Hidrológiai Közlöny 2005 (85. évfolyam)

6. szám - XLVI. Hidrobiológus Napok: Szélsőséges körülmények hatása vizeink élővilágára, Magyarországi kisvízfolyások ökológiai viszonyai Tihany, 2004. október 6–8.

156 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2005. 85. ÉVF. 6. SZ. mint kétszerese, 12,65* 10

5 sejt ml"

1 lett. Ami a baktériumok biomasszáját (1. táblázat) illeti, az eredeti zalavízben a biomassza 15 ng l '-ről 98 pg r'-re változott az egy hónapos inkubáció végére. Ez a hatszoros különbség azt jelenti, hogy a baktériumsejtek mérete is növekedett kissé. Az egy hetes UV hatásnak kitett vízben 396 pg l"

1 volt a baktériumok biomasszája, szemben a kontrollal, ahol ez az érték csak 36 pg I"

1 volt, azaz a baktériumok feltűnően „híztak". 1. táblázat A bakterioplankton abundanciája és biomasszája a Zala-folyó vizében 2004 augusztusában végzett bakteriális és fotolitikus bontási kísérletekben Kísérlet Abundancia (sejt ml"') Biomassza (UBl') Bakteriális bontás kiindulás 1,78*10 15 Bakteriális bontás inkubáció vége 9,02* 10

5 98 Fotolitikus bontás vége - sötét kontroll 5,28*10' 36 Fotolitikus bontás vége - fénykezelt 12,65*10' 396 Eredményeinkből arra lehet következtetni, hogy az alkalmazott UV-dózis nem károsította, hanem ellenkezőleg serkentette a baktériumok működését. A baktériumok szaporodásának stimulációját huminanyagokban gazdag rendszerekből származó DOC fotodegradációját követően mások is kimutatták (Lindell et al., 1995; Wetzel et al., 1995; Jorgensen et al., 1998). Ez azzal hozható összefüggésbe, hogy az oldott szervesanyagok részleges fotokémiai bomlása számos biológiailag hozzáférhető vegyületet eredményez (pl. ecetsav, hangyasav, citromsav, maionsav, oxálsav), ami a baktériumok szaporodását okozza (Bertilsson & Tranvik., 2000). Fontos tehát megállapítanunk, hogy az UV sugárzás direkt fotokémiai DOC bontása mellett annak indirekt hatásával is számolni kell. Az oldott szerves szén koncentráció és összetételének változása a bakteriális és fotolitikus bontás során A kísérletek elején mért DOC koncentráció (1. ábra) a Zala-folyó vizében 16,64 mg l'

1 volt, ez az érték mind a bakteriális, mind a fotokémiai bontás hatására csökkent, 2,63 illetve 2,32 mg l '-rel. Ez a csökkenés a bakteriális bontásnál az eredeti DOC koncentrációhoz képest 15,81 %ot, míg a fotokémiai bontásnál 13,94 %-ot jelent, előbbi egy hónap, utóbbi egy hét alatt valósult meg. Bakteriális bontás hatására a huminanyagok (HS) közül a huminsavak (HA) DOC koncentrációja jelentősen csökkent, 1,63 mg l '-ről 0,11 mg r'-re, míg a fulvosavak (FA) szenének koncentráció-változása kisebb mértékű volt (9,51 mg l '-ről 7,82 mg 1' '-re változott). Ezzel szemben a nemhuminanyagok (NHS) DOC koncentrációja 5,5 mg l '-ről 6,09 mg l'-re növekedett. A fotokémiai bontásnál a huminsavak kevésbé fogytak, mint a fulvosavak (HA: 1,63 mg l '-ről 0,74 mg l '-re, FA: 9,51 mg l '-ről 6,38 mg l '-re). A NHS-nak tulajdonítható DOC koncentráció e kísérletben 5,5 mg l '-ről 7,20 mg l"'-re nőtt. Eredményeink azt mutatják, hogy a DOC s annak huminanyag hányada bakteriális és fotolitikus bontás hatására egyaránt csökkent. A huminsavak lebontása ill. szerkezetmódosítása bakteriális úton bizonyult hatékonyabbnak. Az oldott szervesanyagok méreteloszlásának változása a bakteriális és fotolitikus bontás során Az oldott szervesanyagok molekulaméret frakciói (2. ábra) közül a legnagyobb DOC koncentrációt a kiindulási zalavízben, illetőleg a két eltérő bomlási mechanizmust vizsgáló kísérlet végén is az 500-1000 D közötti mérettartományban találtuk. A kiindulási vízben ezen tartományban 5,18 mg l"

1 (31%) volt a DOC koncentráció. A legnagyobb, > 10 kD frakcióban 3,72 mg 1"' (22 %), az ennél kisebb 3000-10000 D között 2,79 mg 1"' (17 %), 3000-1000 D között 2,53 mg 1"' (15%) valamint a legkisebb, <500 D méretfrakcióban 2,43 mg 1"' (15 %) DOC koncentrációt mértünk. Bakteriális bontás hatására a legnagyobb DOC koncentráció csökkenést a >10 kD frakcióban figyeltünk meg, 0,80 mg 1" '-re (6 %)-ra változott. Az egy hónapos inkubáció végén mért DOC koncentráció 3000-10000 D között 3,96 mg l -re (28 %), 1000-3000 D között 2,79 mg l '-re (20 %) nőtt, míg 500-1000 D és < 500 D frakciókban csökkent, sorrendben: 4,68 mg r'-re (33 %) valamint 1,88 mg l '-re (13 %). Fotolitikus bontás után a >10 kD és 3000-10000 D közötti frakciókban a DOC koncentráció szintén csökkent, sorrendben: 2,95 mg r' (21 %), 1,68 mg l

1 (12 %). Az 1000-3000 D közötti frakcióban itt is, úgy mint a bakteriális bontás során növekedést tapasztaltunk (3,47 mg 1"' -23 %). Az 500-1000 D tartományban a DOC 3,28 mg l '-re csökkent, míg < 500 D-nál ismét nőtt 2,96 mg l '-re (21 %). A DOC méreteloszlása a kísérletek végére tehát megváltozott. A legjelentősebb DOC csökkenést a bakteriális bontás a legnagyobb, > 10 kD frakcióban, míg a fotolízis az ennél kisebb, 300010000 D és 500-1000 D frakciókban okozott. Eredményeink szerint a baktériumok számára a nagy molekula-tömegű (HMW) vegyületek a leghozzáférhetőbbek. Hasonló megállapítást tettek Amon & Benner (1996), miszerint a DOM bioreaktivitása a méret csökkenésével csökken. 18 15 _ 12 O) £ 9 O o • 6 3 0 Eredeti Bakteriális Fotolízis /. ábra. Az oldott szerves szén koncentráció és összetételének változása Zala-folyó vizében 2004 augusztusában végzett bakteriális és fotolitikus bontási kísérletekben (NHS = nemhuminanyagok, FA = fulvosavak, HA = huminsavak) Az oldott szervesanyagok humintulajdonságainak (szín és fluoreszcencia intenzitás) változása bakteriális és fotolitikus bontás során Az eredeti zalavíz színintenzitása (2. táblázat) 135 mg Pt 1"' volt, a bakteriális bontás során nem változott, míg a fotolízis hatására több mint felére, 59 mg Pt r'-re csökkent. Azaz, UV-sugárzás hatására a kromofor csoportok drasztikusan fogytak. Ezek a csoportok a nagyobb molekulaméretű szervesanyagokat jellemzik, ezért azok színesebbek, az eredeti vízben (és a bakteriális kísérletben) a > 3000 D frakciók adták a színintenzitás mintegy 50%-át, ezzel szemben az UV-besugárzott vízben csupán 25%-ban járultak hozzá a színintenzitáshoz, ill. az >10000 D frakció szervesanyagai teljesen „kifakultak", a Pt-szín kimutatási határ alatt volt. Ha az egyes méretfrakciókban a Pt-szín értékeket a DOC koncentrációra vonatkoztatva adjuk meg (mg Pt mg C"

1) és így teszünk összehasonlítást, szintén azt kapjuk, hogy az oldott szervesanyagok DOC koncentrációra vonatkoztatott színe fotolízis hatására minden méretfrakcióban 1,5-2-szeresére csökkent (kivétel >10000).