Hidrológiai Közlöny 2008 (88. évfolyam)
6. szám - IL. Hidrobiológus Napok: „A Balaton és vízrendszere – a Balaton-kutatás története” és „A Duna-kutatás története” Tihany, 2007. október 3–5.
82 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2008. 88. ÉVF. 6. SZ. téses órák (9-tól 17-ig) átlagértékeinek. A PAR sugárzás intenzitásának méréséhez LI-COR, az UV sugárzáséhoz VLX 3W típusú radiométereket használtunk. Kontrollként azonos körülményeken sötétben tartott vízminták szolgáltak. Ellenőriztük a baktériumok jelenlétét a kísérlet kezdetén és végén. Ehhez epifluoreszcens mikroszkópi (Nikon Optiphot) technikát alkalmaztunk. Mintát vettünk a 0., 3., 7., 14., 21. és 28. napon. Mértük a DOC koncentrációt Elementar High TOC szerves szén analizátorral. Meghatároztuk a fotolitikusan bomló oldott szerves szén (FDOC) koncentrációt, bomlási sebességét és felezési idejét, a következő képletek alapján: FDOC = DOC 0DOC, ahol: DOC 0= kiindulási DOC koncentráció, DOC t = DOC koncentráció t inkubációs idő után. FDOC bomlási sebessége: FDOC, = FDOC 0e" k t, ahol: FDOC, = FDOC koncentráció t inkubációs idő után, FDOC 0 = a kísérlet végén meghatározott összes FDOC koncentráció, k = bomlási koefficiens , t = idő napokban. FDOC bomlásának felezési ideje: ln2 k '. Mértük a fényabszorbancia spektrumokat Shimadzu UV-160A spektrofotométerrel. Kiszámítottuk a huminanyagoknak tulajdonítható színkoncentrációt (Pt-egység) Cuthbert & del Giorgio, 1992 módszere szerint a 440 nm-en mért abszorbancia alapján. Mértük a fluoreszcencia intenzitás spektrumokat (gerjesztési spektrum, Em:425 nm) Hitachi F-4500 fluoreszcens spektrofotométerrel. A kísérlet elején és végén izoláltuk a huminanyagokat (íulvosavak és huminsavak) kisnyomású folyadékkromatográfiás XAD-módszerrel (Standard Methods, 1995), melyhez Pharmacia oszlopot, XAD-7 gyantatöltetet és Masterflex pumpát alkalmaztunk. A huminsavakat oldékonyságuk alapján (pH < 2) választottuk el. Mértük a huminanyag frakciók DOC koncentrációját Elementar High TOC szerves szén analizátorral. Eredmények és megbeszélésük A kísérlet kiindulásakor az oldott szerves szén koncentráció a Balaton eltérő helyeiről vett vízmintákban 8,7 mg 1"' (Siófoki-medence) és 14,4 mg 1"' (Zala torkolat) között változott (a sötétben tartott kontroll vízmintákban a DOC koncentráció a kísérlet végén a kiindulási értékkel megegyezett). A DOC koncentráció az inkubáció 21. napjáig exponenciálisan csökkent, majd nem változott. A 21 nap alatti DOC csökkenés mértéke, vagyis a fotolitikusan bomló DOC koncentráció helyenként jelentősen eltért, csupán 0,2 mg f 1 volt a Siófoki-medencében, ennek több mint hatszorosa (1,2 -1,4 mg l" 1) bomlott a tó középső és nyugati területén, míg nagyságrenddel több, 3,4 mg I" 1 a Zala folyó torkolatában (/. táblázat). Ez a DOC mennyiség 1.6 %-ot tett ki a Siófoki-medencében és 24 %-ot a Zala torkolatban. Ha a bomlási sebességet a felezési idővel szemléltetjük, akkor jelentős különbség figyelhető meg a különböző helyszínekről vett vízmintáknál, a legkisebb felezési idővel a Keszthelyimedence illetve a Zala torkolat rendelkezik, mely felezési idő fokozatosan és jelentősen nő, ahogy távolodunk a befolyótól. A felezési idő több mint 17-szer nagyobb volt a Siófoki-medencében, mint a befolyónál. (Megjegyezzük, hogy a folyamatos megvilágítás mellett kapott felezési idő értékek a természetes viszonyokhoz képest messze alulbecsültek.) Másként fogalmazva, fény hatására a DOC leggyorsabban a Zala torkolatban és a Keszthelyi-medencében, leglassabban pedig a Siófoki-medencében bomlik. A kísérleti mintákban nem szaporodtak el a baktériumok, tehát a mikrobiális szervesanyag-bontás nem befolyásolta a kísérleti eredményeket. A kontrollként sötétben tartott vízmintákban kis mértékben növekedett ugyan a baktériumok száma, de ez sem okozott kimutatható csökkenést a DOC koncentrációban. 1. táblázat A Nap-szimulátorban folyamatos sugárzásnak kitett fotolitikusan bomló oldott szerves szén mennyisége és a bomlás sebessége a Zala folyó torkolatában és Balaton különböző medencéiben Mintavételi hely FDOC mennyiség (t=21 nap) FDOC bomlási sebesség (t=21 nap) Mintavételi hely DOC csökkenés (mgl" 1) Bomlott mennyiség (%) k (nap 1) Felezési idő (megvilágított nap) Zala torkolat 3,40 23,55 0,2027 3.42 Keszthelyi-medence 1,25 8,66 0,1727 3.03 Szigligeti-medence 1,41 9,76 0,0671 10.39 Szemesi-medence 1,30 9,00 0,0584 11.84 Siófoki-medence (Tihany) 0,22 1,52 0,0135 51.34 Siófoki-medence (B.fűzfő) 0,24 1,66 0,0118 58.74 A sugárzás hatására az oldott szervesanyagok összetétele is megváltozott. A Zala torkolat vízében a huminsavaknak tulajdonítható DOC koncentráció 58 %-kal, a fúlvosavaké 31 %-kal csökkent, míg a nemhuminanyagok részesedése 1,6 %-kal nőtt. A tó ellentétes pólusán, Balatonfüzfőnél e változás kevésbé volt kimutatható, a huminsavak koncentrációja 10,5 %-kal, a fúlvosavaké 8 %-kal csökkent, míg a nem-humin anyagok részesedése 6,5 %-kal növekedett. A kapott eredmények alapján elmondható, hogy a fotolizis során az oldott szervesanyagok minőségileg is átalakulnak. A minőségi különbségek a tó hossztengelye mentén már a kísérlet kezdetén is jól megfigyelhetők voltak. A vízminták spektrális tulajdonságai már a kísérlet kezdetén is drasztikusan különböztek (1. ábra), a Zala folyó torkolatában az abszorbancia többszöröse volt a Siófoki-medence vizében mértnek. Az abszorbancia a kísérlet alatt a fotolizis hatására folyamatosan, minden vízben csökkent a 21. napig, majd lényegesen nem változott tovább. Az abszorbancia csökkenés mértéke a 21 nap alatt a Siófoki-medence vizében (l.B ábra) 60 %-os, a Zala torkolatban (LA ábra) 60-80-60 %-os (a csökkenés mértéke a hullámhossz növekedésével először nőtt, majd csökkent) volt. A Zala víz színe a kezdeti 89,57 mg Pt 1"' értékről a kísérlet végére 14,89 mg Pt 1"' értékre csökkent, mely a Keszthelyi víz kezdeti 16,57 mg Pt 1 1 értéke alatt van, így ami a víz színét illeti, a színes Zala vízből Keszthelyi víz lett. Az abszorpciós tulajdonságokhoz képest még jelentősebb változás következett be a szervesanyagok fluoreszcens tulajdonságaiban. A Zala torkolatban a flureszcencia intenzitás a fotolizis hatására oly mértékben csökkent, hogy 21 nap alatt a zalavízből siófoki-medencei víz lett (e paraméter szerint) (2. ábra). A kísérlet ideje alatt a fotolizis hatására a fluoroforok mennyisége fokozatosan és jelentős mértékben csökkent, a legnagyobb változást a Zala torkolatnál tapasztaltuk, míg a legkisebbet a Siófoki-medencében. Következtetés Eredményeink bemutatják, hogy az oldott szervesanyagok elsősorban az ultraibolya sugárzás hatására gyorsan bomlanak, és minőségileg is átalakulnak. A fluoroforok és kromoforok mennyisége jelentősen csökken, ezek következtében nő a víz átlátszósága. A tóban való tartózkodás során az oldott szervesanyagok fotolitikusan egyre kevésbé bonthatók, így a tó keleti területén az erősen perzisztens, az UVsugárzás bontó hatásának is ellenálló szervesanyagok maradnak.
