Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)

6. szám - XLVII. Hidrobiológus Napok: Vizeink élővilágát érintő környezeti változások Tihany, 2005. október 5–7.

130 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2006. 86. ÉVF. 6. SZ. Meteorológiai és hidrológiai tényezők hatása a szerves szén frakciók koncentrációjának időbeli változására a Zala folyó torkolatában Tóth Noémi, V.-Balogh Katalin Magyar Tudományos Akadémia Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, Tihany Kivonat: A Zala folyó torkolati szakaszán két éven át, az aszályos 2003-as és a csapadékos 2004-es évben kétheti gyakorisággal vett vízmintákban vizsgáltuk különböző szerves szén frakciók koncentrációját. Munkánk célja az volt, hogy megismeijük a szervesanyagok fő komponenseinek időbeli változását összefüggésben a meteorológiai és hidrológiai tényezők (hőmérséklet és vízhozam) változásával. A összes szerves szén (TOC) oldott (DOC) és partikulált (POC) részét GF-5 0,4 pm-es üvegszálas filteren való szűréssel szeparáltuk, a DOC nemhumin- (NHS) és huminanyagok (HS) frakcióit kisnyomású folyadék kromatográfiával (XAD módszer) választottuk el. A HS frakciók (huminsavak - HA és fulvosavak - FA) elválasztását eltérő oldhatóságuk (pH<2) alapján végeztük. Mértük a frakciók szerves szén koncentrációját Elementar High TOC szerves szén analizátorral, valamint a szűrt víz színét (Pt-egység) Shimadzu UV-160A spektrofotométerrel. A POC részesedése 2003-ban 0% és 10%, 2004-ben 1% és 14% között változott. A POC koncentráció elhanyagolható a DOC-hoz képest. A maximális DOC koncentráció nagyobb volt 2004-ben (23 mg 1"'), mint 2003-ban (17 mg I"

1), a huminanyagok hozzájárulása az összes DOC-hoz kisebb volt 2004-ben (56%-69%), mint 2003-ban (62%-71%). A hőmérséklettel a DOC koncentráció mindkét évben nőtt, azonban a vízhozammal nem mutatott összefüggést. Az eredményekből az következik, hogy 2004-ben a bő vízhozam nagyobb szerepet játszik a szervesanyagok Kis-Balatonból való kioldásában, mint koncentrációjuk felhígításában. Kulcsszavak: oldott szerves szén (DOC), huminanyagok (huminsavak, fulvosavak), Pt-szín, hőmérséklet, vízhozam Bevezetés A Zala folyó, mint a Balaton legjelentősebb befolyója a Balatont érő allochton szervesanyag terhelés fő forrása. A Kis-Balaton alsó tározón való áthaladásának köszönhetően az oldott szerves szén (DOC) koncentráció 5 mg l '-ről akár 20 mg 1 '-re nő. A klimatikus és hidrológiai kondicionáltság fontos tényező a vízgyűjtő területekről bemosódó szerves szén szempontjából, egyrészt befolyásolja annak mennyiségét, másrészt a szervesanyagok in situ fogyását vagy átalakulását (Curtis & Schindler 1997). A DOC jelentős hányadát (több mint 80%-át) az oldott huminanyagok alkotják (Steinberg C. & Uwe Müenster 1985). Korábbi méréseink igazolták, hogy az oldott szervesanyagok a Zala folyó torkolatában is döntően humintermészetüek (75 %) (V.-Balogh et al. 2003). Eddigi kutatásaink az oldott szerves szén koncentráció mérésére terjedtek ki a Zala folyó torkolati szakaszán. Jelen munkánk során célunk volt az oldott szervesanyag frakcióknak tulajdonítható DOC koncentráció időbeli változásának vizsgálata az aszályos 2003-as valamint a csapadékos 2004. évben. Meghatároztuk a Zala folyó éves szervesanyag terhelését a 2003., valamint a 2004. évben. Vizsgáltuk a szervesanyagok koncentrációjának változását a vízhozam és a hőmérséklet hatására. Módszerek A Zala folyó balatoni torkolatában kétheti gyakorisággal vettünk vízmintát 2003-ban és 2004-ben. A összes szerves szén (TOC) oldott (DOC) és partikulált (POC) részét GF-5 0,4 pm-es üvegszálas filteren való szűréssel szeparáltuk, míg a DOC nemhumin- (NHS) és huminanyagok (HS) frakcióit kisnyomású folyadék kromatográfiával (XAD módszer, Standard Methods, 1995) választottuk el. A HS frakciók (huminsavak - HA és fulvosavak - FA) elválasztását eltérő oldhatóságuk (pH<2) alapján végeztük. Mértük a frakciók szerves szén koncentrációját Elementar High TOC szerves szén analizátorral, valamint a szűrt víz színét (Ptegység) Shimadzu UV-160A spektrofotométerrel Cuthbert & del Giorgio (1992) módszere szerint. In situ mértük a víz hőmérsékletét. A vizsgált folyószakaszon mért napi középvízhozam adatokat a Nyugat-dunántúli Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság bocsátotta rendelkezésünkre. Eredmények és megbeszélésük Szerves szén koncentráció 2003-ban az összes szerves szén (TOC) koncentráció februárban 10,4 mg 1"' volt, mely júliusig fokozatosan nőtt 17,3 mg l '-ig, majd 15 mg 1"' körül állandósult. A DOC (1.A ábra) tette ki a szerves szén legnagyobb hányadát, februárban 9,9 mg r'-t, majd a TOC tendenciáját követve fokozatosan emelkedett, júliusban 16,4 mg 1"' volt, mely az év végéig alig változott, 15 mg 1"' körül ingadozott, azaz a TOC 95-99 % -át a DOC jelentette. A partikulált szerves szén (POC) februárban 0,5 mg l"

1 volt, mely áprilisban emelkedett csak 1 mg 1" fölé, a további hónapokban mindig ezen érték alatt volt, sőt decemberre 0,04 mg l"'-re csökkent. 2004-ben a TOC januárban 13 mg 1"' volt, mely tavaszig nem nagyon változott, májusban viszont hirtelen 23,7 mg l '-re nőtt, és egészen őszig 20 mg 1"' körül ingadozott. Szeptemberben 17,4 mg l '-re csökkent a TOC koncentráció, majd az év végéig folyamatosan 15 mg !"' körüli értékek adódtak. A DOC (l.B ábra) januárban 12,7 mg l'

1 volt, mely májusban hirtelen 23 mg f-re nőtt, követve a TOC koncentrációjának növekedését, majd szeptemberre 16,7 mg l '-re csökkent, az év végéig 17 mg 1"' körül ingadozott. A POC koncentráció januárban 0,3 mg I 1 volt, tavasszal emelkedett 1 mg 1"' fölé, majd végig ezen érték alatt maradt. 2004-ben is a TOC 90-97%-át a DOC alkotta. 2003-ban a humin-anyagoknak tulajdonítható DOC koncentráció (1.A ábra) a februári 6 mg 1" -ről júliusig közel 11 mg l '-re nőtt, majd ezen a szinten állandósult. Ennek köszönhetően a huminanyagok %-os DOC-részesedése kevésbé változott, 6271 % között ingadozott, következésképpen a nem-humin természetű szervesanyagok részesedése csupán 33-35 %-ot tett ki. A huminanyag frakciók közül jelentősebbek a fulvosavak, melyek koncentrációja 6-10 mg 1"' között változott, a huminsavaké a februári igen alacsony 0,1 mg f'-ről júliusig 3 mg l '-re nőtt, majd ismét 1 mg l '-re csökkent. 2004-ben a huminanyagok koncentrációja szintén mindig meghaladta a nem-huminanyagokét, általában 60%-át adták a DOC-nak, bár részesedésük nyáron és ősszel kissé nőtt (65%-68%), nem érte el a 2003 évi szintet. Az oldott huminanyag frakciók -fulvosavak és huminsavak- koncentrációja a DOC-hoz hasonló mintázat szerint változott. Meg kell azonban jegyezni, hogy a huminsavak koncentrációja májusig igen alacsony volt, nem érte el az 1 mg r'-t, vagy esetenként nem is volt regisztrálható. A májusban bekövetkezett jelentős mennyiségi változás -DOC koncentráció növekedés- minőségi, összetételbeli változást is jelentett, amikor a HA koncentrációja 2 mg l '-re nőtt, majd ennél az értéknél többékevésbé állandósult (l.B ábra).