Hidrológiai Közlöny 2005 (85. évfolyam)

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

157 • >10000 15% 2,43 • 10000-3000 • 3000-1000 • 1000-500 • <500 (Dalton) 31% 5,18 Eredeti Bakteriális 23% 3,47 Fotolízis 12% 1,68 2. ábra. Eltérő méretfrakciójú szervesanyagok DOC koncentrációjának változása a Zala-folyó vizében 2004 augusztusában végzett bakteriális és fotolitikus bontási kísérletekben 2. táblázat A színintenzitás változása a Zala-folyó vizének eltérő méretű szervesanyag frakcióiban 2004 augusztusában végzett fotolitikus bontási kísérletben Szervesanyagméretfrakciók Szlnkoncentráció (mg Ptr') Szén egységben kifejezett szín (mg Pt mg C"

1) Szervesanyagméretfrakciók Eredeti viz UV-kezelt viz Eredeti víz UV-kezelt víz Teljes 134,87 • 58,52 8,11 4,09 >10000 D 34,40 <5,00 9,25 . 10000-3000 D 40,27 14,26 14,46 8.51 3000-1000 D 19,30 18,46 7,64 5,33 1000-500 D 21,81 9,23 4,21 2,82 <500 D 19,09 16,57 7,86 5,60 A fluoreszcencia intenzitás jelentős mértékben ugyancsak a fotolízis során csökkent. A kiindulási zalavízben a humin vegyületekre jellemző két csúcs helye és intenzitása (X^, = 425 nm): X^, = 245 nm, I, =218, illetve = 320 nm, I

2 =226; fotolízist követően ugyanezen intenzitás értékek a következők: = 250 nm, I, =148, illetve X

tx>

2= 320 nm, I

2=145. A gerjesztési színképek igazolják, hogy a humin jelleg az UV kezelés során is megmaradt, csupán az intenzitás-értékek csökkentek. A relatív fluoreszcencia intenzitás csökkenését okozhatja mind maguk a szervesanyagok, mind a fluorokrom csoportok koncentrációja csökkenése. Következtetés Eredményeink szerint a Zala-folyó vizében a bakterioplankton számára sötétben a DOC huminsavak ill. legnagyobb molekulatömegű (>10000 D) hányada a leghozzáférhetőbb, amikor a szervesanyagok humintulajdonságai -mint a szín és a fluoreszcencia intenzitás- szignifikánsan nem változnak. A fotolízis közvetlen és közvetett hatására a DOC bomlása rövidebb idő alatt végbemegy, molekula-tömeg összetétele változik, a szerves vegyületek tulajdonságai jelentősen módosulnak, szín- és fluoreszcencia intenzitásuk, perzisztenciájuk csökken, mely folyamatok a bakterioplankton szaporodását is stimulálják. Effect of photochemical and bacterial degradation on quality of dissolved organic substances Noémi Tóth

1,

1, Gabriella Szentes \ Katalin V.-Balogh 2 'Department of Limnology, University of Veszprém, 'Balaton Limnological Research Institute of the Hungarian Academy of Sciences, Tihany 'Department of Earth and Environmental Science, University of Veszprém. Abstract: Photolytical and microbial degradability of dissolved organic carbon (DOC) was studied in water, sampled in the mouth of the Zala River on 9 August 2004. To study the photolysis water samples were exposed to ultraviolet radiation in quartz bottles using a Sun simulator in laboratory For bacterial availability experiment the water was filter sterilized and inoculated with own bacterial population. Flasks were incubated in the dark for 4 weeks. At the beginning and end of the experiments the following measurements were carried out: bacterial abundance and biomass, DOC concentration, humic (fulvic acids, humic acids) and nonhumic fractions of DOC, molecular size fractions of DOC. In addition the humic properties of DOC were studied by photometric and fluorescence measurements. The decrease in DOC was due to the degradation by radiation and bacteria. The dark incubation results suggested that the humic acids and the high molecular weight (>10000 D) DOC were the highly bioavailable fractions for bacteria, while the humic properties (colour and fluorescence) do not change significantly. By the photolysis the DOC was degraded more rapidly, the molecular size composition was modified, colour and fluorescence intensity as well as the persistency decreased, and these processes stimulated the growth of bacteria. Key words: photolysis, bacterial degradation, DOC, humic substances, molecular size, colour, fluorescence Irodalom Allard, B„ H. Borén, C. Pettersson & G. Zhang (1994) Degradation of humic substances by UV irradiation. Environ. Int. 20: 97-101. Amon, R. M. V. & R. Benner (1996) Bacterial utilization of different size classes of dissolved organic matter. Limnol. Oceanogr. 41:41-51. Bertilsson, S. & L. J. Tranvik (2000) Photochemical transformation of dissolved organic matter in lakes Limnnol. Oceanogr. 45: 753-762. Cuthbert, 1. D. & P. del Giorgio (1992) Toward a standard method of measuring color in freshwater. Limnol. Oceanogr. 37: 1319-1326. Jorgensen, N. O. G„ L. J. Tranvik, H. Edling, W. Granéli & M. Lindell (1998) Effects of sunlight on occurrence and bacterial turnover of specific carbon and nitrogen compounds in lake water. FEMSMicrob. Ecol. 25: 217-227. Kulovaara, M. (1996) Light-induced degradation of aquatic humic substances by simulated sunlight. Internat. J. Environ. Anal. Chem. 62: 85-95. Lindell, M. J., W. Granéli, L. J. Tranvik (1995) Enhanced bacterial growth in response to phochemical transformation of dissolved organic matter. Limnol. Oceanogr. 40: 195-199. Servais, P., A. Anzil & C. Ventresque (1989) Simple method for determination of biodegradable dissolved organic carbon in water. Appl Environ. Microbiol. 55: 2732-2734. Standard Methods (1995) Eaton, A. D., L. S. Clesceri & A. E. Greenberg (Eds.) 79" Ed: American Public Health Assoc., Washington. Strome, D. J. & M. C. Miller (1978) Photolytic changes in disssolved humic substances. Verh. Internat. Verein. Limnol. 20: 1248-1254. Tóth N„ V.-Bakogh K & Vörös L (2004) Oldott szervesanyagok biológiai hozzáférhetősége a Balatonban. Hidr. Közlöny 84: 180-182. V.-Balogh, K„ L. Vörös, N. Tóth & M. Bokros (2003): Changes of organic matter quality along the longitudinal axis of a large shallow lake (Lake Balaton). Hydrobiologia 506-509: 67-74. Waiser, M. J. &.. R. D. Robarts (2000): Changes in composition and reactivity of allochthonous DOM in a prairie saline lake. Limnol. Oceanogr. 45:763-774. Wetzel, R. G„ P. G. Hatcher T. S. Bianchi (1995) Natural photolyisis by ultraviolet irradiance of recalcitrant dissolved organic matter to simple substrates for rapid bacterial metabolism. Limnol. Oceanogr. 40: 1369-1380.