Hidrológiai Közlöny 1979 (59. évfolyam)

5. szám - Zsigri András–Oláh János–Szabó Pál: Átfolyófizes, in situ metaboliméter a természetes vizek oxigénfogyasztásának, termelésének és diffúziójának mérésére

4 216 Hidrológiai Közlöny 1979. 5. sz. Atfolyóvizes, in situ metaboliméter a természetes vizek oxigén fogyasztásának, termelésének és diffúziójának mérésére ZSIGRI ANDRÁS,* OLÁH JÁNOS* és SZABÓ PÁL* A halastavakban és más intenzíven termelő szupereutróf ekoszisztémákban a zárt sötét-világos palack vagy henger módszerrel kapott mérési eredmények csak nagy hibalehetőséggel használhatók az elsődleges termelés becslésére [2]. Pontosabb becslést eredményez magában a tó vízben mért napi oxigén görbe matematikai elemzése [3, 1], vagy a termelés közvetlen in situ mérése nyitott, átfolyóvizes rendszerben. A Hal tenyésztési Kutató Intézetben kifejlesztett metaboliméter alkalmas az utóbbi mérésére, ugyanakkor korrigálhatok, vagy csökkenthetők a Vinberg és Odúm matematikai elemző módszer hibaforrásai is a respiráció és a diffúzió közvetlen mérésével. A műszer elvének leírása A metaboliméter központi egysége két átfolyóvizes gömb, melyek közül az egyik fényáteresztő „világos" a másik pedig fényátnemeresztő „sötét" anyagból készült. A gömbökbe a vizsgálandó víz egy kisméretű előkeverő tartályon keresztül jut, amely biztosítja az azonos mintát a két gömb számára. A gömbökbe befolyó és az onnan elfolyó vizek oxigénkoncentrációja folyamatosan regisztrálva van. Az átfolyó víz mennyisége pedig a vizsgált víztípushoz igazodva, pontosan beállítható. A „sötét" gömbben csak oxigénfogyasztás van, a „világos" gömbben pedig oxigénfogyasztás és oxigéntermelés együttesen, a vizsgált vízhez közel azonos hőmérsékleti és oxigénviszonyok között. A regisztrált oxigénkoncentrációk és az átfolyási sebesség ismeretében pontosan meghatározható a „sötét" gömbben elfogyott oxigén mennyisége, a „világos" gömbben pedig a fogyasztott és a .termelt oxigén mennyiség különbsége ELZcLZÍ £L nettó produkció. Az így meghatározott nettóprodukció és a vizsgált vízréteg regisztrált oxigénkoncentrációs görbéje segítségével kiszámítható a vízrétegbe diffúzió, keveredés, és egyéb úton be vagy kiáramló oxigén mennyisége is. A műszer leírása A metaboliméter az 1. ábrán látható elrendezésben került összeállításra. Ahol „1" előkeverő és ülepítő tartály, amely fényáteresztő anyagból készült kb. 2—3 liter térfogatú edény. Ez biztosítja a vízben lebegő nagyobb homokszemcsék kiülepítését és azt, hogy a két gömbbe azonos összetételű homogén minta kerüljön. A „2", „4", „7" oxigénelektródák a megfelelően méretezett elektródatartókkal biztosítják az elektródák környezetében a pontos méréshez megfelelő vízáramlási sebességet. Az elektródákkal szemben csak az a kikötés, hogy a folyamatos regisztrálásra alkalmasak legyenek. A „3" a sötét, a „6" a világos gömb. Ezek térfogata 30—60 liter között változhat, a vizsgálandó víz minőségétől függően. Eutróf vizeknél a 30 literes gömb is elegendő. A sötét és a világos edény gömbalakját a lehető legkisebb falhatás elérése és a gömbben levő víz könnyű keverhetősége indokolja. A gömbökbe a víz be- és kivezetését úgy kell megoldani, hogy a gömbökben ez az áramlás biztosítsa a homogén oxigén és hőmérsékleti viszonyokat. Az „5" és a „8" a víz áramlását biztosító szivatytyúk. Típusokra vonatkozóan különösebb kikötés nincs,a teljesítményüket az alkalmazott gömbök nagysága és a víz típusa határozza meg, ez 0,5 1/min-tól 5 1/min-ig változhat. A „9" a vizsgált vízréteg hőmérsékletét mérő elektróda. A „10" pedig egy négycsatornás regisztráló műszer. . A stabil keretre szerelt rendszer, természetesen a regisztráló műszer és esetleg a szivattyúk kivételével, a vizsgálandó vízrétegbe merül. Ezt megfelelő teherbírású úszóbólyák biztosítják. A szivatytyúk teljesítményét úgy kell megválasztani, hogy a be- és a kifolyó vizek oxigénkoncentrációja között a különbség mérhető, de lehetőleg kicsi legyenElmélet Tekintsük a vizsgálni kívánt vízréteget, amelynek az átlagos oxigénkoncentrációja az idő függvényében legyen x(t) [0

2 mg/l]. Egy t

0 időpontban töltsük fel á gömböket x(t

0) oxigénkoncentrációjú vízzel. A gömbök térfogata legyen F[l]. Ezután indítsuk meg a szivattyúkat, az átfolyási sebesség legyen C?[l/h]. A sötét gömbből kifolyó víz oxigénkoncentrációja az idő függvényében y(t) [0

2 mg/l], a világos gömbből kifolyó vízé pedig z(t) [0

2 mg/l]. A víz oxigénfogyasztása R(í) [0

2 mg/lh], a bruttó 7. ábra. A metaboliméter elvi rajza Abb. 1. Prinzipschema des Metabolimeters