Samočistící procesy vod aneb kořenová čistírna na vaší zahradě

Vody se přirozeně čistí. Aby k samočisticím procesům mohlo svévolně docházet, musí být zajištěn zejména dostatečný přísun kyslíku. Samočisticí procesy jsou přirozeně rychlejší, pokud dochází k cirkulaci vody. Přítoky do řek, peřeje nebo vítr zvyšuje přítomnost kyslíku ve vodě, a tím se eliminuje znečištění vod. Další a velmi významnou úlohu mají různé druhy bakterií, řas nebo drobných živočichů, které se na likvidaci nečistot ve vodách podílejí. Jde o skutečně pestrý svět, který sice není vidět pouhým okem, ale pro vody znamená tento svět mnoho užitečného, ale také problematického. Proces ve vodách při samočištění vod nebo při biologickém čištění v čistírnách odpadních vod se nazývá mineralizace a jedná se o nejvýznamnější biologický proces, neboť mikroorganismy rozkládají složité organické látky až na látky anorganické (oxid uhličitý a vodu). Zejména v letním období se rádi chodíme koupat do různých řek, rybníků nebo jiných stojatých vod a některé bakterie mohou být pro člověka a zvířata nebezpečné. Samočisticí procesy vod jsou však přirozené a navíc velmi důležité. Spíše lidé by se měli naučit rozeznávat, v jakých vodách se koupat a v jakých nikoli. Ve vodách existuje celá řada mikroorganismů, živočichů nebo hub. Některé z nich mohou mít významný vliv nejen na samočisticí procesy ve volné přírodě, ale i očistu organismu člověka, pokud je přijímá ve formě potravy. Jedná se zejména o řasy žijící v mořích a oceánech, ale i vodách sladkovodních. Bakterie mají spíše význam ve volné přírodě a pro člověka jsou užitečné v tomto směru a nikoli v potravě.  Na druhou stranu, bakterie jsou však potravou pro vodní živočichy v podobě planktonu. Na kvalitě a jakosti vod tedy velmi záleží, neboť člověk jako vrchol potravního řetězce je konzumentem lidově řečeno „všeho“. Se znečištěním se musí potýkat nejen vodní mikroorganismy, živočichové a rostliny, ale tedy i člověk jako vrchol potravního řetězce. Zejména stojaté vody mohou být bohaté na sinice a bakterie fekálního znečištění. Koupání v takových vodách může mít za důsledek zdravotní problémy člověka, a proto opět člověk by měl na kvalitu vod dbát nejvíce.

Bakterie ve vodách

Bakterie jsou jednobuněčné mikroskopické mikroorganismy, které ve vodách mají velký význam pro koloběh živin. Celá řada z nich rozkládá organické látky (z odumřelých rostlin a živočichů) a uvolňují z nich tímto způsobem živiny v nich vázané.

Nitrogenní bakterie – jsou ve vodách velmi užitečné, neboť mají schopnost vázat plynný molekulový dusík z ovzduší přímo do vody.

Nitrifikační bakterie – přeměňují amoniak (čpavek), který je ve vodách nežádoucí na formu lepší pro rostliny, kterou jsou dusičnany (NO3-). Rostliny totiž jinak dusík nemohou přijmout, než v podobě dusičnanů a dusík rostliny ke svému životu nutně potřebují. Pokud ovšem rostliny nestačí pojmout přemíru dusičnanů, což může vzniknout přihnojováním půd a dusičnany z polí se tak mohou dostat např. vlivem deště do vod, může dojít k tzv. eutrofizaci těchto vod (přehnojení vod fosforem a dusíkem a vznik nadměrného množství sinic viz níže).

Denitrifikační bakterie – jsou ve vodách nevítané, protože přeměňují dusičnany zpět na amoniak, popř. zpět až na molekulární plynný dusík, čímž je voda dusíku opět zbavována.

Sirné bakterie – vyskytují se v hnijícím bahně a zpravidla na dně zejména znečištěných vod. Mohou však být přítomny i v tekoucích vodách. Některé z nich mají významný vliv na samočištění vody, některé jsou však nežádoucí a způsobují různá onemocnění u vodních živočichů a dokonce i u člověka.

Cyanobakterie – lidově je nazýváme sinice a všichni by je měli znát, neboť některé druhy jsou pro člověka a zvířata vysoce toxické. Sinice byly dříve považovány za řasy, protože nemají buněčné jádro, ale nakonec je věda přesunula do samostatného kmenu pod bakterie. Když se koupeme ve vodě, zcela jistě před tím nerozlišujeme, který druh je dobrý nebo špatný a jednoduše do vody skočíme. Měli bychom si však dávat pozor na místa ve vodách na některé druhy sinic planktonních, tj. sinic žijících v planktonu stojatých, ale i tekoucích vod. Žijí zde ve velkých koloniích, které nazýváme vodní květ. V těchto místech je voda zbavena kyslíku, s větším množstvím živin (fosfor a dusík) a hromadí se zde zplodiny (toxiny, čpavek, sulfan), které jsou jedovaté nejen pro člověka, ale zároveň pro ryby, další vodní živočichy a dokonce i vodní ptactvo. Vodní květ můžeme vidět pouhým okem na hladině. Zelený zákal na hladině nás může upozornit na nebezpečí výskytu sinic. Pokud se v této vodě vykoupeme, můžeme si způsobit kožní problémy nebo různé typy zánětů, zejména očí. To samé platí i pro koupání našich mazlíčků, neboť psi, stejně jako lidé, mohou díky takové koupeli pobírat zbytečně antibiotika. Vodní květ se může vyskytovat také na koupalištích nebo ve vašem bazénu na zahradě. Většinou se zde však používá chlor jako dezinfekční prostředek, který ovšem není také prospěšný našemu zdraví a škodí zejména malým dětem a alergikům. Voda by v těchto případech měla být zvláště dostatečně okysličována, aby se zabránilo vzniku sinic a dal se prostor pro aerobní bakterie, které mineralizují organické látky ve znečištěné vodě. Zvláště děti mohou snadno takto znečištěnou vodu polknout a přivodit si vážné zdravotní problémy. Sinice poznáme snadno. Pokud průhlednou láhev naplníme vodou, kde se chceme koupat a uvidíme čirou vodu s jemnou zelenou krupicí nebo podlouhlé zelené tyčinky, díváme se na sinice. Pokud je voda stejnoměrně zelená, díváme se na řasy.

Řasy ve vodách

Ve své podstatě skupina řasy neexistuje, zachovává se pouze její název kvůli lepšímu pochopení laické veřejnosti. V současné době dělíme jednobuněčné nebo vláknité mikroorganismy na říši Chromista a říši Rostliny. Ty se dále dělí na jednotlivé podříše, kmeny a rody, které se od sebe liší např. počtem bičíků, přítomností chlorofylu, tvarem apod. Existuje obrovské množství latinských názvů těchto jednobuněčných nebo vláknitých organismů a není jistě na místě zde všechny uvádět. Některé se vyskytují v mořích a oceánech, některé se vyskytují kontinentálně a některé jsou zastoupeny pouze v určitých typech vod. Za všechny kmeny říše Chromista můžeme uvést např. kmen Chromofyta a za říši Rostliny můžeme uvést např. kmen Zelené řasy, jejichž význam pro zdraví člověka je v posledních letech velmi diskutován.

Chromofyta – vyskytují se v planktonu a malých vodních nádržích. Některé jsou nežádoucími hostiteli ve vodárnách, neboť vylučují aldehydy, což jsou zdraví škodlivé látky a voda ve vodárenských nádržích při jejich přítomnosti navíc nepříjemně zapáchá. Některé však žijí naopak v nejčistších vodách s nižšími teplotami. Do kmenu Chromofyta však patří také rozsivky, které jsou známé i mezi laickou veřejností. Nežijí v odpadních vodách a jsou naopak užitečné pro samočisticí procesy vod. Odumřelé schránky některých rozsivek tvoří horninu zvanou KŘEMELINA, která má široké spektrum využití. Kmen Chromofyta obsahuje také mnoho druhů chaluh. Ty však z velké části žijí v mořích a oceánech. CHALUHA BUBLINTÁ se např. používá jako léčivo. Přidává se do různých doplňků stravy nebo čajů. Léčivé účinky vykazuje díky vyššímu obsahu jódu, který potřebujeme pro správnou funkci štítné žlázy.

Zelené řasy – už ze samotného názvu vyplývá, že mají čistě zelenou barvu díky obsahu chlorofylu. Chlorofyl je významnou součástí procesu zvaného fotosyntéza. Chlorofyl je obsažen ve všech fotosyntetizujících rostlinách. Absorbuje modrou a červenou část spektra, a proto se nám všechny rostliny jeví jako zelené. Ostatní barvy odráží. U většiny rostlin se chlorofyl vyskytuje jako chlorofyl a (modrozelený) a chlorofyl b (žlutozelený). Některé organismy z kmenu Zelené řasy žijí ve znečištěných vodách v takovém množství, že nám barví tuto vodu do zelena. Do kmenu Zelené řasy patří také zelenivky, které jsou podobně jako rozsivky, důležité při samočisticích procesech vod. Mezi nejznámější zelenivky můžeme zcela jistě zařadit velice známou řasu CHLORELLA VULGARIS nebo Chlorella ellipsoidea, které se pěstují zároveň v kulturních podmínkách a přidávají se do potravin a krmiv. Jejich čistící procesy jsou významné také pro člověka, protože zbavují organismus nežádoucích látek. Některé jiné druhy zelenivek však mohou naopak vytvářet již výše zmíněný vodní květ.

TIP NA VAŠI ZAHRADU: KOŘENOVÁ ČISTÍRNA

Máte-li rodinný dům nebo se chystáte na jeho výstavbu, můžete využít rostlin a mikroorganismů k čištění své použité vody v domku pomocí kořenové čistírny. Stejně jako probíhají samočisticí procesy ve volné přírodě, tak si můžeme na své zahradě pořídit umělé mokřady, které budou fungovat podobně. Kořenové čistírny jsou konstruovány tak, aby zapadly do rázu zahrady, takže nenarušují estetický vzhled. Ve své podstatě vidíte z kořenové čistírny akorát nadzemní části bahenních rostlin, které se k těmto účelům využívají. Hladina vody končí 5 cm pod povrchem písku a štěrku, takže se nemusíte bát komárů a podobného hmyzu, který se v přírodě běžně kolem přirozených mokřadů vyskytuje. Přes kořenovou čistírnu je vhodné čistit šedou vodu tzn. vodu z kuchyně (dřez, myčka) nebo koupelny (sprcha, umyvadlo). Dnešní společnosti, které se stavbami kořenových čistíren zabývají, však mohou napojit i černou vodu, tzn. odpadní vodu z WC (její opětovné využití je však důležité zvážit kvůli užívání léků, hormonů apod., což se kompostovat rozhodně nedoporučuje). Ponořené rostliny (orobinec, bahenní kosatce, rákos, blatouch, chrastice aj.) a mikroorganismy čistí výše použitou vodu tak, aby na výtoku mohla být opětovně použita např. na zalití zahrady a přebytečný kal mohl být využit na zahradě jako hnojivo. Výběr rostlin ovšem záleží na klimatických podmínkách, typu napojení odpadní vody a hloubce filtračního lože. Účinnost čištění se zpravidla pohybuje kolem 80 - 95 % dle koncentrace rozpuštěných látek. K osázení se dají využít i remediační rostliny, které likvidují těžké kovy. K její výstavbě potřebujete nejen stavební povolení, ale zároveň povolení z vodoprávního úřadu pro vypouštění odpadních vod, abyste opětovným zalitím vyčištěné šedé vody nebo pohnojením přebytečným kalem neporušili vody podzemní, které mohou vést pod vaší zahradou. Náklady na kořenovou čistírnu jsou prvopočáteční a pohybují se dle počtu EO* a pro čtyřčlennou rodinu je třeba kolem 20m2 plochy na výstavbu. K provozu kořenových čistíren nepotřebujete žádnou elektřinu, na rozdíl od klasických domovních čistíren odpadních vod. Vyžadují pouze kontrolu kalu a rostlin, kdy je třeba zejména přebytečný kal odstranit kvůli ucpání filtrační vrstvy. Nikam se neodváží, pouze jej můžete přesunout na nějaký záhonek. Kořenová čistírna funguje v létě i v zimě, avšak v zimě je proces mnohem pomalejší kvůli nižším teplotám. Využití kořenové čistírny se doporučuje spíše v období od jara do podzimu a na zimu využít přepojení výtoku odpadní vody přímo do kanalizace. Takový letní a zimní provoz, který využíváme např. na kotli. Spotřeba vaší pitné vody v domácnosti bude po využití kořenové čistírny mnohem nižší než doposud a prvopočáteční investice se vzhledem ke stále rostoucím cenám pitné vody za čas jistě mnohokrát vrátí. Dům si přece stavíme nejen pro sebe, ale zároveň také pro naše děti.

*ekvivalentní obyvatel – jednotka pro výpočet míry znečištění přicházející odpadní vody na čistírnu. Pro kvantifikaci znečištění se využívá parametr BSK5 = biochemická spotřeba kyslíku – množství kyslíku spotřebovaného mikroorganismy na rozklad organických látek přítomných ve vodě za 5 dní.

Foto: Morguefile

22. 8. 2011