Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)

6. szám - LI: Hidrobiológus Napok: „Új módszerek és eljárások a hidrobiológiában” Tihany, 2009. szeptember 30–október 2.

60 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2010. 90. ÉVF. 6. SZ. Hazai epikarszt rendszerek kisvizeinek vízkémiai és mikrobiológiai jellemzése, biológiai vízminősítése Knáb Mónika

1, Kiss Klaudia

2, Kéri András

2, Palatinszky Márton

1, M. Tóth Erika

1, Márialigeti Károly

1, Móga János

2, Borsodi Andrea

1 'ELTE Mikrobiológiai Tanszék, 2ELTE Természetföldrajzi Tanszék, 1117. Budapest, Pázmány Péter stny. 1/C Kivonat: A karsztos területek különböző felszíni és felszín alatti folyamatokkal jellemezhető, érzékeny háromdimenziós rendszerek. A szennyezések és egyéb káros hatások a felszínnel közvetlen kapcsolatban álló epikarszton keresztül érik el a karsztrendszert, ezért a természetes és antropogén folyamatok hatására bekövetkező változások kutatása különös jelentőséggel bír. Vizsgálatainkhoz a Gömör-Tornai-karszt, valamint a Tapolcai-karszt területén, elzáródott víznyelőkben kialakult kisvizek összehasonlító fiziko-kémiai és mikrobiológiai elemzését, továbbá a bentosz makroszkopikus gerinctelen faunájának vizsgálatán alapuló biológiai vízminősítését tüztük ki célul. 2009 tavaszán vettünk vízmintát 6 különböző kisvízből. Az összcsíraszám becslését tenyésztéssel, a teljes sejtszám meghatározását epifluoreszcens mikroszkópiával végeztük, a koliformok mennyiségének meghatározásához MPN módszert alkalmaztunk. Az egyes vízmintákból közösségi DNS-t izoláltunk, majd a planktonikus baktériumközösségek diverzitását DGGE módszerrel hasonlítottuk össze. A tapolcai kisvizek magasabb csíra- és sejtszám, valamint koliform értékekkel voltak jellemezhetők, mint a Gömör-Tomai-karsztról származók. A legnagyobb filogenetikai diverzitás az Aggteleki- és a Vörös-tóra voltjellemző. A domináns gélsávokból visszanyert DNS szekvenciák a Proteobacteria és Bacteroidetes törzsekbe tartozó, ez idáig tenyésztésbe még nem vont környezeti klónokkal mutattak 87-95 %-os egyezést. Összesített eredményeink alapján a Gömör-Toraai -karszt területén található tavak hasonlítottak legjobban egymáshoz. Az MMCP alapján a tavakban jó és közepes vízminőséget állapítottunk meg. Kulcsszavak: epikarszt, planktonikus baktériumközösségek, sejtszám meghatározás, DGGE, szekvencia analízis, MMCP. Bevezetés Az epikarszt rendszerek eltérő geológiai, geomorfológiai és hidrológiai adottságokkal rendelkeznek. Az Aggtelekifennsík és az Alsó-hegy a Gömör—Tornai-karszt Szilicei-takarójának - főleg triász időszaki karbonátos kőzeteiből épül fel. Az Aggteleki-fennsík hazánk legismertebb karsztos tája, szegélyén több kisméretű karsztos tó alakult ki. Víznyelő eltömődésével keletkezett az Aggteleki-tó. A fennsík déli határán a Hideg-völgy egyik nagy uvalájában bújik meg a sekély vizű Vörös-tó, amely jellegzetes vörös színét a karszt terra rossa takarójától nyerte. Az Alsó-hegy középső része, a Derenki-fennsík sokkal tagoltabb, alsótriász képződményeken nyugvó hallstatti, derenki és wettersteini mészkőből álló pikkelyek képezik magasabbra emelkedő tetőit, a köztük lévő vízzáró kőzetsávok felszínén pedig zárt, felszín alatti megcsapolású karsztos medencék, vagy eróziós völgyek alakultak ki. A Derenki-tavat magába foglaló Derenkimedence is így alakult ki (Móga, 1999; Samu és Keveiné, 2008). A Szilicei-fennsík legfejlettebb víznyelői a Torna-völgyi antiklinális Szilice és Gombaszög közé eső szakaszához kapcsolódnak. A Szilicéről dél felé tartó és a Papvermevíznyelőben végződő vízfolyásnak van a legnagyobb vízgyűjtő területe. A pár évtizede elzáródott Papverme-víznyelő mélyedésében összegyűlt vizek hozták létre a fennsík legnagyobb méretű karsztos tavát, amelyet Papverme-tó néven tartanak számon (Móga, 2002). A Tapolcai-medence északi részét elfoglaló szarmata mészkő tábla alkotja a Tapolcai-karszt fő tömegét. A Tapolcától északra eső területet a mészkő üregeinek beszakadásaival keletkezett gödrök, töbörsorok, kisebb víznyelők jellemzik. Víznyelői közül legnagyobb a Nyelőke, melyet hosszabb ideig víz tölt ki. A Felsőcser forrástól kiinduló időszakos kis patak táplálja, mely a Felső-Cser-tavon és az Cser-tavon folyik keresztül. A két állandó vizű tó vízzáró rétegekkel kibélelt karsztos mélyedésben alakult ki. A Tapolcai-fennsík északi részén, bazalttal határos karsztperemen alakult ki a Pokol-tó. Jelen vizsgálataink során a Gömör-Tornai-karszt és a Tapolcai-karszt eltömődött víznyelőiben kialakult kis tavak komplex vízkémiai és mikrobiológiai jellemzését, biológiai vízminősítését tűztük ki célul. Kiinduló állapotfelmérésünk eredményeit a későbbi kutatások megtervezéséhez és további monitorozáshoz kívánjuk felhasználni. Vizsgálati anyag és módszerek A Gömör-Tornai-karszt (Papverme-tó [PvT], Derenki-tó [DT], Vörös-tó [VT], Aggteleki-tó [AT]) és a Tapolcaikarszt (Alsó-Cser-tó [ACsT], Pokol-tó [PoT]) területén található kisvizekből 2009. április 18-án, illetve május 26-án vettünk vízmintát. A biológiai vízminősítéshez gyűjtött mintákat a feldolgozásig 30 %-os alkoholban tároltuk. A mikrobiális sejtszám meghatározását tenyésztésen alapuló módszerrel és epifluoreszcens mikroszkóp alkalmazásával is elvégeztük. A tenyésztésen alapuló módszerhez öttagú hígítási sort készítettünk, majd annak minden tagjából 0,1 %-os DSMZ 1 táptalajra szélesztettünk (www.dsmz.de), és 1 hetes, 28°C-os inkubáció után a kifejlődött telepek számából becsültük a csíraszám értékeket. Az epifluoreszcens mikroszkópián alapuló sejtszám meghatározáshoz a vízminták egy részét először 8 %-os paraformaldehid oldattal fixáltuk, majd 24 óra eltelte után, mosópufferes mosást követően azok 10-25 ml-ét 0,25 |im pórusátmérőjű polikarbonát filter felhasználásával leszűrtük. A szűrőkből kivágott darabokat 30 pl DAPI (4',6-diamidino -2-phenylindole) oldattal festettük, 2 percig sötétben inkubáltuk, majd 80%-os etanollal és desztillált vízzel mostuk. Ezután epifluoreszcens mikroszkóppal vizsgáltuk. Mintánként 15-20 látóteret fotóztunk, majd az átlagos sejtszámokból a leszűrt mintatérfogatok ismeretében a szűrő, valamint a látótér adatait figyelembe véve becsültük a sejtszámot. A módszer azon alapul, hogy a DAPI festék keresztülhatol az intakt sejtmembránon, és erősen kötődik a duplaszálú DNS-hez. Kis hullámhosszú (UV) fénnyel megvilágítva más, alacsonyabb frekvenciájú fényt bocsát ki, fluoreszkál. Abszorpciós maximuma 358 nm, 461 nm-en kék fényt emittál. A bakteriológiában használt legvalószínűbb csíraszám meghatározás az ún. Most-Probable-Number (MPN) szelektív dúsító tenyésztésen alapuló mennyiségi becslés. Az általunk vizsgált vízmintákban előforduló koliform baktériumok legvalószínűbb csíraszámának meghatározását laktóz tápleves felhasználásával az 5 tesztcsöves MPN teszten alapuló statisztikai módszerrel végeztük, amely az adott mintában található mikroorganizmusok véletlenszerű (Poisson) eloszlását vizsgálja (Fauque, 1995; Fujioka, 1997; Szabó, 1998). A vízminták planktonikus baktériumközösségeinek diverzitását DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) módszerrel hasonlítottuk össze. A szűréssel tömörített vízmintákból Ultra Clean™ Soil DNA Isolation Kit (MoBio) alkalmazásával izoláltunk közösségi DNS-t, majd a 16S rRNS gént két lépésben először 27f és 1492r, majd GC338f és 519r primer pár segítségével polimeráz láncreakcióval (PCR) felszaporítottuk. A DGGE elemzést 8 %-os poliakrilamid gélben, 40-60 % denaturáló gradiens mellett, Ingeny PhorU készülékben végeztük, 60°C-on 120V feszül-