Hidrológiai Közlöny 1985 (65. évfolyam)

5. szám - Oláh János–Tóth László: A foszfor és nitrogén szerepe az eutrofizálódásban és a vízminőségvédelemben

278 Hidrológiai Közlöny 1985. 5. sz. Dr, Wisnov szky I.: A vízellátás, csatornázás és fürdő szolgáltatás A foszfor és nitrogén szerepe az eutrofizálódásban és a vízminőségvédelemben OLÁH JÁNOS* és TÓTH LÁSZLÓ** A Balaton vízminőségének romlása a szakemberek és a közvélemény figyelmét a hidrobiológiái és vízminőségvédelmi kutatásokra irányította. Mivel mindkét kutatási terület több tudományág módszereit, elveit és szemléletmódját is alkalmazza, így a fogalmak és felfogásmódok használata sokszor nem egyértelmű és világos. Gyakran a döntéselőkészítés és intézkedés folyamatát a hiányos távlati ökonómiai elemzés hátráltatja és az ökológiailag legtöbbször képzetlen szakember nem tud egységes álláspontot erősíteni. Mindez együttesen nehezíti a nemzetközi méretekben rohamosan fejlődő hidrobiológiái kutatások eredményeinek hazai bevezetését és alkalmazását. Az ötvenes és hatvanas évek foszforkutatási eredményeit például csak most kezdjük a gyakorlatban alkalmazni, amikor a nemzetközi kutatás már régen a nitrogénre koncentrál. A következő áttekintésből látni fogjuk, hogy az új eredmények és elgondolások továbbfejlesztik és új távlatokat nyitnak vízminőség-védelmi gyakorlatunk számára. Eutroíizálódás és l'oszforlimitáció A hidrobiológiái kutatások több évtizedre viszszatekintő célkitűzése a tavak öregedésével együttjáró természetes eutrofizáció kutatása. Napjainkban e természeti folyamat felgyorsult formája, a mesterséges eutrofizáció vált a hodrobiológiai kutatások központi témájává. A vizek tápanyagdúsulásáért elsősorban az urbanizáció, iparosítás és a mezőgazdaság intenzifikálása a felelős. A természetes vizek döntő többségénél az elsődleges termelést és szembetűnő vízminőségromlást sokáig kizárólag a foszfor limitálta (Lee, 1073). Az ötvenes és hatvanas években ÉszakAmerika és Európa nagy tavai gyorsan és látványosan változtak, eutrofizálódtak. A természetes állapotukban foszforlimitált tavak vízminőségromlását szinte minden esetben a foszforterhelés növekedése okozta. Ezt az alapvető összefüggést tárta fel és általánosította a Volenweider koncepció (Vollenweider, 1968). Az egyszerű modellel leírható összefüggés a tavak trofikus állapota és foszforterhelése között a későbbiekben sokoldalú elméleti alapozást kajjott és számos esetben alkalmazást nyert a vízminőség-javítás gyakorlatában. A foszforterhelés csökkentése több tóban vezetett vízminőség-javuláshoz. A javulás elsősorban azokban a tavakban volt látványos, ahol gyors vízcserét biztosítottak és az üledékben még kevés foszfor halmozódott fel (Mur, 1980). Hipertrófia és nitrogénlimitáció Jelenleg a tavak többségénél az eredeti Vollenweider modell egyedül már nem alkalmazható, mivel a tápanyagterhelés további globális növekedésével a tavak jelentős része az eutrofizáció minőségileg új szakaszába került. A tavak hipertrófokká váltak. Ebben az állapotban a külső foszfor terhe* Halteiivésztési Kutató Intézet, Szarvas. ** Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Központ, Budapest, lés több nagyságrenddel meghaladja az eutróf tavakét és az üledékben felhalmozódott, nagymennyiségű foszfor belső terhelése is jelentős. Ezekben a hipertróf tavakban már nem a foszfor limitálja az elsőleges termelést, hanem a nitrogén és a fény, ilyenkorszaporodnak el tömegesen a kisebb fényintenzitást kedvelő nitrogénkötő kékalgák. A hipetróf rendszerekre is jellemzőek az eutróf vizeknél tapasztalt alapvető összefüggések. Sok tulajdonságukban viszont különböznek. A nagy külső foszforterhelésen belül a diffúz szennyezés gyakran meghaladja a pontszerű terhelés mennyiségét. A tápanyag és oxigénviszonyok nagymértékben kiegyensúlyozatlanok, szélsőséges napszakos és évszakos változások tapasztalhatók. A termelés és lebontás egyensúlya megszűnik, időszakonként a baktériumok túlságosan elszaporodnak és ilyenkor oxigénhiány következtében az élőlény társulások veszélybe kerülnek, esetenként tömeges a halpusztulás. A kékalgák potenciális toxin termelése is veszélyezteti a tó élővilágát, a házi állatokat és az embert is. A tavak hipertróf állapotában a külső foszforterhelés csökkenésétől egyedül nem várható a vízminőség lényeges javulása, mivel az összes foszforterhelés megszüntetése — ami gyakorlatilag kivihetetlen —, valamint az üledékből felszabaduló foszfor belső terhelése még sokáig biztosítja a rendszer foszforszükségletét. Ilyen esetekben a külső foszforterhelés csökkenésétől az eutrofizálódás lassítása vagy visszafordítása már reálisan nem várható, ezért a tavon belül is drasztikus beavatkozásokat kell végrehajtani. A hipetróf tavakat a külső foszforterhelés csökkentése és a tavon belüli beavatkozások együttes eredményeként lehet elfogadható időn belül olyan állapotba hozni, amelyben a tó vízminőségét és trofikus állapotát újra a foszfor fogja limitálni (Barica, 1981). Foszfortartalom mesterséges csökkentése a tóban A kutatások és a vízminőségi beavatkozások a foszfortartalom csökkentésének több lehetőségét már kijelölték. Üledékeltávolítás, üledéklezárás, üledékoxidálás, üledékmobilizálás. Hipolimnion leeresztés, hipolimnion oxidálás. Tólersresztés, tóhígítás. Makrofita aratás. Algaeltávolítás. Növény és állattársulások szabályzása. Haltelepítés, vagy haltalanítás. Shapiro szerint (1980) az elmúlt évtizedekben a kényelmes, foszforterhelés központú gondolkodásunk miatt kevés figyelmet szentelünk a tó egészére a tavon belüli foszfort mozgató élőlénytársulások tevékenységére. Tavaink pedig már régen nem foszfor limitáltak, éppen ellenkezőleg, az urbanizáció, iparosítás és a mezőgazdaság foszfor fölöslegének végső befogadóiként óriási foszfor raktárakká váltak. A tavon belüli foszforforgalom irányítása és a