Dr. Clement Adrienne Felszíni vizek minősége és terhelhetősége: a vízminőség-szabályozás új feltételrendszere a VKI tükrében BME VÍZI KÖZMŰ ÉS KÖRNYEZETMÉRNÖKI TANSZÉK 1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3. Tel:

Felszíni víz (befogadóra) vonatkozó követelmények változása Felszíni víz minősítés (MSZ 12749): állapotértékelés, vizek minősítése (5 osztály) – nincs jogkövetkezmény!Felszíni víz minősítés (MSZ 12749): állapotértékelés, vizek minősítése (5 osztály) – nincs jogkövetkezmény! Víz Keretirányelv (220/2004. (VII.21.) Korm. Rendelet a felszíni vizek minősége védelmének szabályairól) + Új EQS rendelet (10/2010 (VIII.14) VM rendelet a felszíni víz vízszennyezettségi határértékekről és azok alkalmazásának szabályairól) → „Jó állapot” elérése kötelező, intézkedési kényszer!Víz Keretirányelv (220/2004. (VII.21.) Korm. Rendelet a felszíni vizek minősége védelmének szabályairól) + Új EQS rendelet (10/2010 (VIII.14) VM rendelet a felszíni víz vízszennyezettségi határértékekről és azok alkalmazásának szabályairól) → „Jó állapot” elérése kötelező, intézkedési kényszer! Emisszió (kibocsátási) és az immissziós (befogadó határértéken alapuló) szabályozást össze kell hangolni!

Viszonyítási alap: zavartalan (antropogén hatásoktól mentes) állapot, ez a kiváló Mit jelent a „jó állapot”? Víztípusok Típus-specifikus referencia viszonyok A biológiai, hidrológiai és a morfológiai jellemzők nem jeleznek emberi beavatkozást; a szennyező-anyagok koncentrációja megfelel a természetes háttérértékeknek, szintetikus anyagok nem mutathatók ki; a vízhez kötődő élőhelyek számára biztosított a megfelelő vízmennyiség. Típusokra meghatározott jó állapot Kismértékű eltérés a kiváló állapottól Célkitűzés víztestekre (869 vízfolyás, 296 állóvíz, 185 FAV)

Water quality assessment: Classification of ecological status according to WFD requirements River and lake water bodies

Nem jó állapot oka: 90%-ban hidro- morfológiai hatások, 50%-ban szennyezések (tápanyag-terhelés) Felszíni víztestek ökológiai állapota Vízfolyások Állóvizek VGT által jellemzett időszak:

EUTROFIZÁCIÓ MIATT NEM JÓ ÁLLAPOTÚ VÍZTESTEK ÉS VÍZGYŰJTŐIK Ország területének 55%-a

Szennyezések okai: Tápanyagterhelés (P) megoszlása források szerint Szennyvízterhelés a nagy városokra koncentrálódik Dombvidék: terhelés 70%-ban diffúz Síkvidék: pontszerű – diffúz arány 50% - 50%

Szennyvízbevezetések 694 kommunális szennyvíztisztító telep (1663 településről összegyűjtött háztartási és ipari szennyvíz) 202 közvetlen ipari kibocsátó

Kritikus hely Szerves (szennyvíz) terhelés hatása Oldott oxigén modell (Streeter and Phelps, 1925) C – oldott oxigén (mg/l) L – biológiailag bontható szervesanyag (BOI, mg/l) k 1 – lebontási tényező (1/nap) k a – oxigén beviteli tényező (1/nap) Vízminőségi hatás: Szervesanyag eltávolítás és nitrifikáció alkalmazása különböző hígulási viszonyoknál (Q folyó /q szennyvíz )  C = f (Q/q) A befogadóban várható vízminőségi hatás a hígulási aránytól függ!

Váradi Zsolt – Fehér Gizella Alsó-Duna-völgyi Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság

Hígulási arány (átlag) Gyenge/rosszMérsékeltJóKiváló Makr.gerinctelenekFitobenton Fizikai-kémiai jellemzők Szennyvízzel terhelt vízfolyások ökológiai állapota A szennyvízbevezetéshez tartozó hígulási arány átlagos értékének függvényében Szennyvíztisztítás Szervesanyag eltávolítás és nitrifikáció alkalmazása különböző hígulási viszonyoknál (Q folyó /q szennyvíz )

Szvt. Kapacitás (LE) Jelentős hatás > % % % < % Összes38% A terhelés jelentős, ha önmagában is elegendő ahhoz, hogy a befogadóra előírt célkitűzés teljesítését megakadályozza. Terhelések és hatások: A befogadóra gyakorolt hatás szempontjából jelentős terhelést okozó szennyvízbevetések (2015-ös állapot)

Hatás a felszíni befogadóra Projektek száma, db. Projekt forrása, Mrd Ft Összes (EU támogatás) Javulás várható66148 (123) Semleges93254 (209) Romlás várható56120 (101) KEOP Szennyvizes projektek értékelése környezeti hatás szempontjából o Meglévő csatorna-szennyvíz rendszerek bővítése, o új csatornahálózat kiépítése a hozzá tartozó szennyvíztisztító teleppel. 215 db. szennyvizes tárgyú KEOP projekt, kezdés ideje , befejezés között, 522 Mrd Ft beruházási összköltség

Terhelhetőség („immissziós”) alapú kibocsátás szabályozás Víz Keretirányelv Jó ökológiai és kémiai állapot Jogi kényszer: Vízgyűjtő-gazdálkodási terv (VKKI, 2010) 10/2010 VIII.17. VM rendelet rendelet a vízszennyezettségi határértékekről 220/2004 Korm.rend. a a felszíni vizek minősége védelmének szabályairól Célkitűzés a víztestekre A kibocsátott, tisztított szennyvízre vonatkozó elfolyó vízminőségi követelményeket terhelhetőségi számítások alapján kell megállapítani, valamint több komponensre is kiterjeszteni, és amennyiben a VKI által előírt, a befogadóra vonatkozó víztípustól függő vízminőségi célállapot (jó ökológiai és kémiai állapot) nem teljesül, szigorítani kell.

Új szempontok a tisztítási követelmények megállapításánál: az EU VKI figyelembe vétele 1.Minimum feltétel (91/271 EC, 2008/1/EC) → 28/2004 (XII. 25.) KvVM rendelet technológiai határértékei); 2.A kibocsátott tisztított szennyvíz előírásokat terhelhetőségi számítások alapján kell megállapítani, valamint több komponensre is kiterjeszteni, és amennyiben a VKI által előírt, a befogadóra vonatkozó, víztípustól függő vízminőségi célállapot (jó ökológiai és kémiai állapot) nem teljesül, szigorítani kell; 3.A terhelhetőség vizsgálatát a vízjogi engedélyezés során el kell végezni, a VKI szerinti vízgyűjtő gazdálkodási tervek (VGT) készítésével összhangban.

A terhelhetőség alatt, jogi értelemben a felszíni vizek 10/2010. (VIII. 18.) VM rendelet 2. mellékletében megadott vízminőségi kritériumok teljesítését biztosító terhelési célállapot értjük, melyet a 220/2004. (VII. 21.) Kormányrendelet az alábbiak szerint fogalmaz meg: „előzetes víz szennyezettségi vizsgálatok és a vonatkozó víz szennyezettségi határérték alapján az illetékes környezetvédelmi felügyelőség által megállapított olyan mértékű, még megengedhető terhelés, amely mellett még biztosítható a környezeti célkitűzés elérése”. Terhelhetőség – jogi értelmezés

Az a „tartalék”, ami a befogadó öntisztulását figyelembe véve, a meglévő (kiinduló) állapot és a célállapot között egy adott víztest esetében az antropogén behatásokra „rendelkezésre áll”.Az a „tartalék”, ami a befogadó öntisztulását figyelembe véve, a meglévő (kiinduló) állapot és a célállapot között egy adott víztest esetében az antropogén behatásokra „rendelkezésre áll”. Kémiai értelemben a mértékadó vízhozam és a befogadóban megengedett koncentráció növekmény (dC = EQS – Ch) szorzatából áll elő.Kémiai értelemben a mértékadó vízhozam és a befogadóban megengedett koncentráció növekmény (dC = EQS – Ch) szorzatából áll elő. Mind a kiindulási, mind pedig a tervezett, jövőbeli állapotot befolyásolja a vizsgált, szabályozandó szennyvízkibocsátás mellett meglévő egyéb (pontszerű, diffúz és felvízről érkező) szennyező források megléte (Ch).Mind a kiindulási, mind pedig a tervezett, jövőbeli állapotot befolyásolja a vizsgált, szabályozandó szennyvízkibocsátás mellett meglévő egyéb (pontszerű, diffúz és felvízről érkező) szennyező források megléte (Ch). Terhelhetőség – műszaki definíció

Pontszerű bevezetés, x=0, C=C 0 kezdeti feltételt alkalmazva a szennyezőanyag folyás irányú koncentrációja elsőrendű kinetikát feltételezve, m értékadó vízhozam (stacionárius állapot) azonnali elkeveredés (keskeny folyó) mellett: C(x) = C 0 exp (-k x/v x ) k - a lebomlás sebességét jellemző kinetikai állandó v x - a vízfolyás középsebessége. C h - a bevezetés feletti háttér koncentráció, Q - a befogadó (terhelési állapot szempontjából mértékadó) vízhozama, C sz - a szennyvíz minőségét jellemző koncentráció, q - a szennyvíz hozama Mitől függ a terhelhetőség?  C = f (Q/q) A befogadóban várható vízminőségi hatás a hígulási aránytól függ! dC = C sz q/(Q+q) dC

Tisztítási követelmény megadása (elfolyó víz minőségére vonatkozó határérték) az immissziós határérték (C HÉ ), a háttér koncentráció (C háttér )és a befogadó hígító kapacitásától (Q/q) függően  C max = C HÉ – C háttér = 0.1 mg/l Példa: Település 3000 LE → 100 l/fő/nap → 300 m 3 /nap → 3.5 l/s Befogadó KÖQ = 0.1 m 3 /s → Q/q ≈ 30

Szennyvíztisztítási követelmények az oxigén háztartás miatt kockázatos befogadókra A szennyvízbevezetések esetén a nitrifikáció (NH4-N eltávolítás) előírása a befogadó víztestre számított hígulási arány alapján meghatározható,A szennyvízbevezetések esetén a nitrifikáció (NH4-N eltávolítás) előírása a befogadó víztestre számított hígulási arány alapján meghatározható, –dombvidéken Q/q<30, –síkvidéken Q/q <100, –pangó víznél Q/q <200 esetén javasolt a nitrifikáció alkalmazása. Kritikus vízhozam a hígulási arány számításához: valamely kisvizes (pl.90%-os tartósságú, augusztusi 80%-os tartósságú vízhozam)Kritikus vízhozam a hígulási arány számításához: valamely kisvizes (pl.90%-os tartósságú, augusztusi 80%-os tartósságú vízhozam)

Terhelhetőség meghatározásának kritikus kérdései Mi a kiinduló állapot (jelenlegi vízminőség)? Hol kell a határértékeknek megfelelni? Milyen vízhozam tekinthető mértékadónak? Állóvizek, speciális esetek? Háttér hatás, több szennyezőforrás hogyan kezelhető? …

Monitoring → a víztest állapota a szennyezés hatásának kimutatása szempontjából „reprezentatív” hely(ek) Vízminőségi monitoring szerepe Elkeveredési zóna C < EQS C > EQS Vizsgálat célja: Feltáró monitoring Operatív monitoring Vizsgálati monitoring C = ?

Keveredési zóna 2008/105/EC Gyakorlat: L = 10 x B (m), vagy L =1 km (B<100m), feltételezve, hogy L < a víztest teljes hosszának 10%-a A keveredési zónában az EQS túllépés megengedett! 10/2010 (VIII.18) VM rend. Meghatározás: Áramlási viszonyok befolyásolják L = F (B 2, D y, v x ) CIS útmutató: több lépéses vizsgálat: - jelentős-e a terhelés? - egyszerűsített számítás (elkeveredés utáni koncentráció növekmény az EQS %-ában) - modell (2D, 3D)

Mértékadó vízhozam Mire vonatkozik a vízminőségi határérték? AA-EQS, MAC-EQS, 90%-EQS Q átlag, Q50%, Q90%, Q min ? EU útmutató: Q90% Időszakos vízfolyás: tartósságtól függ, szélső esetben Q=Q szennyvíz Csatornák: üzemállapotok szerint (belvíz, öntözés)

Terhelésre különösen érzékenyek (tápanyagok: foszfor, veszélyes anyagok)Terhelésre különösen érzékenyek (tápanyagok: foszfor, veszélyes anyagok) Elkeveredési zóna a tavi áramlásoktól függ (szél hatása, vízmélység)Elkeveredési zóna a tavi áramlásoktól függ (szél hatása, vízmélység) A hígítási egyenlet nem használhatóA hígítási egyenlet nem használható Állóvizek V – az állóvíz befogadó víztérfogata  – az állóvíz tartózkodási ideje Közelítés (konzervatív)

Több szennyezőforrás, háttérterhelés Monitoring (anyagáramok meghatározása, „göngyölítés”)

Felszíni víztest befogadóba történő szennyvízbevezetés engedélyezése esetén szükséges lépések Víztest jelenlegi állapota Célállapot Megengedhető terhelés meghatározása Eléri a célállapotot? Emissziós határérték szigorítása Szükséges terhelés csökkenés meghatározása A diffúz terhelések csökkentésével elérhető a célállapot? A szennyvíztisztító működésbe lépése után is elérhető a célállapot? Van-e egyéb, tervezett (új) szennyvíztisztító telep a víztesten? igen nem igen A tisztítási követelmény megfelelő, kibocsátási engedély kiadható nincs A meglévő pontforrások szabályozásával elérhető a célállapot? A felvízi vízminőség javításával elérhető a célállapot? igen nem Másik befogadó, vagy a célállapot nem teljesíthető (enyhébb cél) nem van

A SZENTLÉLEK-PATAK TERHELHETŐSÉGÉNEK VIZSGÁLATA vízgyűjtőterülete 117,80 km 2, szabályozott, mély vezetésű, 2-3 m széles ásott trapéz szelvényű meder

Szécsényi regionális szennyvíztisztító telep Jelenlegi Bővítés után Kapacitás m 3 /nap LAE Elfolyó vízminőségi határérték (technológiai) mg/l BOI 5 25 KOI cr LA35 Elfolyó vízminőségi határérték (egyedi) mg/l NH4-N102/20* ÖN5525/50* ÖP105 (2) m 3 /nap 50 – 130 mg/l mg/l mg/l 3-6 mg/l Mért értékek

Szécsény, időszak, adatforrás: KDV-KöTeViFe Vonalak: fizikai-kémiai minősítő rendszer, 5. típusra vonatkozó osztályhatárai, kék – kiváló/jó, zöld – jó/mérsékelt, narancs – mérsékelt/gyenge, piros – gyenge/rossz) Szentlélek-patak vízminősége: sótartalom és oxigén háztartás

Szécsény, időszak, adatforrás: KDV-KöTeViFe Vonalak: fizikai-kémiai minősítő rendszer, 5. típusra vonatkozó osztályhatárai, kék – kiváló/jó, zöld – jó/mérsékelt, narancs – mérsékelt/gyenge, piros – gyenge/rossz) Szentlélek-patak vízminősége: növényi tápanyagok

KomponensÉvC átlag Csoport/minősítés Vezetőképesség uS/cm Sótartalom (mérsékelt) Klorid mg/l ,8 pH (helyszíni mérés) 20097,8Savasodási állapot 20108,1(kiváló) Oldott oxigén telítettség200939,3 Oxigén háztartás (mérsékelt) %201064, ,0 Oldott oxigén20094,7 mg/l20107, ,6 Biokémiai oxigénigény (BOI5)20098,5 mg/l20104, ,8 Oxigénfogyasztás (KOId)200934,5 mg/l201018, ,0 Ammónium-nitrogén20099,1 mg/l20102, ,2 Nitrit-nitrogén20090,3 mg/l20100, ,3 Nitrát-nitrogén20095,5 Növényi tápanyagok (gyenge) mg/l20107, ,7 Ortofoszfát-P mg/l Összes foszfor mg/l Összes nitrogén200916,8 mg/l201010, ,7 PATAK MINŐSÍTÉSEPATAK MINŐSÍTÉSEPATAK MINŐSÍTÉSEPATAK MINŐSÍTÉSE

Mintavételi helyek 1.Ipoly a patak torkolat felett 2.Szentlélek patak felvíz 3.Tisztított szennyvíz 4.Alvíz elkeveredés után 5.Alvíz 2,2 km-re

Szentlélek-patak vízhozama Q = 45 l/s

Felmérés kisvizes időszakban – jelenlegi és előrejelzett

Vízminőségi modell paraméterezése

Jelenlegi (mért és számított) és a telep bővítése és korszerűsítése utáni, Q = 45 l/s vízhozamnál előrejelzett koncentrációk Előrejelzés kisvizes állapotra

Paraméter2011 (jelen)Fejlesztés után Old.oxigén, mg/l7,68,3 BOI 5, mg/l6,81,56 KOI d, mg/l249,89 NH 4 -N, mg/l5,23,01 NO 2 -N, mg/l0,310,22 NO 3 -N, mg/l6,77,37 Össz. N, mg/l6,74,67 PO 4 -P, mg/l0,320,47(0,11)* Össz. P, mg/l0,510,7(0,25)* Cl, mg/l7071 Vezetőképesség, µS/cm Éves átlag előrejelzése A mederbeli koncentráció a szennyvíz terhelés és az összes egyéb (diffúz) szennyezés eredőjeként alakul ki, Az egyéb terhelések változatlan tartása mellett a szennyvíz eredetű koncentráció növekmény változását vetítjük a jelenlegi állapotra.

Alvizi hatások: Ipoly

Ipoly dC* az elkeveredésből számítható növekmény

Elkeveredési zóna számítása Monitoring pont: 700 m-rel a bevezetés alatt

Terhelhetőség vizsgálat - összegzés A Szentlélek-patak jelenleg szennyezett állapota egyértelműen betudható a szennyvíztelepről érkező terhelés hatásának. A telep bővítése és rekonstrukciója az elfolyó vízminőség jelentős javulását és a patak terhelésének csökkenését eredményezi. Vízminőség javulás elsősorban az oxigén háztartás jellemzőiben várható. Ezeknél a paramétereknél a VKI szerinti, típus-specifikus vízminőségi célok (jó állapot) elérhetők lesznek. A tápanyagok és a sótartalom esetében a telep rekonstrukciót követően a hatóság (KDV KTVF) által már megállapított elfolyó vízminőségi határértékek betartása esetén sem lesz elérhető a célállapot. Ennek oka egyrészt a patak egyéb szennyezőforrásokból, főként a talajvízből származó diffúz terhelése (nitrát), másrészt az elegendő hígítást biztosító vízhozam hiánya. Az elkeveredési zóna elhelyezkedését és a vízfolyás öntisztuló képességét figyelembe véve a szennyvízterhelésből származó vízminőségi hatások ellenőrzésére a 22-es főútút Szécsény városi hídnál található szelvénye javasolt.

Következtetések A VKI-ból származó új kritrériumok: befogadó határérték, terhelhetőségA VKI-ból származó új kritrériumok: befogadó határérték, terhelhetőség –térben, időben változó állapotok: statisztikai alapú megközelítés –→ egyedi mérlegelést igényel! Szennyvízbevezetés, szennyvíztisztítási igény:Szennyvízbevezetés, szennyvíztisztítási igény: –A terhelésre érzékeny, kis vízhozamú befogadóknál az utótisztítás (pl. tavak, szűrőmezők) szükséges lehet, –vizsgálandó az alternatív befogadó, illetve a tisztított szennyvíz elszikkasztásának lehetősége. SzabályozásSzabályozás –Joghézagok kezelése (összehangolás, hiányzó jogszabályok) –Útmutatók, gyakorlati szempontok Monitoring elkerülhetetlenMonitoring elkerülhetetlen –Emisszió, immisszió, vízhozam! –Feladatok összehangolása (Felügyelőség, KöVizig)