Hidrológiai Közlöny 1999 (79. évfolyam)

4. szám - A Magyar Hidrológiai Társaság XVII. Országos Vándorgyűlése, Miskolc, 1999. július 7–8.

A bakteriális kénforgalom vizsgálata a Balatonban és a Kis-Balatonban Wittner Ilona, Dévai István, Dévai György Hajdú-Bihari Önkormányzatok Vízmű Rt. Kossuth Lajos Tudományegyetem, Ökológiai Tanszék 4034. Debrecen, Hét vezér u. 21. 4010. Debrecen, Egyetem tér 1.. Kivonat: Szeizök a Balatonban és a Kis-Balatonban a kénforgalmi baktériumok mennyiségi viszonyait és a szervesanyag-taitalom alakulását vizsgálták. A kénforgalmi baktériumcsoportok közül a rothasztók fordultak elö legnagyobb számban a Balaton üledékében. Számuk a Keszthelyi-medencétől a Északkeleti-medence irányában csökkent. A szulfátredukáló és a kénoxidáló baktériumok száma a rothasztókénál alacsonyabb volt, térben és időben jelentősen változott. Mindhárom baktériumcsoport esetében szoros összefüggés mutatkozott a baktériumok száma és az üledék kémiai oxigénigénye között. Az 1997 évi eredmények alapján a Balaton üledékének minősége az 1988. évihez képest javulást mutat. A Kis-Balatonban a kénforgalmi baktériumok közül a szulfátredukálók meghatározására került sor, melyeknek a legalacsonyabb értékei a Hídvégi-tó Szabari-víztájáról származó üledékben, a legmagasabbak a Sávolyi-víztáj és a Vörsi-víztáj üledékében fordultak elő. A vizsgálati eredmények azt mutatták, hogy mind a szulfátredukáló baktériumok száma, mind a szervesanyag—tartalmat jelző mutatók tekintetében a Kis-Balatonban lényegesen magasabb értékek fordultak elő, mint a Balatonban. Kulcsszavak: kénforgalom, kénforgalmi baktériumok, szerves anyag, üledék, Balaton Bevezetés A kénvegyületek átalakításában résztvevő baktériumok fontos szerepet töltenek be a sekély vizek anyagforgalmában (Dévai, I. et al. 1985, 1996b; Dévai Gy. et al. 19%). Eddigi vizsgálati eredményeink arra utalnak, hogy hazai sekély vizeinkben a kénforgalmi baktériumcsoportok közül döntően a rothasztó és a szulfátredukáló baktériumok, kisebb mértékben a kénoxidáló baktériumok tevékenysége lehet jelentős (Dévai, I. etal. 1996b, Wittner 1996). Dévai I. és munkatársai (1996a) megállapították, hogy az üledékben kimutatható elemi kén mennyisége szoros kapcsolatban áll az üledék szervesanyag-tartalmával. Felmerült a kérdés, hogy a kénforgalmi baktériumok mennyisége és a szervesanyag-tartalmi mutatók között fenn áll-e hasonló kapcsolat A kérdés megválaszolására elvégeztük a balatoni és kis-balatoni adataink elemzését. Tanulmányunkban a balatoni és kis-balatoni vizsgálati eredményeink közül a kénforgalmi baktériumokra és a szervesanyag-tartalomra vonatkozó adatokat mutatjuk be, és elemezzük a köztük lévő kapcsolatot. Anyag és módszer 1987-ben egy alkalommal (július 16-án) a Balatonon kilenc (B-HlB-H9), a meder középvonalában elhelyezkedő mintavételi pontról (v.ö. Dévai Gy. et al. 1984), a Balatonba torkolló vízfolyások közül pedig a Zala, a Tapolca-patak, az Eger-víz, a Burnót-patak, a Tetves-patak, valamint a Nyugati-övcsatorna üledékéből vettük a mintákat 1988-ban a Balatonon március 29-én, május 23-án, augusztus 2-án, augusztus 29-én és október 10-én történt mintavétel. 1997. július 27-én és október 4-én a Balatonon a B-Hl, B-H3, B-H5, B-H6 és B-H9 ponton, július 28-án és október 5-én a Kis-Balatonon a Hídvégi-tóból a Szabari-víztájon (KBH3/1), a Fenéki-tóból pedig a Hídvégi- (KB-F1/1), az Ingói- (KB-F2/1), a Sávolyi- (KB-F8/1) és a Vörsi-víztájon (KB-F13/1) végeztünk mintavételt. Kémiai vizsgálat minden mintából történt, bakteriológiai azonban a balatoniak közül csak a B-Hl és a B-H9 helyről származókból. A mintákat Hargrave-féle mintavevővel az üledék felső 10-15 cm-es rétegéből vettük. A szervesanyag-tartalmi mutatók közül az izzítási veszteséget 600°Con, a dikromátos kémiai oxigénigényt (KOIa) - szárazanyag-tartalomra vonatkoztatva - és az öt napos biokémiai oxigénigényt (BOIs) szabványos módszerekkel határoztuk meg Az összes szén (TC), illetve az öszszes szerves szén (TOC) mérése liofilizált mintából műszeresen történt A rothasztó (kénhidrogént termelő anaerob fehérjebontó) baktériumokat ún. pepton-viz tápoldatban (Rodina 1972), a szulfátredukálókat Butlin-{é\e (Fjerdingstad 1964), az aerob kénoxidáló baktériumokat Beijerinck-féle tápoldatban tenyésztettük (Rodina 1972). Mindhárom vizsgált baktériumcsoport esetén a baktériumok számát ún. határhígításos eljárással (MPN-módszer) határoztuk meg (Rodina 1972). Az eredményeket minden esetben 1 g nedves üledékre vonatkoztatva adjuk meg. Eredmények Az 1987. és 1988. évi vizsgálatok alapján a Balaton üledékét - a BH8 pont kivételével - eléggé egységes kép jellemezte Az izzítási veszteség 10-26%, a kémiai oxigénigény - az augusztusban néhány ponton mért 100 g Oj/kg fölötti értéktől eltekintve - 32-82 g Oj/kg között változott. A B-H8 ponton az izzítási veszteség és a kémiai oxigénigény igen alacsony értéke (3%, illetve 5,5 g 0

2/kg) az üledék erősen homokos jellegéből adódott. Emiatt erről a mintavételi helyről bakteriológiai vizsgálatra nem került sor. A szervesanyag-tartalmi mutatók tekintetében kifejezett szezonális dinamikára utaló tendencia jelleg nem mutatkozott. Az 1988. évi bakteriológiai vizsgálatok során a Balaton üledékében a rothasztó baktériumok száma térben és időben is nagyon különbözött. Bár kifejezett tendencia jelleget a rothasztók számának évszakos változásában nem lehet felismerni, de a nyolc vizsgált hely közül hat ponton (a B-H5 és a B-H9 kivételével) az augusztus 29-i mintavételkor jelentkeztek a maximális értékek, s a kivételt képező két esetben is ekkor kaptuk a második legmagasabb értékeket (v.ö. 1. táblázat). 1. táblázat Mintavételi hely Rothasztó baktériumok szqma (x 10

3 ind./g) Mintavételi hely 03.29. 05.23. 08.01. 08.29. 10.10. B-Hl 44 110 19 410 140 B-H2 12 20 100 190 100 B-H3 3,9 3,1 9,8 110 43 B-H4 2,0 1,0 15 35 10 B-H5 3,0 0,2 1,0 30 60 B-H6 1,0 0,6 5,0 60 50 B-H7 0,1 0,1 3,0 9,0 1,0 B-H9 0,1 0,3 3,0 13 19 A vizsgált szervesanyag-tartalmi mutatók közül a rothasztó baktériumok mennyiségével - 15 különböző típusú görbe illesztése alapján - az üledék kémiai oxigénigénye mutatta a legszorosabb összefüggést. A legjobb illeszkedést az y = a + bx egyenletnél tapasztaltuk (ahol x = a rothasztók száma, y = az üledék kémiai oxigénigénye, a = 4,86 x 10

4, b = 1,08 x 10

2, r = 0,84, n = 40). A szulfátredukáló baktériumok számának alakulását a 2. táblázatban mutatjuk be. A rothasztókhoz hasonlóan itt is jelentős nagyságrendi változások voltak tapasztalhatók térben és időben egyaránt. A B-H1-B-H4 pontokon a szulfátredukáló baktériumok mennyiségének évszakos alakulása határozott tendencia jelleget mutat, mégpedig a kora tavaszi minimumtól az augusztus 29-i maximumot követő csökkenésig. A B-H5-B-H9 pontokon ilyen jellegű változás nem figyelhető meg. 2. táblázat Mintavételi hely Szulfátredukáló baktériumok száma (x 10

3 ind./g) Mintavételi hely 03. 29. 05. 23. 08.01. 08. 29. 10. 10. B-Hl 0,6 2,4 93 130 7,9 B-H2 0,2 1,0 30 80 10 B-H3 0,4 0,6 6,3 67 7,4 B-H4 0,1 0,4 0,8 9,0 2,0 B-H5 0,4 1,0 0,1 1,0 1,0 B-H6 0,3 0,6 0,4 0,9 1,1 B-H7 0,2 0,1 0,2 0,2 0,1 B-H9 0,1 0,3 0,4 0,1 0,3