Kyanidová havárie na Bečvě

Případ kyanidové havárie na Bečvě byl po velmi dlouhé době ojedinělý svého druhu a aktivity kolem něj byly spojeny se značnou odtržeností od dřívějšího vývoje a zkušeností se zvládáním takového typu havárie. Ten lze stručně shrnout takto:

Dřívější spektrum tvorby kyanidových odpadních vod bylo výrazně vyšší a postupnou eliminací tohoto kontaminantu z výrobních technologií bylo riziko jejich úniku do vod zásadně omezeno. Tvorba kyanidových odpadních vod se omezila v podstatě na provozy povrchových úprav. To platí i pro současné období.

Počet případů kyanidových havárií v minulosti nebyl velký – přibližně jeden za 2–3 roky a tvořil vždy velmi malý podíl v celkovém počtu havárií, kde výrazně převládaly úniky ropných látek, popř. odpadů či produktů ze zemědělství, průmyslu výživy apod.

Anomální situace v počtu kyanidových havárií nastala počátkem osmdesátých let – kdy došlo k osmi případům za rok. To bylo důvodem podrobného vyšetřování příčin a zejména podnětem k vypracování odpovídajících preventivních opatření. Úniky kyanidů způsobovaly závady stavebního charakteru (dané především situováním technologického zařízení do objektů s nevhodně provedenými prostory), ale zejména hlavně chybami obsluhy při zvládání detoxikace kyanidových vod. Zjištěné příčiny byly podrobně analyzovány a na základě jejich výsledků byla navržena preventivní opatření, která byla postupně zaváděna do praktické realizace. Jejich rozsah lze vyjádřit následujícím výčtem:

• Povinnost situovat technologické zařízení provozů povrchových úprav tak, aby případný únik používaných chemikálií (nejen kyanidů) byl bezpečně zachycen v prostoru objektu.
• Povinnost testace používaných přípravků v technologii povrchové úpravy z hlediska případného negativního vlivu na účinnost dané neutralizační technologie.
• Taxativně stanovený postup bezpečné likvidace kyanidových koncentrátů.
• Povinné zaškolení obsluhy neutralizační stanice, v současnosti zajišťované Českou společností pro povrchové úpravy Jihlava.
• Periodické provádění technickobezpečnostních prohlídek podle technické normy ČSN 756505 objektů povrchových úprav s cílem objektivního zjištění případných rizikových míst úniku nebezpečných chemikálií včetně možnosti zjištění případného zhoršení účinnosti neutralizační technologie odpadních vod.

Úniky kyanidů do povrchových vod byly vždy monitorovány s cílem podchytit jakostní vývoj v podélném profilu vodního toku. V minulosti však nebyly analyzovány všechny formy kyanidů, konkrétní ekotoxikologické indexy nebyly známy, nebyly k dispozici kritéria pro hodnocení kontaminace říčních sedimentů. Prioritním záměrem zde bylo o vzniklé havarijní situaci varovat níže položené odběratele vody. Přesto i tyto omezenější výsledky umožnily získat obecnější poznatky o vlivu uniklých kyanidů na jakost povrchových vod.

Obecná charakteristika kyanidového znečištění

Hlavním zdrojem byly odpadní vody z povrchových úprav objektů, kde se kyanidy vyskytují v jednoduché formě (CN^–, HCN), popř. jako komplexy s řadou těžkých kovů s rozdílnou mírou disociace. Nejstabilnější jsou komplexy s Fe a Co. Analyticky rozlišujeme celkové a snadno uvolnitelné kyanidy, jejich koncentrace ve vypouštěných odpadních vodách je dána mírou výnosu lázní do oplachových vod, výrazně vyšší obsahy vznikají při čištění nebo obměně funkčních lázní, popř. při jejich mimořádném úniku.

K jejich zneškodnění se používaly oxidační postupy (sloučeniny chloru, peroxid vodíku, ozon apod.) za podmínek co nejdůslednější segregace od ostatních odpadních vod.

Indikátorem úniků kyanidů do povrchových vod byly vždy hromadné nebo částečné úhyny ryb dle výše koncentrací. Úhyn nastává v důsledku poruchy jejich nervového systému, poruchou dýchacího ústrojí s následnou delší dobou agonie. Dostanou-li se zasažené ryby do prostředí čisté vody, nastává jejich zotavení. Variabilitu toxických účinků, zejména nižších koncentrací kyanidů ovlivňuje i druhová odolnost ryb a další možné doprovodné faktory (hodnota pH, teplota) a zejména deficit kyslíku. Toxicita jednoduchých a volných kyanidů se pohybuje v rozmezí 0,05–1,0 mg/l, pro povrchové vody platí v současnosti limit pro snadno uvolnitelné kyanidy ve výši 0,005 mg/l (NEK podle NV 401/2015 Sb. pro POV tab. 1c přílohy č. 3) v povrchových vodách.

U vlivu kyanidů nelze dále vyloučit souběh účinků dalších toxických látek. Nejběžnější je přítomnost těžkých kovů, z nichž některé (Co, Fe) tvoří s kyanidy stabilní komplexy, které jsou málo toxické. Avšak jejich disociace může být zdrojem sekundárně se projevující toxicity na ryby. Toxicita samotných kovů na ryby je ve srovnání s kyanidy výrazně nižší, to však neplatí, pokud jde o širší spektrum ostatní vodní biomasy.

Neopomenutelná je však přítomnost reziduí použitých oxidačních činidel pro detoxikaci kyanidů. Závažná byla zejména přítomnost sloučenin na bázi aktivního chloru, která ve vypouštěných odpadních vodách vždy indikuje absenci dechlorace (koncová operace detoxikace kyanidů). Toxicita chloru na ryby se pohybuje v rozmezí 0,04–0,2 mg/l a jeho souběžný výskyt s kyanidy může výrazně zvýšit především bezprostřední rozsah otravy ryb. Souběh toxických účinků chloru a kyanidů je však ovlivněn rychlejším odvětráním chloru, popř. jeho vysokou reaktivitou. Z toho důvodu toxický účinek kyanidu na níže položeném úseku toku je pak zcela dominující. Je však třeba uvést, že uvedený souběh vlivu chloru a kyanidů je možný jen v případě mimořádné protihavarijní operace ze strany znečišťovatele, provádějícího nadstandardní aplikaci sloučenin chloru, např. ve snaze omezit dopad mimořádného úniku kyanidů.

Dále je důležitý mechanismus odbourání kyanidů v toku, který je prioritně závislý na jejich disociaci na kyanovodík HCN (v závislosti na pH). Ten díky své těkavosti podléhá odvětrávání. Souběžně dochází též k biochemické degradaci. Obvyklý průběh otravy ryb v důsledku úniku kyanidů spočívá v přechodu od rozsáhlejšího úhynu k projevům omezenějšího napadení s následnou částečnou regenerací. Ze zkušeností z hodnocení kyanidových havárií vyplývá, že hydraulické podmínky příčné a podélné disperze a projevy toxických účinků na ryby nebývají s ohledem na popsané faktory přímočaré. Tento významný poznatek lze doložit následujícími příklady havárií:

1. a) Při havarijním znečištění Jizery kyanidy (1976) došlo k několikadennímu posunu průběhu otravy ryb kombinací odtoku vod z jezových zdrží (vliv zvýšených průtoků vody) a jejich postupem do úseku s kyslíkovým deficitem.
2. b) Při havarijním znečištění Labe kyanidy (2006) za abnormálních klimatických podmínek (nízký průtok vody a mrazivý teplotní stav) hromadný úhyn ryb nastal až zhruba po 17 km od místa jeho vniku do toku.
3. c) Únik většího množství ferrokyanidu z kalírny do toku vedl k velmi nízkým koncentracím volných kyanidů, k úhynu ryb došlo až v úseku pod výustí městské kanalizace.

Průběh kyanidové havárie

Mimořádný stav v jakosti vod na Bečvě probíhal ve dnech 20. 9. – 23. 9. 2020 v profilech Choryně (ř. km 56,5) až po Přerov (ř. km 11,5). Úhyn ryb byl zjištěn v oblasti Val. Meziříčí a pokračoval dále po toku. Z počátku příčina otrav ryb nebyla zřejmá – první odebrané vzorky vyloučily kyslíkový deficit, popř. vliv toxických forem NH₄. Ani pitva odebraných uhynulých ryb nevedla k rychlé identifikaci příčiny otrav.

Odběry vzorků povrchové vody a jejich následné rozbory u několika laboratoří (s určitým časovým zpožděním) prokázaly přítomnost kyanidů v úrovni jednoznačně toxických účinků na ryby. Výrazný podíl na monitoringu podélného profilu Bečvy měla laboratoř HZS záchranné služby ve Frenštátě pod Radhoštěm. Výtah z výsledků monitoringu je uveden v tabulce 1.

Tab. 1. Průběh kyanidového znečištění na Bečvě

Souběžně byl prováděn rozbor na ukazatele základního chemického složení. V protokolech je dále uvedeno, že nebyla zaznamenána přítomnost těkavých organických látek.

Z výsledku sledování lze jednoznačně označit kyanidy za dominující příčinu otravy ryb. Dále z průběhu časového výsledku monitoringu vyplynulo, že šlo o nárazové vniknutí kyanidů, vyznačující se rychlým poklesem koncentrací i následných projevů otrav ryb. Průtoky v Bečvě v době havárie byly nízké – kolem 3,0 m³/s – s následujícím navýšením v důsledku intervenčního nadlepšování vodou z nádrže Bystřička.

Další monitoring vodního toku Moravy po soutoku s Bečvou neprokázal již rizikové koncentrace kyanidů.

Identifikace zdroje znečištění

Šetření prováděl místní vodoprávní úřad a ČIŽP dne 21. 9. postupnou kontrolou výustí kanalizací nad místem zjištěného úhynu ryb. U blízkého vyústění odpadních vod z akciové společnosti DEZA byla konstatována přítomnost živých ryb v otevřené kanalizační stoce s odtékající nečištěnou odpadní vodou bez známek otrav, a to cca 100 m před zaústěním do Bečvy. Další kontrola se zaměřila na vyústění kanalizační stoky z areálu společnosti ENERGOAQUA, a.s. Rožnov pod Radhoštěm vykazující znečištění pěnou, suspendovanými částicemi a zákalem a navíc existencí kalové lavice bezprostředně pod výustí. Odebraný vzorek odpadní vody byl analyzován s výsledkem uvedeným v tab. 2.

Tab. 2. Hodnoty z rozboru odebraného vzorku z kanalizační stoky z areálu společnosti ENERGOAQUA, a.s.

Odběry a rozbory odpadní vody v dalších dnech vykázaly pokles obsahů kyanidů řádově na setiny mg/l až k hodnotám pod mezí stanovitelnosti.

Dne 25. 9. 2020 odebrala ČIŽP směsný vzorek sedimentu z koryta vodního toku Bečvy a rozbor v laboratoři LABTECH s.r.o., vykázal v sušině kalu obsahy CN_celk 318 mg/kg a CN_vol 3,29 mg/kg. Rozbor suspenze téhož homogenizovaného vzorku v laboratoři státního podniku Povodí Moravy vykázal hodnotu 14,3 mg/l CN_celk. Obsah kovů je zřejmý z tab. 3.

Tab. 3. Obsahy kovů V sušině kalu [mg/kg sušiny]

Vznik kalové lavice pod výtokem z kanalizace je v rozporu s vládním nařízením č. 401/2015 Sb. Protože tento předpis neuvádí limitní koncentrace kovů, je dále provedeno vyhodnocení této lokální kontaminace dle kritérií vycházejících z hodnot TEC (minimální koncentrace s negativními účinky na bentos). Hodnoty TEC pro hlavní kontaminanty jsou uvedeny v  tabulce 4.

Tab. 4. Hodnoty TEC pro hlavní kontaminanty

Míra závadnosti se hodnotí dle hodnot HQ (koeficient nebezpečnosti – podíl zjištěné koncentrace a hodnoty TEC). Výsledné hodnoty HQ jsou uvedeny v tab. 5.

Tab. 5. Hodnoty HQ – koeficientu nebezpečnosti

Klasifikační stupnice součtových hodnot HQ je uvedena v tab. 6:

Tab. 6. Klasifikační stupnice součtových hodnot HQ

Nález dokládá vysokou rizikovost zjištěné lokální kontaminace říčního sedimentu vůči bentosu.

Základní údaje o společnosti ENERGOAQUA a.s. Rožnov pod Radhoštěm

Nachází se v areálu bývalého státního podniku Tesla Rožnov, kde provozuje servisně vodohospodářská zařízení včetně čistírny odpadních vod, produkovaných z firem, nacházejících se v areálu (elektrotechnická výroba, povrchové úpravy apod.). Odpadní vody jsou přiváděny samospádem nebo přečerpáváním na čistírnu odpadních vod, která původně sloužila pro odpadní vody z výroby barevných televizních obrazovek. Zneškodňování jednotlivých druhů odpadních vod se provádí odstavně dvoustupňovou neutralizačně-koagulační úpravou s následující průtočnou koncovou sedimentací. Odpadní voda je dále přečerpávána na dvojici dočišťovacích lagun (o objemu 13 000 m³ každá) s výtokem do kanalizačního sběrače o délce 13,5 km, který je dále zaústěn do spojené Bečvy. V tab. 7 a 8 jsou uvedené povolené hodnoty. Zneškodnění kyanidových odpadních vod je předřazeno popsané čistírně odpadních vod. Sestává ze tří podpovrchových jímek (užitný objem 16 m³ každá), ve kterých je prováděna detoxikace odstavným způsobem dávkováním chlornanu sodného v alkalickém prostředí. Po zneškodnění a dechloraci je obsah jímky vyčerpán hadicí do jedné sekce ČOV.

Tab. 7. Stanovené koncentrační limity vypouštěných odpadních vod

Tab. 8. Povolené množství

Hlavní poznatky z šetření ČIŽP

1) Provozní řád ČOV neuváděl bezpečný postup pro provoz kyanidových jímek, dodatečně předložený doplněk (bez schválení) stanovil kontrolu efektu pomocí přebytku chloru. Zcela chybělo řádné podchycení průběhu celého pracovního a technologického cyklu včetně kompletní analytické kontroly. V procesu odstraňování kyanidů nebyly provozní laboratoří vůbec sledovány celkové kyanidy a rozbory na snadno uvolnitelné kyanidy byly nespolehlivé.

2) S časovým odstupem byla provedena kontrola stavu zneškodnění kyanidových odpadních vod a částečný výsledek je uveden v tab. 9.

Tab. 9. Částečný výsledek z kontroly zneškodňování kyanidových odpadních vod

Z výsledků je zřejmé, že obsahy jímek vykazovaly velmi vysoké koncentrace, jak kyanidů celkových, tak snadno uvolnitelných. Zvlášť závažný je výsledek rozboru zbytku dříve vyčerpané odpadní vody, který byl odebrán přímo z hadice. Navíc je zřejmý krajně nežádoucí vysoký obsah Ni a přítomnost Co, což vylučuje spolehlivý a bezpečný průběh celkové detoxikace.

Zneškodněné kyanidové odpadní vody byly dále vypouštěny na ČOV, kde docházelo k dalšímu záchytu škodlivin koagulačně-srážecí technologií a navíc k vysokému naředění s ostatními odpadními vodami. Určité indicie naznačovaly, že zejména poslední faktor (ředění) byl v případě neúčinné detoxikace využíván. K tomu je dále třeba připojit krajně nevýhodný limit na vypouštěné kyanidy, který tuto praxi umožňoval. V daném případě by byl na místě postup podobně jako u odpadních vod s obsahem nebezpečných látek dle § 16 zákona č.254/01 Sb., spočívající v uplatnění separátních limitů na tuto předřazenou část čistírenského zařízení.

Ve vztahu k havarijnímu znečištění povrchových vod šlo tudíž o vypouštění nedostatečně zneškodněných kyanidových odpadních vod po velmi vysokém naředění, čímž se tento případ odlišoval od většiny podobných havárií, ke kterým došlo v minulosti.

3) Efekt provozu vlastní ČOV nebyl prost dalších nedostatků, pokud jde o míru vypouštěného znečištění. Bylo zjištěno:

Překračování limitu dusitanového dusíku z důvodu absence potřebné předúpravy u jejich zdrojů s potenciálním rizikem toxických účinků na ryby a tvorby nitrosaminu.

Mimořádné nárazové přítoky povrchově aktivních látek s negativním ovlivněním na čištění odpadních vod, zejména účinné při sedimentaci kalu. Uvedený ukazatel není navíc podchycen v konstrukci limitu vypouštěného znečištění.

Nedostatečný záchyt těžkých kovů koagulačně-srážecím postupem (Ni, Zn).

    Pozn.: V technologii ČOV nebyl dále vyhodnocen případný negativní vliv komplexotvorných látek.

4) Nedostatkem zcela zásadní povahy bylo vyřazení dočišťovacích lagun z technologického čištění odpadních vod a jejich využití pro zásobení areálu provozní vodou. Pokud by zůstaly v původním režimu, nedošlo by k únikům kalů s obsahem těžkých kovů a případný průnik kyanidů by bylo možné účinně eliminovat.

5) Návazně na kontrolu výtoku odpadních vod z ČOV ČIŽP odebrala 25. 9. 2020 vzorek kalu z hladiny a stěn odtokového žlabu koncového usazováku. Výsledek je zachycen v tab. 10.

Tab. 10. Hodnoty rozboru kalu z hladiny a stěn odtokového žlabu koncového usazováku

Odebraný vzorek byl souběžně podroben analýze suspenze po homogenizaci, ve které byla zjištěna koncentrace celkových kyanidů 15,8 mg/l.

Po odstředění vzorku byl proveden rozklad vzorku kyselinou a následně byl stanoven obsah těžkých kovů v sušině. Výsledek je uveden v tab. 11. Koncentrace ve vodném podílu vzorku jsou v tab. 12.

Tab. 11. Obsah těžkých kovů v sušině

Tab. 12. Koncentrace ve vodném podílu vzorku

Výsledek potvrdil shodu složení kalů se sedimentem v korytě vodního toku a je přímým a jednoznačným důkazem, že v daném období nebyla provedena účinná detoxikace kyanidových vod.

Příčinou kyanidové havárie, ojedinělé v současné historii, bylo širší selhání péče o bezpečný provoz čistícího zařízení. K havárii došlo za situace dalších technologicko-provozních závad. Hlavními články tohoto selhání byly značné závady v segregaci odpadních vod, neúplná laboratorní kontrola, nespolehlivý režim vlastní detoxikace a zejména vyřazení části čistírenského komplexu z původní funkce.

Popsaný průběh kyanidové havárie na Bečvě je pouze rámcový a nepostihuje všechny detaily z nálezu velmi podrobného šetření. Bohužel o tomto mimořádném případu nebyla dosud zpracována podrobná zpráva, obsahující informace o všech aktivitách kolem této havárie, včetně kritického zhodnocení jejich výsledků. Přínos takového materiálu v oblasti využití pro realizaci budoucích protihavarijních opatření by byl zcela nesporný.

Klíčovou roli v objasnění příčin zjištěných nedostatků hrálo zejména použití metod ekologicko-forenzního šetření, které v daném případě odhalily konkrétní závady v provozu čistírenského zařízení. Použití těchto metod může překlenout i případný deficit monitoringu znečištění povrchových vod a přispět tak k průkazným zjištěním o zdrojích znečištění, případně i zjištění konkrétních závad v provoze čistících zařízení.

Stinnou stránkou této havárie byla průběžná nadměrná publikace nepřesných či neúplných informací, která výrazně snížila objektivitu vnímání této havárie u širší veřejnosti. Překvapujícím momentem zde bylo úplné pominutí zkušeností z dřívější praxe, včetně informací o tom, jaká preventivní opatření jsou standardně požadována v této oblasti.

Shrnutí

Základní otázka spočívá v tom, jak kyanidovou havárii na Bečvě lze zařadit do spektra podobných havárií. Z dostupných informací lze dojít k závěru, že příčinou toho, proč nebyla provedena účinná a bezpečně kontrolovaná detoxikace kyanidových vod, se principiálně nelišila od podobných případů v minulosti. Ojedinělost opakování havárie po dlouhé řadě let svědčí o zásadním selhání provozovatele, u něhož nebylo složité se podobné situaci vyhnout. Nález z šetření ČIŽP je plně využitelný směrem k odstranění popsaných závad ve zneškodňování odpadních vod.

Pro ostatní instituce (vodoprávní úřady, HZS, samospráva, správa povodí apod.) vyplývají z průběhu havárie poznatky a zkušenosti efektivně využitelné v budoucnosti. To však předpokládá, že budou k dispozici v přesné a nezkreslené podobě.

V návaznosti na zavedený systém prevence (platný již více než třicet let) se nelze vyhnout potřebě jeho revize, či doplnění. Provozy povrchových úprav za tuto dobu prošly dalším vývojem, aniž by zcela pominula rizika pro životní prostředí. Přes zřetelné zlepšení stavebního provedení objektů, trvají možnosti vzniku havárií. Pro návrh potřebných preventivních opatření jsou zde k dispozici výsledky velkého množství ekologických auditů z 90. let. Nově aktuální je i riziko požárů galvanizoven s nebezpečnou produkcí závadných vod z hasebního zásahu.

Použité podklady

Ing. Jaroslav Růžička
bývalý soudní znalec oboru vodní hospodářství a ochrana čistoty vod
ruzicka_jaroslav()centrum.cz