Hidrológiai Közlöny 1991 (71. évfolyam)
3. szám - Várday Nándor–Tevanné Bartalis Éva: Vízminőségi állapotfelmérés és hatásbecslés a tervezett Bős–Nagymaros vízlépcsőrendszerben
156 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1Í>!)1. 71. ÉVF., 2. SZAM növekszik az a szervesanyag tömeg is, amit a vízben élő parányi lebegő növényi szervezetek, az algák képesek termelni. A vízben élő növények formavilága igen gazdag. A parti és sekély részeket a mechanikai hatásokat és a szárazra kerülést jobban tűrő bevonatot alkotó algák és gyökeres növények népesítik be, míg a nyílt vizekre a lebegő, mechanikailag sérülékenyebb mikroszervezetek — az egysejtű algák — a jellemzőek. A növények mellett mindenhol jelen vannak a kész szervesanyaggal táplálkozó fogyasztó szervezetek láncolatai és az elpusztult élőlényeket, szervesanyagokat lebontó mikroorganizmusok (baktériumok, gombák) is. Ezek az élőszervezetek adják a víz belső eredetű szervesanyagtartalmát. A vízi növények éppen úgy, mint a szárazföldiek, szervetlen anyagból a fényenergia felhasználásával építik fel szervesanyagaikat, miközben oxigén szabadul fel, termelődik. Ez a folyamat az elsődleges szervesanyag termelés, vagy primer produkció, melynek leegyszerűsített fotoszintézissel lejátszódó kémiai folyamata: 6 C0 2 + 6 H 20 +fényener gi^ C8HiA + 6 széndioxid -f víz szőlőcukor + oxigén elég közismert . Az algák életfolyamataiban szerepet játszó összetettebb szerves vegyületek felépítéséhez további — összefoglalóan növényi tápanyagoknak és nyomelemeknek nevezett — kb. 18—20 elemre is szükség van. Elsősorban nitrogénre és foszforra, de szükség van kénre, káliumra, magnéziumra és nehézfémekre is. Az algák részletesebb kémiai elemzése alapján a primer produkcióra megadott általánosabb képlet a nitrogén és foszforszükségletet is figyelembe veszi: 106 C0 2 + 7 N0 3- + 9 NH 4+ + HP0 4- -- +113 H 20 +fényenerg i Vc 10 6H 28 3o n 0N 1 6p +i20 o; A vízi élőlények nemcsak termelő, hanem fogyasztó és lebontó szervezetek is. Életfolyamataik energiaszükségletét az elfogyasztott táplálék, vagy a tartalékolt szervesanyagok lebontásával nyerik, ami akkor a leghatékonyabb energiatermelő folyamat, ha oxigént használnak fel. Ilyenkor a termelő folyamatok visszafelé játszódnak le C 6H 1 20 6 + 6 0 2 H 20 + 6 C0 2 +energia szőlőcukor -f oxigén víz + széndioxid Ez a reakció külső energia felvétele nélkül, tehát sötétben is lejátszódik. A folyamathoz szükséges oxigén részben fizikai úton az áramlás, hullámzás során légkörből oldódással, részben a fotoszintézis során biológiai úton felszabadulva jut a felszíni vizekbe. Az oxigéntermelő és oxigénfogyasztó folyamatok a vízben egymás mellett is lejátszódnak, de intenzitásuk egymástól lényegesen eltérhet. Időben és térben lejátszódó változásuk és erősségük határozza meg a vízfolyás különböző pontjainak pillanatnyi oxigéntartalmát. Ha az oxigént emésztő folyamatok kerülnek túlsúlyba (légzés, lebontás), az oldott oxigén tartalom hamar lecsökkenhet, sőt el is fogyhat. A szervesanyagok oxigénszegény környezetben történő bomlása során a vízben feldúsul az ammónia, megjelenik a kénhidrogén (H 2S), a metán (CH 4) íz és szagrontó anyagok valamint egyéb toxikus bomlástermékek. Az ilyen víz a magasabb rendű szervezetek számára alkalmatlan élettérré válik. Ha az oxigén termelő szervezetek száma túl nagy, termelésük intenzív, a víz oldott oxigéntartalma nappal jelentősen megnövekedhet, túltelítettség állhat elő és az oxigén egy része a légkörbe távozik. Éjszaka azonban a maradék oxigén a szervezetek légzésére teljesen felhasználódhat. Ezért a nagy termőképességű vizekben az oxigénkoncentráció napszakos ingadozása is nagy lehet. Legkedvezőbb tehát az olyan élőtömeg jelenléte, melynél sem túltelítettség, sem oxigénhiány nem lép fel. A fentiek miatt ezért sokan az oldott oxigéntartalmat tartják az élővizek legjellemzőbb mutatójának. Az algák a vízből veszik fel a testüket felépítő anyagokat. A számukra ideális tápoldatban a szén : nitrogén : foszfor molaránya 106 : 16 : 1. A természetes vizekben a szénhez viszonyítva a tápelemek aránya ennél lényegesen kisebb. így az algák szaporodásának az a tápelem szab korlátot, amely leginkább eltér negatív irányban a számukra ideális aránytól. A tápanyag kínálaton kívül a növényi produkciót korlátozó tényező a víz fény és hőtartalma (átlátszósága, hőmérséklete), mely a mérsékelt övben az évszakos változás meghatározója. Befolyásoló tényezők azok a mechanikai hatások is, amit a víz sebessége és horclalékossága jelent. A vizek termőképessége tehát számos tényezőtől függ, és előre nehezen becsülhető. 4.2. A víz minőségi mutatóinak mérése Egy mintából legegyszerűbben a tápanyagok koncentrációja határozható meg a kémiai analitika módszereivel. Az összes szervesanyag meghatározása közvetett módon az eloxidálásukhoz szükséges oxigén mennyiségének mérésével (kémiai oxigén igény (CKOI) vagy a szerves kötésben lévő szén (TOC) meghatározásával történik. Az élő növényi szervesanyag mennyisége közelítően számítható a szervezetekből kioldott zöld festékanyag a klorofill-a koncentrációjából, vagy mikroszkópos számolás útján. A termelés időben lejátszódó folyamat, melynek mértéke az időegység alatt a szervesanyagokba beépülő szén, vagy a felszabaduló oxigén mennyiségének mérésével határozható meg, a vízfelület, vagy térfogat egységére vonatkoztatva. A lebomlás szintén időben lejátszódó folyamat, melynek mértéke az időegység alatt elfogyasztott oxigén mennyisége (biológiai oxigén igény BOI) térfogatra vagy felületre vonatkoztatva.
