Hidrológiai Közlöny 1984 (64. évfolyam)

4. szám - Csermák Kálmán–Csermákné Papp Alice–dr. Gorzó György–dr. Máté Ferenc: A denitrifikáció mérése a Balatonban nitrogén izotópos nyomjelzéssel

Hidrológiai Közlöny 1984. 3. sz. 226 A denitrifikáció mérése a Balatonban nitrogén izotópos nyomjelzéssel CSEKMÄIC KÁLMÁ N*—C SEEMÁKNÉ P A P P ALIC E»—D lt. G 0 11 Z Ő GYÖSS Y"—D E. MXl£ FEEENC* A Balaton nemkívánatos eutrofizálódása miatt nagy jelentőséget kapott minden olyan folyamat, amely a víz növényi tápanyagkészletét mérsékli. Ezek között is kiemelkedő fontosságú a denitrifikáció, ami a víznek — esetenként az elsődleges termelés nagyságát is limitáló — nitrát tartalmát csökkenti. A denitrifikáció során a baktériumok gáznemű dinitrogén-oxiddá, illetve molekuláris nitrogénné redukálják a víz nitrát és nitrit vegyületeit. Ezek a nitrogén-formák a növényi szervezetek számára gyakorlatilag már nem hasznosíthatók. Viszonylag kevés baktériumfaj képes a denitrifikációra. A denitrifikáló baktériumok anaerob körülmények között a szervesanyagokat nitrátokkal mint terminális elektronakceptorral égetik el. Ennek alapján ezeknek a baltériumoknak a nitrát jelenlétén kívül anaerob és oxidálható szervesanyagban gazdag környezetre van szükségük. Ezek a körülmények általában az üledék felső rétegében is adottak [1, 2]. A Balatonban lejátszódó denitrifikációs folyamatot néhány éve már rendszeresen tanulmányozzák [3, 4]. E munkák során erre a célra általánosan használt acetilén gátlásos technika alkalmazásával nyertek igen jelentős eredményeket. A denitrifikáció mérésére szolgáló indirekt módszerek verifikációjához, illetve az egyes folyamatok közelebbi megismeréséhez jó lehetőséget igér az izotóp-nyomjelzés alkalmazása. .Telen dolgozatunkban a 1

5N stabil izotóp-nyomjelzés alkalmazásával elért első eredményeinkről számolunk be, amelyeket a külföldi irodalomben leírt eljárások-adaptációjával és némi továbbfejlesztésével nyertünk. Természetes vizekben denitrifikáció mérést 1

5N izotóppal először Goering és Dugdale végzett 19(i6-ban [5]. A denitrifikáció nyomjelzése általánosan 1

5N-tel dúsított nitrát preparátummal történik, amit a zárt víz-üledék rendszerhez adnak. A meghatározott körülmények közötti inkubálás után analizálják a víz dinitrogén-oxid és nitrogén tartalmát, illetve ezek izotóp összetételét. Figyelembe véve az izotóp hígulását kiszámítják az időegységre és felületegységre eső nitrogénfelszabadulást. Ahhoz, . hogy a felszabadult nitrogén izotópösszetételét kellő pontossággal mérni tudják, a rendszer nitrogéntartalniától függően 300— —500 /tg/l 1

5N-el jelzett nitrát preparátumot és 12—24 óra inkubációs időt alkalmaztak [1, 2]. A vizsgált rendszerhez adagolt, nem elhanyagolható mennyiségű nitrát azonban megnöveli a nitrogénfelszabadulás nagyságát. Változtatva az adagolt nitrát mennyiségét és mérve a nitrogénfelszabadulás annak függvényében való változását, extrapolációval következtethetek a rendszer eredeti nitrát-koncentrációjához tartozó denitrifikáció mértékére [C, 7, 8]. Anyag és módszer Minták és mintavétel. A kísérleteinkhez az üledék-víz mintákat a Balaton 1. ábrán látható pontjairól gyűjtöttük 1983 aug. 10—31 között. A mintavételhez Eckman, Hargrave és egy módosított * MTA Balatoni Limnológiai Kutatóintézete, Tihany. ** KDT Vízügyi Igazgatóság, Székesfehérvár. Keszthely 1. ábra. A mintavételi helyek Abb. 1. Probenahmestellen Milbrink-iéle [9.] mintavevőt, illetve Voynarovich-íéle vizmintavevőt [10] használtunk. Izotóp adalékként 96%-ban 1

5N-tel dúsított KN0

3-ot (300 fi g/l 1

5N-KN0

3) alkalmaztunk. A mintákat 12 órát inkubáltuk Madsen [11] Nishio [12] és Tirén [13] módszerei alapján. Gázkihajtó és analizáló rendszer. A minták vízfázisában oldott nitrogén és dinitrogén-oxid gázok mennyiségének mérését az OVH által ajánlott gázvizsgálati eljárás alapján végeztük [14]. Az oldott gázokat a vízmintából széndioxiddal hajtottuk ki. A széndioxidot lúgban elnyeletve a visszamaradt gázokat összegyűjtöttük, megmértük térfogatukat, összetételüket gázkromatográffal analizáltuk. Kihajtó gázként 99,85%-os tisztaságú széndioxidot használtunk. A gázanalízist Chrom 31 típusú gázkromatográffal végeztük. Vivőgázként héliumot alkalmaztunk 60 ml/perc átfolyási sebességgel. Az elválasztó töltet anyaga és a kolonna hossza: N

2 méréshez Linde, Moleku-