Hidrológiai Közlöny 1988 (68. évfolyam)
3. szám - Alföldi László:A felszín alatti vizek mikrobiológiai kérdése
ALFÖLDI L.: A felszín alatti vizek 133 5. ábra. Néhány baktérium szaporodásának Eh- és pHhatárértékei (A: vas-, B: thio-, C: denitrifikáló, D: heterotróf, E: szulfátredukáló baktériumok), (Becking et al., 1960) a telített övezetben korlátozott oxigén utánpótlódás, oxigén szegénység, majd redukciós vagy más szóval anoxikus, anaerobikus körülmények követik. Moore et al. (1981) coliform baktériumok, bacteriophagok és vírusok függőleges vándorlását vizsgálta sekély liziméterben, és vizsgálatát összehasonlítva a kutak vizsgálatával azt találta, hogy a talajvíz mélysége és a termőtalaj specifikus tulajdonságai erőteljesen befolyásolták a szennyvízöntözés során a felszín alá jutó mikrobák mélybejutását. Fontos tényezőnek találta, különösen a vírusok egy csoportjánál a termőtalaj abszorbciós képességét, a pH-t, az organikus anyagok mennyiségét és a cserélhető vastartalmát. Minden bizonynyal az E h és a pH változása számos mikrobánál meghatározó környezeti tényezőnek tekinthető a talajvízben is (5. ábra). Pekdeger és Matthess (1986) a baktérium és a vírusok transzportjával foglalkozó összefoglaló tanulmányukban külön csoportba sorolják az allochton és autochton mikroorganizmusokat és más szerzők (Berg, 1976) exponenciális összefüggésére alapozva azt a következtetést vonják le, hogy az allochtonok talajvízbe jutása után egy nagyon gyors megsemmisülés zajlik le, amelyet követően azonban az életben maradt baktériumok és a vírusok igen kis egyedszámban, de hosszú ideig, akár 6 hónapig is tovább élnek. A megsemmisülés függ fizikai, kémiai ós biológiai paraméterektől, és specifikus a különböző mikroszervezetekre vonatkozóan. Rendkívül fontosnak tartják a biológiai tényezőket a bakteriophagok és az autochton parazita baktóriumok működése szempontjából. Az elmondottakból egyértelműen következik, hogy az átmeneti öv mikrobiológiai értelemben egyértelműen szűrő, szelektáló, ritkító és valószínűleg transzformáló szerepet tölt be a felszíni bioszférából és a termőtalajból lefelé vándorló, vagy szállított mikroszervezetek útjában. Az átmeneti zóna ökoszisztémájáról részletes, mindenre kiterjedő feldolgozás nem található és kevés ismerettel rendelkezünk a természetes állapotra vonatkozóan. Minden valószínűség szerint azonban a termőtalajhoz képest csökkenő egyedszám és némileg csökkenő fajszám jellemezheti ezeket a zónákat. A gyakorlatban bizonyított, hogy a Leptothrix] Sphaerotilus discophords vagy a Gallionella ferruginea a felszínközeli vízadókban kis egyedszámban jelen van, és az életkörülmények mesterséges javításával, oxigén bevitellel, pH-változtatással, tápanyagbevitellel élettevékenységük oly mértékben serkenthetők, hogy a felszín alatti vizek vasés mangántalanítását intenzíven elvégzik. Az eljárás megindításához tehát nincs szükség inokulum bejuttatására. Nincs szükség beoltásra a felszín alatti denitrifikációs eljárások alkalmazásánál sem, mert elegendő az életfeltételek javítása, optimalizálása, és a baktériumok máris elszaporodnak a felszín alatt (Pseudomonas törzs). Ugyanakkor a VITUKI kísérletei szerint a Tiobacillus denitrificans autotróf baktérium —amely megfelelő kénkoncentráció jelenlétében nitrátlebontást végez — olyan kis egyedszámban van jelen a felszínközeli vizekben, hogy beoltás és oxigénszegénység létrehozása nélkül rövid idő alatt az üzemszerű denitrifikáláshoz nélkülözhetetlen egyedszám nem alakul ki. A mikroorganizmusok mozgását a felszíntől a termőtalajon át a felszínközeli vizekben számos olyan tényező befolyásolja, mint az éghajlat, a felszíni növényzettel való borítottsága, az élővilág összetétele a felszínen, a talaj típusa és ökológiai rendszere, a telítetlen zóna vastagsága és szerkezete, a felszínközeli vízadó típusa stb. (Gerba és Goyal, 1981; Ladd, et al., 1982). A felsorolt fő tényezők mindegyike bonyolult önálló természeti rendszert alkot, éppen ezért a részletek ismertetésére nem térhetünk ki. Elég ha csak utalunk arra az óriási különbségre, amely a trópusi esők övezetében az őserdők talajában és a lateriteken keresztül való leszivárgás és a tundraövezetben a hidegógövi körülmények közötti függőleges szivárgás között fellép. Természetes körülmények között az átmeneti zóna körülményeihez igazodva a mikroorganizmusok mélység felé való elterjedésében függőleges zónalitás kellett, hogy kialakuljon, és a heterotrófok uralmát az autotrófoké váltja fel, az oxidatív körülmények helyébe egy darabig a redukciós körülmény lép, majd a mélység felé egyre nagyobb szerepet kapnak a speciális elektron acceptorokat használó, illetve a speciális életműködésű fajok (6. ábra). Az átmeneti zóna természetes körülmények között instabil, változékony. Századunkban ezt a változékonyságot csak fokozta az emberi tevékenység hatása, miáltal a felszínközeli vízadók viszonyai olymértékben változtak, hogy azokra egyre nagyobb területeken, egyre nagyobb mértékben már nem a természeti körülmények a jellemzőek. Minden bizonnyal ez a megállapítás érvényes a Föld felszínére és a talajzónára is. A kapcsolatos irodalom szinte áttekinthetetlen, mert a különböző nyelvterületeken, különösen a közelmúlt két-három évtizedében száz- és ezerszámra jelentek meg, különösen a bakteriális szennyezésekkel foglalkozó önálló publikációk ós ismertetések.
