Chemické analýzy lesních bokoplodých mechů se od přelomu 60. /70. let minulého století začaly ve Skandinávii prakticky využívat (Åke Rühling, Univerzita Lund a další) k bioindikaci úrovně atmosférické depozice prvků (bulk) na velkých územích. Od počátku 90. let min. století se těchto biomonitorovacích aktivit pravidelně účastní většina zemí v Evropě včetně ČR, za kterou národní data poskytuje Oddělení Biomonitoringu VÚKOZ. V roce 2000 byl evropský biomonitoring využívající mech jako bioindikátor úrovně atmosférického spadu prvků zařazen do mezinárodního programu spolupráce sledující Vlivy znečištění ovzduší na přirozenou vegetaci a plodiny - OSN EHK ICP Vegetace (http://icpvegetation.ceh.ac.uk/), podprogram „Těžké kovy v mechu“.

Laboratoř AAS VÚOZ Průhonice začala smluvně zjišťovat koncentrace 10 prvků v mechu Pleurozium schreberi rostoucího u stanice ČHMÚ GEMS Košetice (nyní Observatoř ČHMÚ CZ01) koncem 80. let min. století jako součást aktivit integrovaného monitoringu. Od roku 1992 pracovníci VÚOZ začali zjišťovat koncentrace prvků v mechu na území ČR výhradně pro potřebu celoevropských biomonitorovacích programů dnes prováděných v rámci programu ICP Vegetace a doplňujících aktivit.

• První celoevropský a český program zjišťování obsahu prvků v mechu 1990/1991.

V roce 1991 získala tehdejší laboratoř AAS VÚOZ pozvání k účasti v probíhajícím monitoringu a žádost o dodání dat analýz mechu alespoň z části území ČSFR. Ve zbývajícím čase probíhajícího biomonitoringu byly odebrány a analyzovány vzorky mechů z 33 lokalit v Čechách (mech Pleurozium schreberi 78 % lokalit a Polytrichum formosum 12 %) a stanoveny koncentrace As, Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, Se, V a Zn metodami AAS. Výsledky prvního českého národního biomonitoringu byly publikovány pouze ve výzkumné zprávě [1]. Výsledky z území Čech byly využity např. v evropské zprávě o výsledku biomonitoringu 1990/1991 [2] (Obr. 1) a v publikaci hodnotící distribuci toxických prvků v mechu ve střední Evropě [3].

[1] Suchara I. et al. (1994): Určení úrovně znečištění významných lesních oblastí ČR kovy pomocí analýzy mechů a lesního humusu.- Výr. Zpr., Projekt MŽP ČR GA/1171/93, ms., VÚOZ Průhonice, 57 p.

[2] Rühling Ǻ. (ed.) (1994): Monitoring of atmospheric heavy-metal deposition in Europe – estimations based on moss analysis.- Nord (Nordic Council of Ministers) 1994, 9: 1–53.

[3] Markert B. et al. (1996): A comparison of heavy metal deposition in selected Eastern European countries using the moss monitoring method, with special emphasis on the ´Black Triangle´.- Sci. Total Environ. 193: 85–100.

• Druhý celoevropský a český program zjišťování obsahu prvků v mechu 1995/1996

Pracovníci VÚOZ založili v ČR základní síť 192 trvalých monitorovacích ploch (č. 1–192), které jsou využívány ve všech biomonitorovacích programech (Obr. 2). V roce 1995/1996 na 196 místech v ČR odebrali vzorky mechu (Pleurozium schreberi 82 %, Hypnum cupressiforme 10 % a Scleropodium purum 8 %). Ve vzorcích mechu byly stanoveny koncentrace Al, As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mo, Ni, Pb, S, V a Zn metodami AAS a OES-MS a dodatečně i koncentrace rtuti (AMA 254). Výsledky druhého národního biomonitorovacího programu byly publikovány ve zprávě [4] (Obr. 3). Souhrnné výsledky byly publikovány např. v [5]. Údaje z ČR byly použity ve zprávě o výsledku evropského biomonitorovacího programu [6].

[4] Sucharová J., Suchara I. (1998): Biomonitoring of the atmospheric deposition of metals and sulphur compounds using moss analysis in the Czech Republic. Results of international biomonitoring programme 1995.- VÚOZ Průhonice, 183 p.

[5] Sucharová J., Suchara I. (1998): Atmospheric deposition levels of chosen elements in the Czech Republic determined in the framework of the international bryomonitoring program 1995.- Sci. Total Environ. 223: 37–52.

[6] Rühling Å., Steinnes E. (eds.) (1998): Atmospheric heavy metal deposition in Europe 1995-1996.- Nord (Nordic Council of Ministers) 1998, 15: 1–66.

• Třetí celoevropský a český program zjišťování obsahu prvků v mechu 2000/2001

Vzorky mechu byly v ČR odebrány v rozšířené biomonitorovací síti na 250 lesních plochách (Pleurozium schreberi 90 %, Scleropodium purum 6 %, Eurhynchium angustirete 1,6 %, Brachythecium rutabulum 1,6 %, Brachythecium salebrosum 0,8 %). Metodami OES-ICP, ICP-MS a AMA 246 byly stanoveny koncentrace Ag, Al, As, Ba, Be, Bi, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, Hg, In, La, Li, Mn, Mo, Ni, Pb, Pr, Rb, S, Sb, Se, Sn, Sr, Th, Tl, U, V, Y a Zn a celkový obsah N destilačně. Podrobné výsledky a komentáře pro povinně sledované a ostatní sledované prvky byly uvedeny v dvoudílné národní zprávě [7] a [8] a souhrnné výsledky byly zveřejněny v [9] a [10] (Obr. 4 a Obr. 5). Data za ČR byla přijata a zahrnuta do evropské zprávy [11] (Obr. 6).

[7] Sucharová J., Suchara I. (2004): Bio-monitoring the atmospheric deposition of elements in the Czech Republic. Results of the international bio-monitoring programme UNECE ICP-Vegetation 2000. Part I: Elements required for the bio-monitoring programme.- Acta Průhoniciana 77: 1–135.

[8] Suchara I. et al. (2007): Bio-monitoring the atmospheric deposition of elements using moss analyseis in the Czech Republic. Results of the international bio-monitoring programme UNECE ICP-Vegetation 2000. Part II Optional elements for the bio-monitoring programme.- Acta Pruhoniciana 87: 1–186.

[9] Suchara I., Sucharová J. (2004): Current atmospheric deposition loads and their trends in the Czech Republic determined by mapping the distribution of moss element contents.- J. Atm. Chem. 49: 503–519.

[10] Sucharová J., Suchara I. (2004): Current multi-element distribution in forest epigeic moss in the Czech Republic – a survey of the Czech national biomonitoring programme 2000.- Chemosphere 57: 1389–1398.

[11] Buse A. et al. (eds.) (2003): Heavy metals in European mosses: 2000/2001 survey.- Centre Ecol. and Hydrol., Bangor., U.K., 45 p.

• Čtvrtý celoevropský a český program zjišťování obsahu prvků v mechu 2005/2006

V ČR byly odebrány 282 vzorky mechů (Pleurozium schreberi 92 %, Scleropodium purum 5 %, Brachythecium rutabulum 3 %) a metodami OES-ICP a ICP-MS byly v mechu stanoveny koncentrace Ag, Al, As, Ba, Be, Bi, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, In, La, Li, Mn, Mo, Ni, Pb, Pr, Rb, S, Sb, Se, Sn, Sr, Th, Tl, U, V, Y a Zn, koncentrace Hg byla určena pomocí analyzátoru AMA-254 a celkový obsah dusíku destilačně Kjeldalovou metodou. Komentované výsledky byly zveřejněny v národní zprávě [12] (Obr. 7). Výsledky za ČR byly zahrnuty do celoevropské zprávy o výsledku biomonitoringu 2005/2005 [13]. Několik speciálních článků hodnotících výsledky biomonitoringu 2005/2006 je průběžně publikováno, např. [14] [15].

[12] Sucharová J. et al. (2008): Contents of 37 elements in moss and their temporal and spatial trends in the Czech Republic during the last 15 years. Fourth Czech bio-monitoring survey pursued in the framework of the international programme UNECE ICP-Vegetation 2005/2006.- VÚKOZ, Průhonice, 96 p.

[13] Harmens H. et al. (2008): Spatial and temporal trends in heavy metal accumulation in mosses in Europe (1990-2005). - Centre Ecol. and Hydrol., Bangor., U.K., 51 p.

[14] Harmens H. et al. (2010): Mosses as biomonitors of atmospheric heavy metal deposition: Spatial patterns and temporal trends in Europe.- Environ. Pollut. 158: 3144–3156.

[15] Schroeder W. et al. (2010): Are cadmium, lead and mercury concentrations in mosses across Europe primarily determined by atmospheric deposition of these metals?- J. Soils Sediments 10: 1572–1584.

• Pátý celoevropský a český program zjišťování obsahu prvků v mechu 2010/2011

V roce 2010 byly na území ČR zatím odebrány vzorky mechu na 273 lokalitách (Pleurozium schreberi 90%, Scleropodium purum 7 %, Brachythecium sp. 3 %). Ve vzorcích mechu byly zjištěny koncentrace zhruba 40 chemických prvků a požadovaná data za ČR byla předána do databáze evropského biomonitoringu spravované v koordinačním centru biomonitorovacího programu v CEH Bangor.

Jako příklad dlouhodobých výsledků národních biomonitorovacích aktivit Obr. 8 dokumentuje zjištěný trend poklesu rozložení koncentrace Pb v mechu na území ČR v letech 1995–2005. Velmi těsnou korelaci koncentrací povinně sledovaných prvků v mechu zjištěných na území ČR národním biomonitoirovacím programem a modelovanými úrovněmi atmosférického spadu těchto prvků (EMEP) dokládá Obr. 9.

Obr. 10 a Obr. 11 ukazují změny koncentrace arzenu v mechu mezi rokem 1990 a 2000 zjištěné v evropském měřítku.