Čistota vodních toků

Předpokladem odpovědného rozhodování o cestách vedoucích ke zlepšení prostředí okolo nás je důkladná znalost jeho stavu. Nedostatek informací o znečištění českého prostředí a neúplné porozumění jejich významu dosud vyvolávají spekulace o kvalitě prostředí, jejím vlivu na biodiverzitu a člověka. Prvořadým úkolem je zjistit, kterým látkám a prvkům je třeba v ČR věnovat především pozornost a kde. Spalování značného množství nekvalitního hnědého uhlí i dlouhá historie těžby a hutnění kovů přitom neumožňují jednoduché převzetí zkušenosti z dlouhodobých demokracií, kde znečištění podobnými zdroji není a nebylo takového rozsahu jako v ČR.

Je-li naším cílem mapování znečištění na celém území státu, mohou být povrchové vody vhodným vzorkovacím médiem, neboť vodu lze považovat za krev krajiny. O potřebě zjistit chemizmus vod českých toků rozhodl Komitét pro prozkoumání Země české již koncem minulého století. I když dokončení akce znemožnil nedostatek finančních prostředků, zachovaly se nám analýzy vod z řady řek, provedené před více než 100 lety v Lovosicích, v laboratoři vedené Josefem Hanamannem. Myšlenku se podařilo realizovat až v posledních 10 letech, během kterých skupina pracovníků Českého geologického ústavu odebrala více než 14 000 vzorků vod z drobných toků, řek i nádrží na celém území ČR. Kromě základního složení vod, jejich acidobázické reakce a měrné vodivosti byly sledovány i obsahy několika stopových prvků ve vodách (arzen, berylium, fluor, kadmium, lithium, mangan, měď, olovo, stroncium a zinek.).

Obsahy hlavních složek v povrchových vodách poměrně věrně odráží složení horninového podloží a užití krajiny, a to i přes značné antropogenní ovlivnění území ČR. Koncentrace síranů, vápníku, chloridů, celkový obsah rozpuštěných látek a hodnoty pH jsou nejvyšší v pánevních oblastech, tj. především v nížinách v okolí Labe, v okolí jeho hlavních přítoků a mezi dolní Moravou a Dyjí (obr. obrázek a obrázek). Často se vyskytující představa, že nejvyšší koncentrace síranů v povrchových vodách jsou důsledkem vysokých atmosférických emisí síry, je tedy mylná. Antropogenní ovlivnění povrchových vod je ovšem výrazné a je v podstatě trojího druhu – přímé znečištění průmyslovým nebo komunálním odpadem, znečištění atmosférickým transportem a aplikací hnojiv.

Během regionální studie bylo prokázáno intenzivní lokální znečištění průmyslovými odpady na řadě lokalit, ze kterých nejznámější je neobyčejně vysoká kontaminace Vinořského potoka kadmiem (potok teče na severovýchod od Prahy). Ovzduším jsou transportovány především sloučeniny síry a dusíku, působící okyselení půd a povrchových vod a s ním spojený pokles biodiverzity. Těmito tzv. kyselými dešti je trvale a výrazně ovlivněno asi 5 % území ČR ve vyšších nadmořských výškách (viz Vesmír 67, 106, 1988/2) a nedaleko hlavních zdrojů emisí, kde jsou hodnoty pH vod nižší (obr. obrázek a obrázek). Výjimkou jsou Beskydy a Doupovské vrchy s vyšší pufrační schopností proti okyselení. Nízké hodnoty pH v prostředí usnadňují migraci hliníku a některých stopových prvků, jejichž obsahy se s klesajícím pH ve vodách rychle zvyšují. Mangan, berylium, hliník, kadmium a další stopové prvky jsou v místech vybarvených na mapě pH vod červeně a oranžově vyplavovány do povrchových vod kyselinami transportovanými ovzduším. Proto existuje zřetelná korelace mezi hodnotami pH a obsahy těchto prvků v povrchových vodách (obr. obrázek). Nepříznivě působí např. hliník rozpuštěný v kyselých a chladných vodách tajícího sněhu, který se v důsledku rozdílného pH sráží na dýchacích orgánech ryb ve formě hydroxidu hlinitého, ryby se dusí a často hynou (tzv. nemoc studených vod).

Odlišně se chovají látky existující ve vodě převážně v aniontové formě (např. arzen, selen, fluoridy), jejichž migrace v prostředí a koncentrace ve vodách nejsou tak výrazně závislé na hodnotách pH. Protože jde rovněž o látky emitované při spalování uhlí, je znečištění území ČR těmito prvky do určité míry specifické. Intenzivní znečištění ovzduší arzenem působí hromadné hynutí včelstev, jak bylo poprvé pozorováno v okolí aglomeračních pecí v Těšíně již r. 1923 (tzv. těšínská nemoc včel) a později i na několika jiných místech v ČR. Depozice arzenu nebo fluoridů převážně v okolí zdrojů emisí je příčinou jejich zvýšených obsahů v povrchových vodách tekoucích v okolí tepelných elektráren (obr. obrázek a obrázek).

Stopové prvky obsažené v povrchových vodách však vždy pocházejí z několika zdrojů. Tak např. nejvyšší koncentrace fluoridů v povrchových vodách naznačují přítomnost vývěrů podzemních vod s vysokými obsahy prvku a vysoké koncentrace arzenu se také nevyskytují jen v okolí tepelných elektráren, ale i ve vodách jižně od Prahy (obr. obrázek). Jde o oblast výskytu arzenopyritu, jehož zvětrávání je příčinou zvýšení obsahu arzenu v tamních podzemních vodách, někdy až na koncentrace vyšší než 1 mg/l. Protože pyrit a arzenopyrit často obsahují jemně rozptýlené zlato, je tato oblast současně oblastí se zvýšeným výskytem zlata. V obr. obrázek jsou rovněž znázorněny obsahy arzenu v povrchových vodách v okolí dvou lokalit, které poutají pozornost vzhledem k úvahám o možné těžbě zlata. Z těchto detailních mapek vyplývá, že v okolí Kašperských Hor, a zvláště Mokrska jsou (a vždy byly) krajina i obyvatelé vystaveni zvýšené expozici arzenu. Jakékoliv větší zásahy do horninového prostředí v oblasti výskytu arzenopyritu vyžadují opatření proti jeho migraci.

Kromě vyšší kontaminace prostředí prvky emitovanými především při spalování uhlí je v českém prostředí přítomno obecně více např. stříbra, olova, kadmia, zlata a lokálně i uranu v důsledku bohaté historie těžby a hutnění kovů. Co odlišné úrovně stopových prvků v prostředí znamenají z hlediska ekologického a hygieny obyvatel, není dosud prozkoumáno. Arbitrážně stanovené obsahy pro vodárenské toky (normy) sice přesahují zjištěné koncentrace stopových prvků spíše výjimečně (např. koncentrace arzenu v 0,4 % nebo koncentrace berylia v 11 % analyzovaných vod), neznámou však zůstávají důsledky častější, trvalé expozice nižším dávkám toxických prvků. Např. chronická expozice arzenu působí u lidí změny kůže a sliznic, časté jsou i neurologické a hematologické změny.

Posledních 10 let lze charakterizovat jako období poklesu zatížení českého prostředí emisemi. Např. pokles depozice síry na Šumavě za toto období činí asi 50 % a depozice dusíku poklesla skokově okolo roku 1990, v souvislosti s poklesem průmyslové výroby a hnojení v zemědělství. Pokles depozice atmosférických kyselin se již projevil růstem středních hodnot pH povrchových vod (např. vod jezer na Šumavě), takže území výrazně a trvale ovlivněné kyselinami transportovanými atmosférou se pomalu zmenšuje. Depozice tzv. těžkých kovů byly nejvyšší již před 25 až 30 lety a jejich pokles souvisí především s poklesem emisí částic. Mimo to velmi výrazně poklesla depozice olova v důsledku poklesu jeho obsahů v pohonných hmotách automobilů. Koncentrace olova ve vodách šumavských jezer byly v roce 1995 již o 70 % nižší než v polovině osmdesátých let. Klesá i přímé znečišťování průmyslovým a komunálním odpadem, což dokládá pokles obsahů kovů v sedimentech Labe v Hřensku (Vesmír 73, 561, 1994/10).

Tyto převážně pozitivní zprávy ovšem nelze přeceňovat. Území ČR je dosud silně znečištěno v porovnání s územím jiných států a čistota povrchových vod je velmi daleko od té, kterou popisuje Kosmas v Kronice České: tekly tam vody čisťounké, k užívání lidskému zdravé a v nich žily ryby chutné a výživné. I po neuskutečnitelném, úplném zastavení dalšího znečištování by návrat k původním, tj. přírodním podmínkám trval u prvků s nízkou mobilitou v prostředí řadu desetiletí, snad i několik staletí. Kromě toho koncentrace některých látek v prostředí stagnují nebo rostou, tak jako koncentrace přízemního ozonu nebo oxidu uhličitého v ovzduší.