Vývoj okyselení prostředí na území ČR

Pod pojmem okyselení prostředí si většinou vybavíme kyselé deště v druhé polovině minulého století. Změny v kyselosti prostředí však probíhají i dnes po odsíření uhelných elektráren a rovněž k nim došlo v minulosti, a to i přirozenou cestou.

Nárůst okyselení v atlantiku

Na začátku holocénu je v preboreálu (10–9 tis. let BP) bazický prach (Ca, Na, K), který byl během glaciálu  uvolňován mechanickým zvětráváním (velké výkyvy teplot), šířen větrem krajinou, což podmiňuje vznik spraší (10 % Ca + křemitý prach s Fe). To vše je umožněno díky suchému podnebí. Půdy jsou zejména bazické, a to umožňuje migraci stepních druhů (např. koniklec, hlaváček jarní atp.).

Následující období boreál (9–8 tis. let BP) je stále suché, ale teplejší. Především bazifyty migrují z Moravy do Čech (do Českého krasu). Kyselý opad z jehličnatých stromů je kompenzován podrostem.

Velká změna přichází v atlantiku (8–5 tis. let BP), kdy narůstá množství srážek. To způsobuje vymývání vápnitých iontů z půd, které je intenzivní především ve vyšších polohách. Díky tomu klesá pH na výše položených stanovištích intenzivněji a dochází tak k velké diferenciaci stanovišť podle kyselosti.

Přirozené odvápňování krajiny zvolna stále pokračuje, toto je však například kompenzováno nevědomým prášením vápenci ze stavebního ruchu.

Počátky antropogenního ovlivňování kyselosti prostředí

Prvním ovlivněním je odlesňování krajiny od neolitu a vytváření umělé kulturní stepi. V těchto odlesněných ekumenách docházelo k rychlému uvolňování a přijímání Ca a nedošlo zde k výraznému odvápnění – pH zde bylo víceméně zachováno. V těchto místech se dnes nacházejí černozemě.

Od 17. století na našem území dochází k těžbě vitriolových břidlic, při jejichž zvětrávání se uvolňuje H2SO4. Na Plzeňsku se jejich loužením získávala cenná kyselina a dodnes nalezneme v tehdejších lomech jezera se slabou kyselinou sírovou.

Při prvních aplikacích hnojiv pak docházelo k nežádoucímu okyselení. Při aplikaci tzv. čilského ledku, zdroji dusíku, docházelo ke vzniku kyseliny dusičné v drobných množstvích. Rovněž první průmyslová hnojiva působila nežádoucí okyselení (výzkumy v Německu, vedlejším produktem jsou nervové-paralytické plyny).

Produkce oxidu siřičitého

Oxid siřičitý vzniká spalováním uhlí a reaguje v atmosféře s vodou a vzniká středně silná a nestálá kyselina siřičitá, která pak dopadá spolu se srážkami jako kyselý déšť na zemský povrch.

Zpočátku nemusí být vliv této kyseliny patrný, rostliny jsou nejprve schopny poškození opravovat. V případě, že kyselina takto bezprostředně poškozuje rostliny, jde o přímé okyselení. Nejnebezpečnější jsou pak mlhy, v kterých mlžné kapičky kyseliny obalí stromy. V zimě je ještě zákeřnější jinovatka a námraza, kdy kyselina leptá rostlinu i několik měsíců.

Pokud jsou rostliny poškozovány změnou pH přes půdu, jedná se o nepřímé okyselení (problémy s enzymy atp.).

Produkce SO2 měla masivní dopady na okyselení prostředí. První odumírání lesů se datuje do roku 1869 v okolí Chomutova, šlo však spíše o nějaký lokální únik látek. Vliv okyselení produkcí SO2 je ve významnější míře na území Česka přítomen od dob 1. republiky.

Plně se však problém projevuje v 60. letech, kdy schnou ve velkém lesy v Krušných horách. Smrky byly naleptávány, produkovali silice a tato vůně nalákala kůrovce, který zde smrky „dorazil“.

V Krušnohoří (ale i na Ostravsku) se začínají postupně projevovat obrovské problémy s ovzduším, statistiky úmrtnosti a nemocnosti letí nahoru a komunisté se obávají povstání a nepokojů. Přichází s řešením, které odkoukali z Porúří v Německu. Začínají se stavět vysoké komíny, které zplodiny vynesou pryč od lidí do atmosféry až nad inverzi.

Ačkoliv to přináší zlepšení v sídlech, toto řešení je pouze dočasné. Do 10 let se množství imisí projevuje, akorát o kus dále. Příkladem je Švédsko, v němž spady z Evropy způsobily okyselení jezer a následné úhyny ryb v nich.

Imisní katastrofa v Krušných horách

Kyselá depozice neprobíhala díky politice vysokých komínů u sídel, ale v okolních horách. V 70. letech masivně odumírají jehličnany v Krušných horách, a to hlavně jedle a smrky. Vůně silic z poškozených stromů nalákala kůrovce, který se zde rozšířil a stromy „dorazil“.

Stromy byly mimo jiného poškozovány kromě přímého okyselení i okyselením nepřímým, které ztížilo příjem živin, mobilizovalo toxický hliník ze zvětralin, omezilo růst stromů a podpořilo napadení kořenových systémů patogenní houbou.

Imise však nebyly jediným důvodem úhynu kultur na horách, mezi další faktory patřilo rozšíření monokultur, špatné obhospodařování, přemnožení spárkaté zvěře, nevhodné osivo a další!

Dokladem špatného hospodaření u nás byly hranice imisních holin v Krušných horách, které se víceméně shodovaly s hranicí státní. Špatné hospodaření je i problémem dneška, kdy je smrk sázen na živné a bazické půdy a jiná nevhodná stanoviště – mezibuněčné prostory jsou vlivem rychlejšího růstu větší a strom je pak snadněji napadnutelný houbami. Velice běžnou je tzv. červená hniloba, díky níž se stromy snadněji lámou při silnějším větru.

Vliv imisí na další česká pohoří

V 70. letech začínají odumírat Jizerské hory, a to vlivem polské uhelné elektrárny Turow o výkonu 1000 MW. Stromy zde kolem roku 1979 ve finále nelikviduje kůrovec, ale obaleč modřínový, který žere jehličí a prodělal zde obrovskou populační explozi.  Na závětrných stranách hor, kde bylo primární poškození menší, stromy přežívají.

Obaleč modřínový poté napadá i Krkonoše a přistupuje se k vápnění lesů z letadel. To byl však pro půdu šok a od této akce se upustilo, protože její efekt nebyl jednoznačně příznivý.

V 80. létech začínají usychat i Orlické hory, ty však již byly vlivem plavení dřeva do Kutné hory od středověku přetěžované a ve špatném stavu (již v roce 1550 rozsáhlé holiny).

V Beskydech se okyselení díky flyši s vápnitým tmelem příliš neprojevilo, v roce 1979 však usychají jedle v Hostýnských vrších (750 m n.m.), což již mnohé lidi vylekalo. Začínají se v lesích vymezovat imisní pásma (pásmo A – nejhorší – životnost stromů do 20 let, B – 40 let, C – 60 let, D – 80 let). Zhruba 46 % lesů na území Česka se nacházelo v těchto pásmech.

Na konci 80. let usychají i kultury na Vysočině a Ždárských vrších, které byly silně přesmrčené. V Jeseníkách byly škody spíše maloplošné díky přítomnosti bazičtějších hornin, rovněž se na vrcholcích nacházely klimaxové smrčiny s původním a odolnějším ekotypem smrku.

Kůrovcová kalamita na Šumavě

Šumava byla imisemi zasažena málo, vzduch do ní totiž proudil převážně od západu a vyskytuje se zde pouze imisní pásmo D. Nicméně v roce 1985 zde graduje kůrovec, a to kvůli málo odolnému nížinnému ekotypu smrku. V roce 1990 nastává kritická situace, populace kůrovce zažívá obrovskou explozi, mezi lesáky se ujímá označení, že je les nabouchlý broukem.

Situace na Šumavě je pak zhoršena nekoncepční péčí, nejprve se rozsáhle preventivně kácí, v reakci mimo jiné na to se dostávají do parlamentu Zelení a zastavují rozsáhlé těžby dřeva. Nicméně v roce 2007 přichází orkán Kyril a způsobuje rozsáhlé polomy, které nestíhá NP zpracovat. Na Šumavě se pak opět šíří kůrovec a dochází k návratu k preventivnímu kácení. Tyto změny v přístupu k hospodaření v NP situaci rozhodně nepomohly.

V současné době je problém s kůrovcem všude a jde o středoevropský problém, kůrovec napadá málo ekologicky odolné smrkové kultury.

Odsíření elektráren

V reakci na kyselé deště bylo nutné zjednat kroky k nápravě a bylo rozhodnuto, že uhelné elektrárny v Československu je nutno odsířit.

V USA a na západě šli cestou tzv. suchého odsíření za použití vápence. Reakcí se sírou vznikala do té doby nepříliš běžná sádra (pouštní materiál, v Evropě nebyl), a to v takovém množství, že jí byl až nadbytek. Důsledek toho byl takový, že od 70. let se v USA rozmohl sádrovec jako jeden z hlavních stavebních materiálů (sádrokarton).

Československo se rozhoduje, že nepotřebuje sádru a chce jít vlastní cestou tzv. mokrého odsíření. Z tohoto odsíření by byla získávána jako produkt kyselina sírová pro chemický průmysl. Projekt mokrého odsíření se však neustále protahoval a po revoluci byl vývoj zastaven a byly dojednány licence pro západní, suchý způsob odsíření.

Následky okyselení lze vidět do dnešních dní, nicméně kromě vesnic (nekontrolované spalování nekvalitního paliva, až pětinásobné překročení norem v zimě) okyselení způsobené oxidy síry významně pokleslo. U odsířených elektráren je množství síry o 93 % nižší.

Oxidy dusíku

V současnosti čelíme především imisím z dopravy, problémové z hlediska kyselosti jsou především oxidy dusíku NOx. To podporuje vznik kyseliny dusičné, která právě snižuje pH prostředí, při fotochemických reakcích taktéž vzniká přízemní ozón.

Zároveň se dostává do krajiny množství dusíku a tím se celé životní prostředí „hnojí“. Mezi důsledky zvýšení dusíku v krajině patří vyšší přírůstek biomasy například v lesích. Kolem roku 2000 byl prováděn výzkum na Pradědu, přírůstek smrků se zde za pouhé dva roky zvýšil ze 4 cm/rok na 16 cm/rok. Les sice rychleji roste, je ale snáze napadnutelnější houbami a je křehčí (větší mezibuněčné prostory). Taktéž se zvyšuje horní hranice lesa.

V krajině začíná vznikat kombinace, která zde předtím nebyla. Stanoviště jsou kyselejší, zároveň je ale na nich více dusíku. Co to udělá s naší krajinou nevíme. Tato situace zatím silně svědčí invazivkám, například netýkavce.

Kyselý spad ovlivňuje mimo organismy i například sochy, u kterých je pak rozpouštěn tmel a mnoho z nich tak bylo schováno do depozitářů (často vystaveny kopie), nebo také konstrukce, které rychleji korodují. Atlas životního prostředí ČSFR z roku 1992 je dobrým přehledem, jaký byl stav životního prostředí na konci socialismu.