÍCÍCH DO 2. OCHRANNÉHO PÁSMA PODOLSKÉ VODÁRNY A OVLIVNĚNÍ JAKOSTI VODÁRENSKÉHO TOKU KOHOUT P. ECOCHEM, analytické centrum Praha, Dolejškova 3, 182 00 Praha 8 STAVĚLOVÁ M KAP, spol. s r.o., Trojská 92, 180 00 Praha 8 FAIC R. Technická správa komunikací hlavního města Praha, Štěpánikva 23, 150 00 Praha 5
Úvod Technická správa komunikací hlavního města Prahy zajišťuje na základě Zákona č. 13/1997 Sb. O pozemních komunikacích provoz na 2 211 km kilometrech komunikací na území hlavního města Prahy [1]. Rozhodující podíl při zimní údržbě, především komunikací tzv. 1. a 2. pořadí zajištění provozu, představuje chemické ošetřování s aplikací posypových materiálů. V podmínkách hlavního města Prahy jsou při chemické údržbě používány k posypu chlorid sodný a chlorid vápenatý (tabulka 1). Množství aplikované soli
Posypové období
NaCl (t)
CaCl2 (t) – 25% roztok
1994-1995
9750,6
676,6 m3
1995-1996
16997
676,6 m3
1996-1997
11960,4
1602
1997-1998
7742
1132
1998 - 1999
15193,6
2198,00
1999 – 2000
16187,60
2563,28
Tab. 1.: Přehled aplikovaného množství prostředků chemické údržby komunikací [2,3,4,5,6]. Hodnocení dopadu zimního ošetřování na kvalitu splachových vod a na jakost vltavské vody ve 2. ochranném pásmu Vodárny v Podolí je předmětem dlouhodobé studie, kterou od roku 1992 pravidelně zadává Technická správa komunikací hlavního města Prahy. Na základě veřejné obchodní soutěže byl monitoring splachových vod realizován v roce 1999 – 2000 skupinou laboratoří ECOCHEM, analytické centrum Praha, které se na posuzování vlivu chemického ošetřování komunikací podílely laboratorními analýzami od samého vzniku zakázky (pro společnosti KAP spol. s r.o. 19921996, resp. Geotechnika SG a.s. 1998-1999). Přednáška je shrnutím výsledků za zimní sezónu 1999 – 2000 a předcházejících etap (1994 – 1999).
Účel, metodika a postup prací Účelem monitoringu bylo zhodnotit vliv splachů chemického posypového materiálu na kvalitu vod přitékajících do Vltavy v oblasti 2. ochranného pásma a konečný vliv na kvalitu vltavské vody v tomto pásmu. Pro účely studie byla odběrová místa rozdělena do 2 kategorií: 1. Zdrojové odběrové body – monitorovací místa na přítocích povrchových vod a dešťových přivaděčů určená ke sledování obsahu posypových materiálů ve vodách přitékajících do 2. ochranného pásma. Pro výběr zdrojových odběrových bodů byla zvolena následující kritéria: - spádová oblast povrchové vodoteče zahrnuje území, na nichž je aplikován chemický posyp - přítok vodoteče do Vltavy je dostatečný po celé období sledování 2. Referenční odběrové body – monitorovací body umístěné na Vltavě na obou okrajích i uvnitř 2. ochranného pásma, dokumentující aktuální kvalitu Vltavy v den odběru vzorků včetně vlivu jiných zdrojů znečištění V průběhu sledování 1992 – 2000 byl původní soubor 22 odběrových míst [7] redukován na 12 odběrových míst. Celkový přehled a charakteristika odběrových míst jsou uvedeny v tabulce 2.
IUAPPA
228
Section: B
Kohout P.: Monitorování vlivu zimní údržby komunikací na jakost vod přitékajících do 2. Ochranného...
Název Hlubočepy
Typ bodu zdrojový
Tatra zdrojový Tři potoky Dřevoráj Kunratice Jezerka Vltava nad Vltava Kunratice Vltava Hlubočepy Vltava pod
zdrojový zdrojový zdrojový zdrojový referenční
Lokalizace Dalejský potok, ústí kolmo k řece, v klidové zóně, těsně za Barrandovským mostem Radlický potok - ústí betonové šachty za halou Tatrovky, cca naproti severnímu cípu ostrova Císařská louka spojná komora Libušského, Lhoteckého a Komořanského potoka (splachové vody až od Písnice) Zátišský potok (jen splachy, občas neaktivní) - cca 50 m od Dřevoráje, Kunratický potok (obsahuje částečně i splaškové vody) - ústí do Vltavy před nájezdem na Barrandovský most, Jezerka (obsahuje částečně i splaškové vody) - ústí betonové šachty za nájezdem na Barrandovský most Vltava nad vyústěním spojné komory Libušského, Lhoteckého a Modřanského potoka (bodem č.3)
referenční
Vltava 20 m nad vtokem Kunratického potoka (č.5)
referenční
Vltava 20 m nad vyústěním Dalejského potoka (č.1)
referenční
Vltava u Železničního mostu
Průtok *) (l/s) 80
Období sledování**) 1,2,3,4,5,6
1,2,3,4,5,6 145
1,2,3,4,5,6
10
1,2,3,4,5,6
180
1,2,3,4,5,6
20
1,2,3,4,5,6
-
6
-
6
-
6
-
6
Vysvětlivky: *) hodnoty průtoku určeny jako průměrná hodnota 11 bodových měření v průběhu sledování 1999-2000 **) období sledování: 1 – monitoring 1992-1993, 2 – 1993-1994, 3 – 1994-1995, 4 – 1995-1996, 5 – 1998-1999, 6 – 1999-2000 [6,8,9,10,11]
Tab. 2.: Přehled a charakteristika odběrových míst. Odběr vzorků Odběr a manipulace se vzorky byly prováděny v souladu s normativními předpisy ČSN ISO 5667 část 1, 2, 3, 4, 6, 10. Odebrané vzorky byly připraveny v den sledování jako směsný vzorek ze tří prostých vzorků odebraných během 5 - 10 minut. Vzorky byly odebírány pomocí naběrákového vzorkovače s výsuvným teleskopickým ramenem ze středu proudnice (v případě přítoků Vltavy). Vzorky z referenčních bodů byly odebrány cca 3 – 4 m metry od břehu. Laboratorní analýzy Laboratorní analýzy byly provedeny v akreditovaných laboratořích skupiny ECOCHEM, laboratoř Megalab s.r.o. Stráž pod Ralskem (číslo akreditace 003/1999). Výběr laboratorních analýz za období sledování prošel vývojem, který byl poznamenán hledáním účelného souboru parametrů s ohledem na cíl monitoringu a na ekonomické náklady. Přehled určujících parametrů je uveden v tabulce 3. Ukazatel Na+ Ca2+ Cl-
Matrice odpadní voda, povrchová voda odpadní voda, povrchová voda odpadní voda, povrchová voda
Laboratorní metoda/ postup ICP/ DIN 38406 ICP/ DIN 38406 titrace/ČSN 830520/11
PH
odpadní voda, povrchová voda
elektroda/ ČSN 830520/9
Poznámka přímá indikace vlivu solení přímá indikace vlivu solení přímá indikace vlivu solení indikace případného ovlivnění vzorku jiným typem vody
Tab. 3.: Rozsah laboratorních analýz. Současně s odběrem vzorků byly sledovány fyzikální vlastnosti vzorků – teplota, pH, vodivost a průtok vodoteče pomocí terénních přístrojů. Postup vzorkování Vzorkování vody na vybraných monitorovacích bodech probíhalo ve třech základních etapách: 1. Referenční vzorkování před začátkem posypové sezóny 2. Odběry vody v průběhu posypové sezóny 3. Referenční vzorkování po ukončení posypové sezóny Odběrové dny byly rozvrženy v průběhu posypové sezóny tak, aby vzorky reprezentovaly různé klimatické podmínky, úroveň a intenzitu posypu. Jednotlivé výjezdy byly koordinovány se zadavatelem, který průběžně informoval o četnosti výjezdů posypové techniky. Klimatické podmínky byly vyhodnocovány podle meteorologických pozorování z observatoře Karlov na síti Českého hydrometeorologického ústavu [6,9,10,11].
IUAPPA
229
Kohout P.: Monitorování vlivu zimní údržby komunikací na jakost vod přitékajících do 2. Ochranného... Jednotlivé výjezdy posypové techniky byly pro účely vyhodnocení rozděleny do skupin v souladu s klimatickými podmínkami. Skupiny charakterizují období, ve kterém byly posypové materiály aplikovány téměř kontinuálně a které je ukončeno delším časovým intervalem bez posypu, resp. vydatnými dešťovými srážkami. V tomto období dochází k postupné akumulaci posypového materiálu. Na obrázku 1 je znázorněno rozvržení odběrových dnů s ohledem na postupnou akumulaci posypového v jednotlivých časových obdobích v průběhu zimy 1999-2000.
Množství posypového materiálu aplikované v posypové sezóně 1999/2000
množství posyp.materiálu (t)
20000
celkové množství posypu
18000
1.skupina
16000
2.skupina
14000
3. skupina 4. skupina
12000 10000 8000 6000
5. skupina 6. skupina odběr vzorků v posypové sezóně referenční odběr
4000 2000 0 17-IX-99
17-X-99
16-XI-99
16-XII-99
15-I-00
14-II-00
15-III-00
14-IV-00
14-V-00
13-VI-00
datum
Vyhodnocení výsledků Vliv splachů posypových materiálů na jakost přítoků do 2. ochranného pásma a jakost Vltavy byl posuzován: 1. -
2.
Srovnáním naměřených hodnot s příslušnými legislativními limity požadavky normativů ČSN 757111 Pitná voda (při posouzení jakosti vody ve Vltavě ve 2. ochranném pásmu Podolské vodárny), resp. s maximálními přípustnými koncentrace znečištění vod přitékajících do povrchových vod podle Přílohy č. 3 Nařízení vlády České republiky č. 82/1999 Sb., kterým se stanoví ukazatele a hodnoty přípustného stupně znečištění vod (přítoky odpadních a povrchových vod do Vltavy). Srovnáním naměřených hodnot s hodnotami přirozeného pozadí v přítocích za podmínek neovlivněných posypem a vymezením těch odběrových dnů (a naměřených hodnot), ve kterých došlo k nadstandardní dotaci splachem posypových materiálů. Ke zhodnocení stupně ovlivnění byl použit vztah pro výpočet Z-skóre podle vztahu:
(1), Z-skóre = (xi - xpozadí) / σpozadí kde xi – je naměřená koncentrace sledovaného parametru, xpozadí je referenční koncentrace sledovaného parametru neovlivněná použitím posypových materiálů, σpozadí – standardní směrodatná odchylka parametru v podmínkách neovlivněných posypem. Podle hodnoty Z-skóre jsou naměřené koncentrace hodnoceny následovně: Z-skóre je v intervalu hodnot < -3; 3 > - naměřené koncentrace se nacházejí v pásmu pozaďových koncentrací a ovlivnění není prokazatelné - Z-skóre > 3; resp. < -3, - naměřené hodnoty vykazují ovlivnění vod nad běžnou úroveň pozaďových hodnot, z hlediska vlivu aplikace posypových materiálů jsou vyhodnocovány hodnoty Z-skóre>3. Jakost vod ve zdrojových bodech – přítoky do Vltavy -
IUAPPA
230
Kohout P.: Monitorování vlivu zimní údržby komunikací na jakost vod přitékajících do 2. Ochranného... Základní charakteristika sledovaných parametrů za sledované období 1994 - 2000 je uvedena v tabulce 4. Vzhledem k vzájemné korelaci koncentrací chloridových a sodíkových iontů jsou výsledky uváděny pouze pro stanovení chloridových iontů. Grafické znázornění koncentrace chloridů v přítocích Vltavy v měřených bodech je na obrázku 2. Koncentrace chloridů v přítocích Vltavy - 1999-2000 1000
20000 Hlubočepy Cl mg/l 18000
Tatra Cl mg/l
800
Tři potoky Cl mg/l
16000
700
Dřevoráj Cl mg/l
14000
Kunratice Cl mg/l
600
12000
Jezerka Cl mg/l 500
10000
množství posypu (t) ve skupině v den odběru
400
8000
300
6000
200
4000
100
2000
0
množství posypu (t)
koncentrace chloridů (mg/l)
900
0 25.10.1999 17.12.1999 22.12.1999 30.12.1999 18.1.2000
25.1.2000
29.1.2000
20.2.2000
6.3.2000
23.3.2000
8.5.2000
datum odběru
Jakost vod ve Vltavě Projevy splachů byly sledovány pouze v rámci monitorování v posypové sezóně 1999-2000 celkem na 4 bodech. V tabulce 5 jsou uvedeny výsledky stanovení sledovaných parametrů v odebraných vzorcích v průběhu měřeného období.
Vzorek Vltava Modřany Vltava Hlubočepy Vltava Kunratice Vltava Žel.most ČSN 75 7111 Pitná voda
Parametr
25.10. 1999
17.12. 1999
22.12. 1999
30.12. 1999
18.1. 2000
25.1. 2000
29.1. 2000
20.2. 2000
6.3. 2000
23.3. 2000
8.5. 2000
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
Mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l 18,1
mg/l 19,5
20,4
20,2
18,2
21,5
18,3
21,5
100
100
Cl
20
19,8
17,4
18,1
19,9
22,2
21,8
17,7
20,8
Cl
20,7
25,5
27,2
42,8
30,7
32,4
32,3
21
23,7
Cl
21,4
23,9
20,3
24
26,2
29,3
23
19,9
21,9
Cl
21
24,1
22,1
30,3
24,1
26,4
27,9
18,5
21,7
Cl
100
100
100
100
100
100
100
100
100
Tab. 5.: Koncentrace sledovaných ukazatelů ve vzorcích vody ve Vltavě.
IUAPPA
231
Místo odběru
Hlubočepy
Tatra
Tři potoky
Dřevoráj
Kunratice
Jezerka
Kohout P.: Monitorování vlivu zimní údržby komunikací na jakost vod přitékajících do 2. Ochranného...
Tab. 4.: Přehled základních charakteristik sledování na zdrojových bodech (přítocích do 2. ochranného pásma Podolské vodárny) – 1994 – 2000. Sledované období
Relativní četnost odběrových dnů Z-skóre > 3 ****)
%
Relativní četnost odběrových dnů s překročením limitu 82/99***)
20
Poměr B/A
0
%
42,9
42,9
Odhad směrodatné odchylky
1,4
14,3
66,7
Průměrná koncentrace v Odhad směrodatné průběhu posypové odchylky **) sezóny (parametr B)
mg/l
0
Parametr
±35,7
2,3
11,1
Množství Počet aplikované porozování *) posypové soli NaCl mg/l
±196,1
2,3
1,4
Průměrná koncentrace pozadí (parametr A) **) 140,2
±43,8
mg/l
Cl
218,4
±182,3
mg/l 5+2
132,6
t 9750,6 Cl
223,3
1994-95 Cl
±22,9
7+2 Cl
97,6
16997 7+2
0
28,6
1995-96 9+2
0
22,2
15193,6
1,3
0
16187,6
±12,9
11,1
1998-99
33,7
1,0
1999-2000 Cl
3,1
7+2
±4,5
16997
±117,1
1995-96
75,3
24,4
±3,7
0
24,6
14,3
Cl
0
Cl
14,3
9+2
0,4
7+2
2,3
15193,6
±2,0
16187,6
±134,2
57,1
1998-99
23,0
14,3
0
55,6
1999-2000
127,1
3,6
0
22,2
±23,8
4,2
56,0
±138,2
1,0
Cl
201,3
±29,9
±232,3
Cl Cl
66,0
235,6
7+2 Cl
5+2 7+2 Cl
16997 9+2
9750,6 15193,6 5+2
1995-96 1998-99 9750,6
16187,6
1994-95
1994-95
1999-2000
Cl
Cl
209,0
213,9
102,9
±147,0
±143,8
±48,9
3,3
3,4
1,6
11,1
14,3
0
55,6
57,1
25
±27,7
4+2 Cl
63,2
16997 7+2
57,1
28,6
1995-96 9+2
0
15193,6
1,3
16187,6
±45,9
55,6
1998-99
111,5
0
1999-2000
Cl
11,1
7+2
2,8
1,9
16997
±79,6
1995-96
±131,1
±16,6
161,6
84,9
238,6
Cl
20
Cl
42,9
7+2
0
9+2
14,3
0
15193,6
4,6
3,1
22,2
16187,6
±114,1
0
1998-99
±234,4
11,1
1999-2000
180,3
119,5
0,9
±15,6
2,5
38,9
±10,7
Cl
±129,8
Cl
36,2
7+2
96,8
5+2
Cl
16997
Cl
9750,6
7+2
1995-96
9+2
1994-95 15193,6
150
16187,6
350
1998-99
Cl
1999-2000
Cl
232
Section: B
*) počet pozorování v posypovém období (plus referenční odběry) **) průměrná hodnota (xpozadí, resp. σpozadí ) určená z hodnot referenčních odběrů v letech 1994 – 2000 ***) počet odběrových dnů vztažený k počtu pozorování v posypovém období, kdy hodnoty koncentrace chloridů překročily přípustnou hodnotu pro obsah Cl- v ostatních povrchových tocích – 350 mg/l (podle Nařízení vlády ČR 82/1999 Sb. kterým se stanoví přípustné hodnoty znečištění povrchových toků) ****) počet odběrových dnů vztažený k počtu pozorování v posypovém období, kdy obsahy chloridů byly prokazatelně vyšší než je standardní úroveň pozaďových hodnot
Nařízení vlády ČR 82/1999 - vodárenské toky Nařízení vlády ČR 82/1999 - ostatní povrchové toky Vysvětlivky:
IUAPPA
Kohout P.: Monitorování vlivu zimní údržby komunikací na jakost vod přitékajících do 2. Ochranného...
Závěr Z výsledků prací vyplynuly následující závěry: Povrchové vodoteče a kanalizační přípojky ústící do 2. ochranného pásma Přestože ovlivnění přítoků do Vltavy splachy solných roztoků je prokazatelné, průměrné koncentrace chloridů nepřesahují za sledované období maximální přípustnou úroveň znečištění danou ukazateli Nařízení vlády ČR č. 82/1999 Sb. pro ostatní povrchové toky (350 mg/l). - provádění chemické údržby se projevuje nárůstem koncentrací sodíkových a chloridových iontů ve sledovaných povrchových vodotečích a kanalizačních přivaděčích ústících do 2. ochranného pásma. Tento nárůst místy přesahuje dvojnásobek přirozených pozaďových hodnot sledovaných ukazatelů naměřených v podmínkách bez aplikace posypových materiálů. - změny obsahů vápenatých iontů (obsažených v alternativním prostředku chemické údržby) nebyly zaznamenány. Poměr průměrných koncentrací vápenatého iontu v posypové sezóně a v posypem neovlivněných podmínkách se pohybuje od 0,9 do 1,5 (průměrná hodnota 1,1). - přípustné hodnoty ukazatelů znečištění pro ostatní povrchové toky podle Přílohy č. 3 Nařízení vlády ČR č. 82/1999 jsou překračovány pouze lokálně a ve většině případů uvedená překročení představují okamžité maximální koncentrace odpovídající znečištění na kulminační splachové vlně při tání. Průměrné hodnoty znečištění vod v průběhu posypové sezóny na žádném z měřených bodů limitní koncentrace chloridových iontů nepřekročily. Vltava v 2. ochranném pásmu Podolské vodárny: - obsahy chloridů ve Vltavě na sledovaných bodech mezi krajními hranicemi 2. ochranného pásma vykazují v období maximálního znečištění přítoků splachy posypových materiálů nárůst, který je z hlediska hodnocení nezávadnosti pitné vody (ČSN 757111 Pitná voda) nepodstatný
Literatura: [1] Vlk, M.: Plán zimní údržby 1999-2000. TSK Praha 1999. [2] Zpráva vyhodnocení zimní služby na komunikacích v hlavním městě Praze v zimním období v roce 19941995. TISK 6436. TSK Praha 1995 [3] Důvodová zpráva k vyhodnocení zimní služby na komunikacích v zimním období 1995-1996. TISK 8314. TSK Praha 1996 [4] Vyhodnocení zimní služby na komunikacích v Hl. městě Praze v zimním období 1996-1997 k datu 14.4.1997. TSK Praha 1997 [5] Vyhodnocení zimní služby na komunikacích v Hl. městě Praze v zimním období 1996-1997 k datu 15.4.1998. TSK Praha 1997 [6] Kohout Petr: Stanovení kontaminace odpadních vod splachy chemického posypového materiálu v oblasti 2. ochranného pásma podolské vodárny, ECOCHEM, analytické centrum Praha. Praha, 2000 [7] Primas Michal: Zpráva o stanovení kontaminace odpadních vod splachy chemického posypového materiálu v oblasti 2. ochranného pásma podolské vodárny, KAP s.r.o. Praha, 1993 [8] Marek Přemysl: Stanovení kontaminace odpadních vod splachy chemického posypového materiálu v oblasti 2. ochranného pásma podolské vodárny, KAP s.r.o. Praha, 1994 [9] Králová Monika: Stanovení kontaminace odpadních vod splachy chemického posypového materiálu v oblasti 2. ochranného pásma podolské vodárny, KAP s.r.o. Praha, 1995 [10] Králová Monika: Stanovení kontaminace odpadních vod splachy chemického posypového materiálu v oblasti 2. ochranného pásma podolské vodárny, KAP s.r.o. Praha, 1996 [11] Králová Monika: Stanovení kontaminace odpadních vod splachy chemického posypového materiálu v oblasti 2. ochranného pásma podolské vodárny, Stavební geologie - Geotechnika , a.s. Praha, 1999
IUAPPA Praha 2000
233
Section: B
