Hidrológiai Közlöny 1985 (65. évfolyam)

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

280 Hidrológiai Közlöny 1985. 5. sz. Dr, Wisnov szky I.: A vízellátás, csatornázás és fürdő szolgáltatás (lékben megkötött nitrogén mennyisége 1980-ban 47 kg volt. A keszthelyi medencében a vízoszlopban és az üledékben biológiai úton megkötött nitrogén mennyisége nagyjából azonos a vízgyűjtő területről érkező külső nitrogénterheléssel, amely 154 kg/ hektár. Tudjuk azt, hogy a kékalga vízvirágzásdk nagy biomasszái a levegőből megkötött nitrogénen alakulnak ki, ezért a folyamat tavi jelentőségét csak a tó egész területére kiterjedő vizsgálatok alapján értékelhetjük. Erre sürgősen szükség van, mert a kékalga vízvirágzás 1982-ben már az egész tóra kiterjedt. A nitrogén körforgása a tóban: ammonifikáció, nitrifikáció, ammónia és nitrátfelvétel A tóban már bentlévő és a külső terheléssel, valamint a nitrogénkötéssel évente a tóba kerülő nitrogén további sorsát a nitrogén korforgás bonyolult folyamatai alakítják. A nitrogénforgalom fehérje építő és lebontó folyamatai, az ammónia és nitrát felvétel az ammonifikáció és nitrifikáció, általában lényegesen intenzívebbek, mint a bevételt kiegészítő nitrogénkötés és a nitrogén eltávolításához hozzájáruló denitrifikáció. Az építés-lebontás körforgásában a tóban jelenlévő ugyanazon nitrogénatom a forgási sebességtől függően többször is részt vehet, természetese?) a folyamatos bevétel és kiadás, valamint a nehezen bontható, fosszilizálódó szervesanyag kiesésének arányaitól függően. A közvetlen külső terhelésből és a fehérjebontásból származó ammónia egy részét — a fitoplankton ammóniafelvételével versengő arányban — a nitrifikáló baktériumok nitráttá alakítják. A tóban alapvetően a nitrifikációval keletkezik a nitrát. A külső terhelésből származó mennyiség ennél lényegesen kisebb. Az ammónia tovább oxidálása nitráttá így nagyon lényeges folyamat, mivel a nitrát a fitoplankton termelésének egyik fontos nitrogénforrása. Bőséges jelenléte általában gátolja a kékalgák nitrogénkötését, és a denitrifikáció számára alapanyagul szolgál, ezzel lehetővé teszi a vízminőség védelmi szempontból is lényeges nitrogéneltávolítást a tóból. A Balaton Kaszthelyi medencéjében az 1980— 1982. évi vizsgálataink szerint a nitrifikációval termelt nitrát-nitrogén mennyisége elérte az évi 1,5 tonnát hektáronként. A nitrifikáció jelentőségének megértéséhez a vizsgálatokat a tó többi részére is ki kell terjeszteni, és a folyamatban lévő módszer fejlesztéseinek eredményeként az oxidált üledékfelszínhez alulról bőségesen áramló ammónián alapuló nitrifikáció mérését is el kell kezdeni. Várható,hogy a nitrogénkötéshez hasonlóan, az üledék a nitrifikációs anyagmozgatásban is jelentős szerepet játszik. Hipertróf tavakban, vagy főrészekben a fitoplankton nitrogénszükségletét csak a kékalga vízvirágzások idején szerzi be nitrogénkötéssel. Az év nagyobb részében a fehérjebontás végtermékét, az ammóniát és a nitrifikáció végtermékét, a nitrátot hasznosítja. Mindkét szervetlen nitrogénforrásért a nitrifikáló és denitrifikáló élőlények versengenek. A versengést e folyamatok időbeli és térbeli elkülönülése csökkentheti. Az ammónia és nitrát arányát a fitoplankton szervetlen nitrogén felvételében bonyolult, mindezideig még kevéssé tisztázott folyamatok határozzák meg. Azt már ismerjük, hogy ez az arány tavanként és időszakonként nagymértékben változik. Tájékozódó vizsgálataink szerint a Keszthelyi medencében a fitoplankton hektáronként és évente mintegy 960 kg nitrátot és 480 kg ammóniát vesz fel a fehérjeépítő folyamataihoz. Ez a mennyiség messze meghaladja a nitrogénkötéssel felvett 119— 177 kg hektáronkénti értéket. A tó számára ez utóbbi mennyiség jelenti a tényleges nitrogén bevételt. A mennyiségileg jelentősebb nitrát és ammónia felvételt a fehérjelebontás és a nitrifikáció látja el szubsztráttal a folyamatos körforgásban. A hipertróf tavakban a nitrogénkötés teszi lehetővé, hogy a nitrogén körforgás azon periódusaiban amikor a növekvő felvétel és csökkenő visszapótlás miatt a tóvízben nagyon lecsökken a nitrág és ammónia koncentráció, a fonalas kékalgák hatalmas biomasszát képezhetnek. A nitrág és ammónia felvétel intenzitásának és e folyamatokat befolyásoló tényezőknek az ismerete nélkülözhetetlen a kékalg vízvirágzások kialakulásának megértéséhez, előrejelzéséhez. Mindezekről azonban még nagyon keveset tudunk. A hipertróf tavak, vagy tórészek nitrogénforgalmában igen jelentős áramlási út a szervetlen nitrogén diffúziója az üledékből a víztérbe. A vízoszlopba kerülő szervetlen nitrogén nagy része ammónia. A nitrát diffúzió többnyire jelentéktelen, mivel az üledékfelszín nitrifikáló baktérium populációi a szűkös oxigén utánpótlás következtében a fehérjebontásból származó ammóniát nem tudják teljes egészében nitráttá oxidálni, így a keletkezett nitrát nagy része is a denitrifikáció során gázalakú nitrogénvegyületekké alakul és elhagyja a tavat, vagy pedig a nitrátlégző baktériumok visszaredukálják ammóniáig. A Keszthelyi medencében az üledék intersticiális vizében mért ammónia gradiensből egyszerű diffúzióval számolva évente mintegy 79 kg ammónia kerül a vízoszlopba hektáronként. Ez az érték a valóságban azonban ennél nagyobb, mivel a számításokhoz használt molekuláris diffúziós koeficiens elsősorban a mély tavak mozdulatlan víz-üledék határán alkalmazható megbízhatóan. Az állandóan mozgó vizű, sekély tavak üledékéből az ammónia, a molekuláris diffúzió mellett egyszerű mechanikai úton is a víztérbe kerül. A felkeveredés során a víztérbe kerülő ammónia mennyiségét még nem sikerült megmérni, ezért a fenti érték mindenképpen alulbecsült. A további munkánk során olyan módszert kell kidolgoznunk, hogy az megmérhető legyen. Jelentőségét az is alátámaszt ja, hogy a hipertróf, foszforral túlterhelt üledékű sekély tavakban az ammónia mellett az üledékből kiáramló foszfor mennyisége is jelentős, más szóval a belső terhelés becslése bizonytalan. A nitrogéntartalom természetes csökkenése: denitrifikáció Az intenzív termelési folyamatokkal együttjáró és jelentős foszforfelhasználást is lehetővé tevő nit-