Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)

2013 / 5-6. különszám - LIV. Hidrobiológus Napok előadásai

19

A baktériumközösségek filogenetikai diverzitásának és a vízkémiai jellemzők változásának vizsgálata egy hűtő-tározótóban

Borsodi Andrea1, Szirányi Barbara1, Janurik Endre2, Kosáros Tünde2'3, Krett Gergely1, Márialigeti Károly1, Pékár Ferenc2

'ELTE Mikrobiológiai Tanszék, 1117. Budapest, Pázmány Péter sétány 1/C 2Halászati és Öntözési Kutatóintézet (HAKI), 5540. Szarvas, Anna-liget 8.

'Debreceni Egyetem, TTK, Ökológiai Tanszék, 4030. Debrecen, Egyetem tér 1.

Kivonat: A fűtésre használt termálvizek kezelésére szolgáló és a Hármas-Körös Nagyfoki-holtágának egy leválasztott szakaszán

található tározótóban 2011 -ben március és szeptember között havi mintavételi gyakorisággal vizsgáltuk a vízkémiai jellemzők változását és a baktériumközösségek filogenetikai diverzitását. A tározótóban a tartózkodási időtől és az évszaktól függő mértékben a nagy szennyezőanyag tartalmú (KOIk, BOI5, fenolok, ammónia) termál csurgalékvíz kémiai összetétele és biológiai vízminősége, hasonlóan az előző évekhez, 2011-ben is megváltozott. Az ammónium-N koncentrációja a várt mértékben, jóval a kibocsátási határérték alá, de az összes fenol koncentrációja is minden esetben a határérték körüli értékre csökkent, emellett jelentős mértékű csökkenés volt megfigyelhető a KOI és a BŐI esetében is. A tavi mintákból összesen 13 bakteriális filogenetikai törzs képviselőit mutattuk ki. A klónkönyvtárakban a Deinococcus-Thermus törzs (befolyó csurgalékvíz), a Deltaproteobacteria osztály (üledék), és a Cyanobacteria, a Bacteroidetes, a Tenericutes és Betaproteobacteria filogenetikai csoportok (tározóvíz) képviselői fordultak elő a legnagyobb arányban. A tározótóba folyó csurgalékvízből a legnagyobb számban izolált törzsek a Tepidiphilus margarítifer fajhoz, a tározóvíz-, valamint az üledékmintákból származó törzsek a Thauera nemzetséghez tartoztak. A tározótóból azonosított baktériumok nagy része haloalkalofil és irodalmi adatok alapján képes aromás szénhidrogének bontására.

Kulcsszavak: termálvíz, hűtő-tározótó, vízkémia, tenyésztés,

Bevezetés

A Hármas-Körös Szarvas melletti Nagyfoki-holtágának egy leválasztott szakaszán található termálvíz befogadására alkalmas hűtő-tározó tavon (a Therm-Organ tározótavon)

2010- től végzünk összehangolt vízkémiai és mikrobiológiai vizsgálatokat. A tározótó több pontjáról tavasszal, nyáron és kora ősszel gyűjtött víz- és üledékminták elemzése alapján megállapítottuk, hogy a tározás során a túlnyomórészt oldott szerves anyagokat és redukált szervetlen vegyületeket tartalmazó termálvíz kémiai összetétele jelentősen megváltozott, a felszíni vizekben élő szervezetekre toxikus, nehezen bontható vegyületek koncentrációja számottevő mértékben csökkent. A tározótó víz- és üledékmintáinak baktériumközösségei mindhárom mintavételi időpont során különböztek egymástól, és jelentős szezonális változások mutatkoztak a baktériumközösségek szerkezetében (Borsodi és mtsai, 2011, 2012).

Jelen vizsgálatunk célja a tározótóban végbemenő vízkémiai és mikrobiális közösségszerkezeti változások pontosabb megismerése, továbbá a tározóvízben és az üledékben előforduló baktériumok filogenetikai diverzitásának a feltárása volt.

Vizsgálati anyag és módszerek

A 2010. évi kutatási eredmények figyelembevételével

2011- ben a Therm-Organ tározótavon a mintavételi helyek számának csökkentése mellett növeltük a mintavételi gyakoriságot. A tározótóba folyó termál csurgalékvíz (CS0) mellett a tározótó két jellegzetes mintavételi pontján gyűjtöttünk víz- és üledékmintákat (Borsodi és mtsai, 2011), a termál csurgalékvíz betáplálásánál (V0 és U0) és a tározótó hossztengelyének közepén található leeresztő műtárgy közelében (V4 és U4) márciustól szeptemberig havi gyakorisággal. A termelőkútból (KV) 2011. márciusban vettünk vízmintát.

A vízminták kémiai jellemzőinek meghatározása a HAKI Környezetanalitikai Központ Vizsgáló Laboratóriumában történt a 2010. évi vizsgálatokkal egyező módon {Borsodi és mtsai, 2011). A mikrobaközösségek filogenetikai diverzitását az ELTE Mikrobiológiai Tanszékén tenyésztésen alapuló és tenyésztéstől független molekuláris biológiai módszerek [klónozás és denaturáló gradiens gélelektroforé- zis (DGGE)] segítségével vizsgáltuk (Borsodi és mtsai, 2005, 2011). A baktériumok tenyésztését R2A (DSM 830),

DGGE, klónozás, baktériumközösségek diverzitása.

nutrient (DSM 1) és Horikoshi-féle alkalikus táptalaj

(DSM 940) felhasználásával végeztük (ww.dsmz.de).

Eredmények és értékelésük

A tározótóba egész évben folyamatosan bevezetett termál csurgalékvizet (CS0) a felszíni vizekhez képest nagy szennyezőanyag (KOI, BOI5, fenolok, ammonium) koncentráció jellemzi (7. táblázat). A csurgalékvíz folyamatosan keveredik a korábban betározott vízzel, ami a tározótóban lévő sajátos mikrobaközösségek aktivitása révén már részben átalakult. A tározótóban a túlnyomórészt oldott szerves anyagokat és redukált szervetlen vegyületeket tartalmazó befolyó termálvíz fokozatosan felszíni vízzé alakul át, miközben az oldott szerves anyagok jelentős része formáltak- ká, a szervetlen nitrogénformák pedig szerves formákká transzformálódnak.

A termál csurgalékvíz kémiai összetétele a tározótóban a tartózkodási időtől és az évszaktól függően nagymértékben átalakul, az egyes kritikus vízkémiai paraméterek (KOI, BOI5, fenol) jelentős, a kibocsátási határértékek közelébe történő csökkenése mellett (7. táblázat). A vizsgált időszakban ősz elejére egyes vizsgált vízkémiai paraméterek koncentrációja csökkent (pl. összes foszfor, klorid), másoké pedig növekedett (pl. KOI, BOI5, fenol) a nyári párolgás miatti töményedés és a szeptemberi növekvő mennyiségű csurgalékvíz egyes koncentrációkat csökkentő, másokat viszont növelő hatásának eredményeként.

A vizsgálatok során nyert eredmények felvetik a napjainkban alkalmazott ún. csővégi szabályozás, illetve a befogadó terhelhetőségének (Clement, 2010), valamint a kibocsátási határértékek és a kibocsátás időpontjának a felülvizsgálatát, illetve felszíni víz hozzáadásának szükségességét, nem az öncélú hígítás, hanem a befogadó védelme érdekében.

A tározótó vizében és üledékében, illetve a termál csur- galékvízben és a termelőkút vizében előforduló baktériumközösségek szerkezetéről és változásáról egy tenyésztéstől független molekuláris biológiai módszer, a DGGE alkalmazásával nyertünk információt. A mintákra jellemző közösségi 16S rRNS génszakaszok DGGE vizsgálatával nyert sávmintázatok összehasonlító elemzése alapján készült dendro- gramon (7. ábra) 50%-os hasonlósági szinten mintatípusonként 4 egymástól elkülönülő csoport volt megfigyelhető. A gélsávokban kialakult mintázatok alapján legjobban a tér-