Říční niva řeky Litavky: nechtěné toxické dědictví

Řeka Litavka pramení v naší nejmladší chráněné krajinné oblasti Brdy, protéká Příbramskem, známým bohatou těžební a průmyslovou historií, a v Berouně se vlévá do řeky Berounky. Z celkové délky toku 56 km má úsek až po Lochovice podhorský charakter, od Lochovic se podélný spád zmírňuje a řeka vstupuje do převážně kanalizovaného koryta, které je zpevněno a vyztuženo betonem nebo velkými kameny. Říční niva, prostor, který řeka utváří a pravidelně zaplavuje, byla v případě Litavky významně ovlivněna lidskou činností. Zejména se jedná o kontaminaci skupinou toxických prvků, jako je olovo (Pb), zinek (Zn) nebo kadmium (Cd).

Ve vývoji každé řeky jsou obvykle patrné časové etapy, vycházející z dlouhodobých změn klimatu i změn ve využití povodí člověkem, které lze vzájemně odlišit v režimech depozičních a erozních procesů v nivě. V krátkém úseku Litavky pod Příbramí, zejména v úseku od Trhových Dušníků po Bratkovice, jsme v dnešní době svědky takovéto změny. Nivní sediment silně kontaminovaný v důsledku těžby a úpravy rud, uložený zde během předchozího režimu depozice i při průtržích flotačních odkališť, je dnes zdrojem materiálu podléhajícího erozi. Litavka při zvýšených průtocích bočně eroduje nivní sedimenty, její koryto se rozšiřuje a bočně posouvá. Eroze starých environmentálních zátěží a transport ve formě plavenin (suspenze) jsou významným zdrojem kontaminace Litavky a navazující říční sítě.

Jak ze staré těžby a zpracování rud vznikne novodobý problém?

Litavka protékající oblastí Středních Brd, v bývalém vojenském výcvikovém prostoru, a odvodňuje zhruba východní polovinu Středních Brd. Dravý podhorský potok se v oblasti Příbramska stává malou říčkou protékající přes Bohutín, oblast Březových Hor a Trhové Dušníky, odkud dále pokračuje přes Čenkov a Rejkovice do Zdic a z Králova Dvora pak do Berouna, kde se vlévá do řeky Berounky (průměrný roční průtok na hlásném profilu ČHMÚ Beroun je 2,54 m3/s).

Pestré geologické složení oblasti, kterou řeka Litavka protéká, poskytovalo od dávných dob mnoho možností k dobývání řady kovů. První těžba rozsypového zlata ve štercích bývá přisuzována Keltům. Ve středověku pak začalo v oblasti Příbramska dobývání rudních žil obsahujících stříbro (Ag), Pb, Zn či antimon (Sb). Ovšem největší rozmach těžby nastal v 19. století, za použití nejmodernějších tehdy dostupných technologií, a to zejména v oblasti tzv. Březohorského rudního ložiska a rudního ložiska Bohutín.

Velkým problémem při těžbě a zpracování horniny obsahující vzácné kovy je vznik odpadů, většinou se jedná o velké množství jemně rozemletého horninového materiálu. Jedině v jemnozrnném stavu lze úpravnickými metodami, zejména tzv. flotací, oddělit užitkové rudní minerály od neužitečného odpadu (hlušiny). Tato separace ale není nikdy úplná, takže i odpadní flotační kaly obsahují určitý podíl rudních minerálů. Tak jako jinde, i na Příbramsku byla v oblasti Březových hor zakládána odkaliště pro trvalé uložení flotačních odpadů, stále ještě obsahujících značný podíl rizikových prvků, např. Pb, Zn, Sb, Cd a také rtuti (Hg).

Při nesprávném provozu nebo nevhodném umístění nedokáže odkaliště čelit velkému přísunu srážkových vod, a proto v oblasti tzv. Vojtěšského úpravárenského odvalu došlo v letech 1932 a 1952 k haváriím, při kterých se protrhla hráz odkaliště a přitom se obrovské množství (odhaduje se cca 700 000 m3) těžebních odpadů v podobě jemnozrnných materiálů dostalo do koryta Litavky. Při povodních má řeka vysokou schopnost unášet materiál a dochází tak k transportu materiálu i na velké vzdálenosti. Jakmile rychlost proudění vody klesá, dojde k jeho sedimentaci a transportovaný materiál je opět uložen. V případě řeky Litavky se takovým místem stala poměrně široká niva pod obcí Trhové Dušníky, kde kvůli snížení spádu toku voda ztratila svou unášecí schopnost, a došlo proto k uložení materiálu pocházejícího z těžby a zpracování rud.

Řada detailních studií prokázala, že na původně relativně neznečištěných sedimentech z období před počátkem těžby a zpracování rud je uložena až 1,7 m mocná vrstva, tvořená jemnozrnným sedimentem se zvýšeným obsahem rizikových prvků. V dnešní době se toto území s uloženými znečištěnými sedimenty stalo zdrojovou oblastí materiálu při povodních.

Z hlediska ochrany přírody je zajímavé, že ani poměrně vysoké obsahy rizikových prvků nebrání živé přírodě a že živé organismy (rostliny i živočichové) jsou schopny snášet i vysoké koncentrace toxických elementů deponovaných v prostředí. Nalezneme zde řadu chráněných druhů rostlin a živočichů, například bohaté porosty kosatce sibiřského, častá je zmije obecná atd.

Migrace koryta při povodních v důsledku boční nestability břehů

K menším či větším povodňovým událostem dochází na řece Litavce každý rok, zejména koncem zimy nebo na jaře při odtávání sněhu v Brdech, a také v případě přívalových srážek v létě či na podzim. Největší povodňové události jsou ale spojeny s letními vydatnými srážkami v intervalu od května do září. Důsledkem povodní v oblasti Trhových Dušníků dochází k postupným posunům a změnám morfologie koryta, při kterých vznikají či se prohlubují už existující nátrže (obr. 1, též označované jako erozní nebo také nárazové břehy). Zákruty řeky Litavky v oblasti Trhových Dušníků a níže po toku se na první pohled mohou jevit jako meandrování, ale jejich morfologie i proces vzniku odpovídají spíše tzv. bočně překládanému korytu. Boční nestabilita říčního koryta je dnes na území České republiky vzácným jevem, především díky intenzivním úpravám řady vodotečí v posledních desetiletích. Proto byl na tomto úseku Litavky zvažován dokonce ochranný režim.

Z pravidelného leteckého měřického snímkování území České republiky můžeme získat přehled o hlavních změnách morfologie koryta. Česká republika disponuje rozsáhlým archivem leteckých snímků. Černobílé snímky z let 1936 až 2002 byly pořízeny Ministerstvem obrany České republiky, respektive jeho předchůdci, a jsou uloženy ve Vojenském geografickém a hydrometeorologickém úřadu. Od roku 2003 tvorbu státního Ortofota ČR zajišťuje Zeměměřický úřad ve spolupráci s Vojenským geografickým a hydrometeorologickým úřadem.

Pro vyhodnocení změny toku řeky byly využity nejen letecké snímky, ale i Císařské povinné otisky stabilního katastru, které zachycují stav krajiny v letech 1826 až 1843. Data je možné si prohlédnout na geoportálu ČÚZK (https://geoportal.cuzk.cz) či zakoupit v digitální podobě. Historické letecké měřické snímky z let 1938 až 1987 byly zpracovány ve speciálním programu Agisoft PhotoScan (nyní Agisoft Metashape). Mapy stabilního katastru byly zakoupeny jako jednotlivé mapové listy, které bylo nutné umístit do souřadnicového systému a spojit jednotlivé mapové listy do jednoho celku v programu ArcGIS Desktop. V tomto softwarovém prostředí byl zakreslován i tok řeky v jednotlivých letech a byla prováděna analýza bočního posunu.

Změny morfologie koryta a jeho posun se nejlépe pozorují v blízkosti statických objektů. Proto byla jako opěrný bod v nivě u Trhových Dušníků vybrána lávka přes Litavku, nacházející se nedaleko pod obcí (obr. 2). Za pouhých 16 let v období let 2001 až 2017 došlo k výraznému bočnímu posunu koryta směrem od lávky, vzniku dočasných ostrůvků tvořených velkými balvany, posléze k jejich zániku, a k návratu Litavky do původního koryta.

Podrobnou analýzou vývoje koryta si také můžeme vytvořit obrázek o tom, jaké množství materiálu bylo řekou odneseno. V případě, že známe objem odneseného materiálu a průměrné koncentrace rizikových prvků v něm obsažených, můžeme výpočtem odhadnout, kolik materiálu bylo odneseno a kolik obsahoval rizikových prvků.

Proto byly vybrány dvě modelové lokality s prokázaným aktivním bočním posunem v nivě pod Trhovými Dušníky (obr. 3), kde byl detailně vysledován posun koryt mezi lety 1938–2015. Lokalita blíže k Trhovým Dušníkům byla označena jako „Trhové Dušníky“ a druhá zájmová lokalita dále po proudu byla dle místního názvu označena jako „Valcha“. Po zpracování mapových podkladů byly vyhodnoceny změny morfologie koryta řeky Litavky a vypočítán posun koryta. Z Obr. 3 je patrné, že Litavka posouvala své koryto po celou tuto dobu, celkově došlo v tomto období k posunu koryta v délce cca 60 m.

Pro získání přesnější představy o množství transportovaného materiálu jsme vyhodnotili poměrně výrazné posuny koryta na těchto lokalitách v letech 2011 až 2013 (Obr. 4). Množství odneseného materiálu bylo výpočtem odhadnuto na cca 227 t v lokalitě Trhové Dušníky a 83 t v lokalitě Valcha. To znamená, že průměrný roční odnos sedimentu jen z těchto dvou sledovaných míst dosahoval 76 a 28 tun za rok. Analýzy chemického složení sedimentů prokázaly, že například v lokalitě Valcha dosahují průměrné koncentrace Pb a Zn až 4900 mg/kg a 6500 mg/kg. Podrobnější údaje o chemickém složení sedimentů s ohledem na rizikové prvky zobrazuje tabulka 1. Na lokalitě Trhové Dušníky byly nalezeny v sedimentech přibližně o polovinu menší koncentrace rizikových prvků v porovnání s lokalitou Valcha.

Pokud bychom vzali v potaz vyhlášku č. 153/2016 Sb. ze dne 9. května 2016 o stanovení podrobností ochrany kvality zemědělské půdy, která uvádí preventivní hodnoty obsahů rizikových prvků pro běžné půdy v mg/kg sušiny (tab. 1), můžeme zhodnotit úroveň znečištění. Pro Pb a Zn jsou tyto hodnoty stanoveny na 60 mg/kg a 120 mg/kg. Pro ostatní rizikové prvky jsou údaje uvedeny v tab. 1. Při porovnání hodnot je patrné, že koncentrace rizikových prvků v sedimentech nárazových břehů v obou oblastech legislativní limity u všech sledovaných prvků řádově překračují.

S využitím koncentrace rizikových prvků v sedimentech lze kvantifikovat, kolik jich bylo odneseno. Přes poměrně rozdílné hmotnosti odneseného nivního sedimentu z jednotlivých lokalit bylo množství obsaženého Pb podobné z důvodu opačného rozdílu v koncentraci Pb. Sediment odnesený z lokality Trhové Dušníky dle výpočtu obsahoval 490 kg Pb a sediment z lokality Valcha 400 kg Pb. V případě Zn dosáhla hmotnost odnesená v sedimentu přibližně 900 kg z lokality Trhové Dušníky a 550 kg z lokality Valcha. Odhadnutá množství dalších rizikových prvků v erodovaném materiálu jsou uvedena v tab 2. Přitom je potřeba mít na paměti, že tento výzkum postihuje jen dva vybrané krátké úseky toku, takže celková mobilizovaná množství rizikových prvků budou řádově vyšší.

Mobilita sedimentů při povodni v květnu roku 2018

Dle údajů Českého hydrometeorologického ústavu od roku 1932 dodnes došlo k povodni na Litavce s úrovní alespoň dvouleté vody 30krát, přičemž největší zaznamenaná povodeň byla v roce 1981, kdy průtok dosahoval 322 m3/s. Historické povodně v dřívějším období, pro které neexistuje instrumentální záznam, byly ještě mnohem větší a pro zřejmě největší povodňovou událost posledních staletí z 25. května roku 1872 je na Litavce v Berouně odhadován průtok 1000 m3/s.

Povodeň, při které v pátek 25. května 2018 dosahovala Litavka při kulminaci průtoku „pouze“ 127 m3/s, způsobila nemalé škody, zejména v okolí obce Obecnice, kudy protéká její levostranný přítok, Obecnický potok. Při této povodni byly Litavkou přemístěny a uloženy velké objemy povodňových sedimentů do nivy. Celá povodňová událost byla provázena masivní erozí v úseku mezi Trhovými Dušníky a Bratkovicemi, kde došlo při erozi nivních sedimentů ke vzniku nových nátrží (obr. 1).

Ovšem je nutno podotknout, že řeka Litavka umí transportovat nejen jemnozrnnou suspenzi, ale také velký materiál hrubozrnný, tvořený velkými valouny a štěrkem. Dobře to dokládá například vznik nového sedimentárního tělesa po povodni v květnu 2018 pod mostem v Lochovicích, tvořeného hrubozrnným materiálem (obr. 5), nebo dalšího tělesa pod mostem v Libomyšli (obr. 6). Avšak kontaminanty jsou transportovány především v jemné frakci sedimentů v suspenzi, a proto pro získání představy o transportu rizikových prvků bylo využito jemnozrnných sedimentů uložených květnovou povodní v roce 2018. Na vybraných místech podél toku Litavky od Bratkovic až po Beroun byl bezprostředně po povodni odebrán jemnozrnný sediment prokazatelně přemístěný touto povodní a bylo stanoveno jeho chemické složení.

Koncentrace rizikových prvků v tomto sedimentu směrem po proudu se vzrůstající vzdáleností od zdroje znečištění v oblasti pod Trhovými Dušníky postupně klesají. Například průměrné koncentrace v povodňových vzorcích klesly z 2039 mg/kg Pb a 2584 mg/kg Zn v Bratkovicích na „pouhých“ 99 mg/kg Pb a 394 mg/kg Zn v Berouně. Změnu v koncentraci rizikových prvků v povodňových sedimentech způsobuje jeho mísení s neznečištěným sedimentem z jiných zdrojů, a také z přítoků Litavky. Nicméně i přesto průměrné koncentrace rizikových prvků v sedimentech uložených podél celé délky toku Litavky po povodni v roce 2018 od Bratkovic po Beroun překračují limity pro zemědělské půdy stanovené vyhláškou (v případě Cd 33x, u Pb 19x, u Zn 16x, u Hg 2x a u Cu 1x).

Co si počít s kontaminovanými sedimenty?

Povodním se zabránit nedá, ty byly a budou, ale lze se pokusit přijmout opatření pro zmírnění jejich neblahých důsledků. Některá moderní technická řešení přepadů vodních nádrží mohou zabránit tvorbě povodňové vlny vznikající v případě ucpání odtoku a zvyšují tak bezpečnost hrází, které jsou součástí povodňové ochrany. Příkladem může být povodňový přeliv nádrže Láz typu „kachní zobák“ (obr. 7).

Historická kontaminace v nivě řeky Litavky je problém zděděný po našich předcích. Zásah v podobě vybagrování či jiný způsob velkoplošného odstranění sedimentů až na nekontaminovaný sediment, vzhledem k ploše kontaminovaného úseku nivy, mocnosti těchto sedimentů a dopravní dostupnosti úseku, není ekonomicky reálný. Také je třeba si uvědomit, že při rozvolnění v nivě usazených sedimentárních těles by mohlo dojít k aktivaci a mobilizaci značného množství kontaminovaného materiálu, třeba při náhlé povodni.

Znečištění sedimentů zabraňovalo zemědělskému využití této lokality již v dobách minulých, avšak v nivním území řeky Litavky dochází nyní k jeho využití k výrobě pícnin (viz obr. 1). Důsledky takového počínání lze těžko odhadovat, ale je jisté, že rizikové prvky mají značnou schopnost vstupovat do potravního řetězce. Současné uživatele těchto prostor, kteří nemusí mít tušení o jejich problematické minulosti, by měly příslušné orgány informovat a upozornit na rizika spojená se zemědělským způsobem využití.

Z hlediska budoucnosti by bylo v případě nivy u Trhových Dušníků lepší zachovat přirozený charakter koryta a neprovádět žádné velké technické zásahy, aby nedocházelo k uvolnění dalšího kontaminovaného sedimentu. Jako nejvhodnější opatření se jeví zpevnění břehů velkými bloky hornin doplněnými o zpevňující dřeviny tak, aby se Litavka v daném úseku co nejvíce držela ve stávajícím korytě a nedocházelo k jeho další migraci v nivě spojené s erozí. Podobné vhodné opatření bylo již realizováno na úseku bezprostředně pod obcí Trhové Dušníky. Neméně důležité bude také udržovat dobrou informovanost vlastníků, uživatelů pozemků v nivě, případně firem odebírajících vodu z řeky, o současném stavu a budoucím vývoji kontaminace říčního systému Litavky.

Výzkum nivních sedimentů řeky Litavky byl podpořen v rámci projektu Strategie AV21 Přírodní hrozby.

---

reklama

---