Hidrológiai tájékoztató, 1993

1. szám, április - ÁLTALÁNOS VONATKOZÁSÚ CIKKEK - Dr. Bardóczyné Székely Emőke: A vizek mezőgazdasági eredetű nitrogén szennyezésével kapcsolatos legújabb francia kutatási eredmények

2. ábra. A nitrogénkörfolyamat a természetben (Öllős, 1991 után) Bioszféra atmoszféra Bioszféra, , pedo szféra és hidroszféra 2. A nitrátok elbomlása, illetve megkötődése a talajban és a talajvízben A nitrogén földi szférák közti átalakulásait Henin (1985) nyomán- az 1. ábra vázolja. A felszínalatti vizeket a nitrogén általában NO

s formájában veszélyezteti, mert a talajban legtöbbször elég 0

2 és mikroorganizmus van jelen ahhoz, hogy a közbenső termékek nitráttá oxidálódjanak. A természetben lejátszódó nitrogén-körfolyamatot Öllős [5] nyomán a 2. ábra szemlélteti. Francia kutatók megállapították, hogy normál éghajlatú években a szivárgó víz ásványosodott nitrát-tartalma, amely műtrágyából ered, nem volt több, mint 5% [4], A műtrágya fel nem használt részének jelentős hányadát tehát a mikrobiális biomassza szerves tartalékként építette be a talajba. Ez a jelenség a mineralizálódás ellentéte, ásványi nitrogén beépülés a mikrobiális biomassza szerves nitrogén vegyületeibe (reorganizáció). Valószínűsíthető, hogy a vízszennyezés lényege a műtrágyából a talajba beépült szerves tartalékoknak a mineralizációjából származik, mert a növények az így felszabaduló nitrogénnek csak egy részét hasznosítják. Franciaországban a nitráttal foglalkozó kutatócsoport két folyamat mérését és tanulmányozását tűzte ki célul, mint a nitrát felszín alatti vizektől való távoltartásának esetleges lehetőségét Hl1. Denitrifikáció (2. ábra, „A" vonal) 2. Reorganizáció (2. ábra, „B" vonal) 2.1. Denitrifikáció. Egyszerűsítve: a denitrifikáció szénlebontás, ahol oldott oxigén helyett a nitrátok oxigénje használódik el [5]. A nitrátok baktériumok általi lehasítása „nehezebb", mint az oldott 0

2 légzés, ezért addig, amíg a baktériumok számára elég oldott 0

2 áll rendelkezésre, nem denitrifikálnak. Ez azt jelenti, hogy a denitrifikációhoz N0

3/N0

2 jelenlétében oldott 0

2 mentes környezet szükséges. Kutatások foglalkoztak a denitrifikáció jelenségének lejátszódásával a talajvízben. Ennél a denitrifikációnál is nitrogén izotóp frakcionálódásnak lehetünk tanúi, melynek során a nitrogén progresszív módon, 1

5N izotópban gazdagodik, mialatt a megjelenő nitrogén gáztermékek 1

5N-ben szegényednek. Ezt a folyamatot az É-franciaországi, Lille-Douai körzetben viszgálták, a kréta eredetű vízadórétegnél [4], Az adott helyen (Lille-Douai) a denitrifikáló tevékenység a heterotróf és a chemiolithotrof baktériumoktól (Thiobacillus denitrificans) származik, amelyek erősen kötődnek a sziklás vízadóréteg tároló üregeihez. Gyakorlati kérdés, hogy ebben az állapotban hogyan befolyásolhatja az esetleges vízkitermelés, intenzív szivattyúzás a természetes denitrifikációt? 2.2. Reorganizáció. A talajban a nitrogén talajvíztől való ideiglenes távoltartásában igen nagy szerepet játszhat a reorganizáció. A 1

5N izotóp frakcionálódás segítségével történő vizsgálat megmutatta, hogy a sima mérleg módszerrel mérhető reorganizációnál a valódi érték 5-6-szor nagyobb lehet. Ennek oka, hogy a talajban a tér- és időbeli heterogenitás miatt léteznek rendkívül gyors reorganizáció-mineralizáció változások, sőt az összterületen belül lokálisan az egyik helyen az egyik, más helyen a másik folyamat számára kedvezőbbek a feltételek. így előfordulhat, hogy bár az össz-nitrogén mérlegben tiszta reorganizáció dominál, lokálisan mégis előfordul az ásványi-nitrogén vízréteg felé áramlása. További kutatási téma a mikrobiális biomassza, illetve a makrofauna természetes hatásának, illetve annak vizsgálata, hogyan módosulnak ezek a hatások a mezőgazdasági művelés következtében. A nitrátszennyezéssel kapcsolatosan még sok nyitott kérdés van mind a kutatás, mind a gyakorlati megvalósítás területén. Összefoglalás Világszerte jelentős a vizek nitrátosodásának kérdése, ezen belül is, a szóbajöhető okozók közül kiemelve a mezőgazdasági tevékenység lehetséges hatásait. A vízrendszerekben megjelenő nitrogén-szennyezés eredete jól meghatározható a stabil nitrogén izotóp arány alapján. A természetes nitrogén-ciklust elemezve, a legújabb külföldi kutatások a denitrifikáció, illetve a reorganizáció (ásványosodott 22