Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)
2013 / 5-6. különszám - LIV. Hidrobiológus Napok előadásai
98 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2013. 93. ÉVF.5-6. SZ. Klórozott szénhidrogén szennyezők fitoplankton közösségekre gyakorolt hatásának vizsgálata mikrokozmosz-kísérletekben Bácsi István1, B-Béres Viktória2, Balogh Julianna1, Grigorszky István1, Vasas Gábor3, Szabó László József1, Nagy Sándor Alex1 'Debreceni Egyetem TEK-TTK Hidrobiológiái Tanszék, 4032. Debrecen, Egyetem tér 1. 'Tiszántúli Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi felügyelőség, 4025. Debrecen, Hatvan u. 16. 'Debreceni Egyetem TEK-TTK Növénytani Tanszék, 4032. Debrecen, Egyetem tér 1. Kivonat: Munkánk során három kismolekulájú klórozott szénhidrogén, a triklóretilén, a tetraklóretilén és a tetraklóretán hatását vizsgáltuk terepi körülményeket imitáló mikrokozmosz kísérletekben tavaszi és nyári fitoplankton együttesekkel. Az eredmények azt mutatják, hogy a klórozott szénhidrogének hatása természetes rendszerekben nagymértékben függ a fitoplankton együttesek összetételétől, a domináns fajoktól, azok érzékenységétől. A vizsgálatok során a Trachelomonas ostorosok, és a CycloteUa kovaalgák mutatták a legkisebb érzékenységet, a Chlorellales és Chlamydomonadales rendekbe tartozó zöldalgák szintén alacsony, a Sphaeroplea- les rendbe tartozó zöldalga fajok pedig mérsékelt érzékenységet mutattak. Ezzel szemben a Cryptophyták szinte teljesen eltűntek a kezelések hatására. A klórozott szénhidrogén szennyezők tehát kedvezőtlenül hathatnak a fitoplankton együttesek összetételére, a- zonban a diverzebb (esetünkben tavaszi) ökoszisztémában nagyobb arányban voltak jelen olyan fajok, amelyek ellenálltak a zavarásnak és ez lehetővé tette, hogy ellensúlyozzák a más fajok eltűnéséből származó funkcionális károsodást. Kulcsszavak: klórozott szénhidrogének, Synechococcus, oxidativ stressz. Bevezetés Napjainkban egyre több a bizonyíték arra vonatkozóan, hogy klórozott szénhidrogén szennyezés jelenik meg a talajban és a talajvízben, köszönhetően az ipari hulladék nem megfelelő tárolásának. A legújabb kutatások azt mutatják, hogy a szennyezett felszín alatti vizek mozgása következtében egyre nagyobb a kockázata ezen szennyező anyagok felszíni vizekben való megjelenésének is (Lorah és Voytek, 2004). A felszíni vizekbe jutó tetraklóretán, tetraklóretilén és triklóretilén nagy része elpárolog rossz vízoldhatóságuk és illékonyságuk miatt (Wakeham 1983, Zytner 1989b, Thomas 1990). Mivel azonban sűrűségük nagyobb a víz sűrűségénél, a vízbe kerülő mennyiség a fenékre süllyed, a- honnan folyamatosan a víztérbe kerülve károsíthatják az é- lőlényeket (Leighton és Calo, 1981; Thomas, 1990). Annak ellenére, hogy a tetraklóretánt, a tetraklóretilént és a triklóretilént az ipar széles körben alkalmazta, vagy alkalmazza napjainkban is, viszonylag kevés adat található az irodalomban arra vonatkozóan, hogyan hatnak ezek az a- nyagok a vízi élőlényekre. Ismert, hogy ezek a vegyületek hatással vannak fitoplankton fajokra: tanulmányozták őket tengeri (Pearson és McConnell 1975, Ward et al. 1986), valamint édesvízi cianobaktériumok és eukarióta algák esetén is (Bringmann és Kühn 1980, Ando et al. 2003, Lukavsky et al. 2011). Az egy fajt vizsgáló toxikológiai tesztek általánosan elterjedtek és nagyon jól alkalmazhatók, ha fiziológiai hatások vizsgálata, toxikológiai határértékek megállapítása, vagy különböző fajok érzékenységének összehasonlítása a cél (Moreire-Santos et al. 2005, Liebig et al. 2008). A több fajt alkalmazó mesterséges rendszerek, vagy a természetes közösséget tartalmazó mikrokozmosz ill. mezokozmosz vizsgálatok ökológiai relevanciája azonban nagyobb, mert integrálják a természetes körülmények között zajló változásokat, így a vizsgált ökoszisztéma változásainak pontosabb értékelését teszik lehetővé (Chappie és Burton 2000, Culp et al. 2000, Moreira-Santos et al. 2004). Az algatesztek relevanciája növelhető a természetben megjelenő fíoplankton e- gyüttesek alkalmazásával (Moreira-Santos et al. 2005). A fő előnye ezeknek a kísérleti rendszereknek a szennyezés ökológiai hatásainak valósághű szimulációja vízi közösségekben. így a legkülönbözőbb fajokra gyakorolt hatások, a zsákmány-ragadozó kölcsönhatások, illetve a különböző populációk közötti kölcsönhatások akár egyidejűleg is tanulmányozhatók a közösségen belül (Lopez-Mancisidor et al. 2008). Viszonylag alacsony azon tanulmányok száma, amelyek klórozott szénhidrogén szennyezők természetes fitoplankton együttesekre gyakorolt hatását vizsgálták sekély tavi ökoszisztémákban. Berglund és munkatársai (2001) pozitív korrelációt mutattak ki a tó trofikus állapota és a poliklórozott bifenilek mennyisége között. Arra a következtetésre jutottak, hogy ez a sekély, eutróf tavakra jellemző magasabb ü- lepedési rátának köszönhető. A szénhidrogén szennyezők fitoplankton közösségre gyakorolt hatásának vizsgálata során kimutatták, hogy a szennyezők vízoldható frakciója átmeneti, rövidtávú negatív hatással volt a fitoplanktonra, a- mely később változásokat okozott a fitoplankton közösség szerkezetében (González et al. 2009). Ismert, hogy az algaközösség kémiai stresszre adott válasza függ a szennyezés pillanatában jelen lévő faj összetételtől is (Guasch et al. 1997, Gumey és Robinson 1989, Pesce et al. 2006, Tlili et al. 2008). McCann (2000) bevezette a "biodiverzitás-stabili- tás hipotézist", mely szerint az ökoszisztéma ellenállása és rugalmassága növekszik a közösségen belüli trofikus interakciók számával. Ez a hipotézis úgy is ismert, mint a "biológiai biztosítás hipotézis" (Yatchi és Loreau, 1999), amely feltételezi, hogy diverzebb ökoszisztémákban nagyobb valószínűséggel vannak jelen olyan fajok, amelyek képesek ellenállni a zavarásnak és ez lehetővé teszi számukra, hogy ellensúlyozzák a más fajok eltűnéséből származó funkcionális károsodást (Villeneuve et al. 2011). Munkánk célja az volt, hogy in situ mikroalga teszttel (mikrokozmosz rendszerben) értékeljük egyszeri „pontszerű” klórozott szénhidrogén szennyezések rövidtávú hatását fitoplankton együttesek összetételére. A kísérleti összeállítás lehetővé tette annak tanulmányozását, hogy a klórozott szénhidrogének oldódásának nem kedvező, „természet-közeli” körülmények között milyen változások zajlanak egy természetes fitoplankton közösség szerkezetében. Anyag és módszer A „terepi” vizsgálatokat a Debreceni Egyetem Botanikus Kertjében, a Botanikus Kerti Tóban végeztük. A kerti tó egy sekély mesterséges víztér (átlagos mélység: 0,7 m; terület: kb. 100 m2), amely jól reprezentálja Magyarország felszíni vizeinek egyik leggyakoribb típusát. A tóból 12 1 vízmintát vettünk, amelyet szétosztottunk 4 műanyag (polime- tilpentén - PMP) főzőpohárba (3 1 vízminta főzőpoharanként). 1 főzőpohár szolgált kontrollként, 1-1 főzőpohárban végeztük az egyes klórozott szénhidrogénekkel a kezeléseket. Az elméletileg telített oldat eléréséhez szükséges meny- nyiségű klórozott szénhidrogént, azaz 5,4 ml tetraklóretánt,
