Hidrológiai Közlöny 2000 (80. évfolyam)

4. szám - Vargha Márta–Szabó Gábor–Márialigeti Károly: A dunai kavicságy biológiai szűrőképességének elemzése. I. Laboratóriumi modellrendszer beállítása és jellemzése

VARGHA M - SZABÓ O. - MÁRIALIGETI K.: A dunai kavicságy biológiai szúröképessége 235 folyó vízből már rövid idejű tárolás során is kiülepednek lebegő részecskék, és ezek az ionok egy részét abszorbeálhatják. Az oszlopon való áthaladás során a nitrit és az ammónia mennyisége jelentős mértékben csökkent, ám a nitrát esetében nem tapasztaltunk egyértelmű változást. Ez jó egyezést mutat a Zalmum által kapott eredményekkel, bár ott nagyobb arányban fordult elő a nitrátszint konzekvens csökkenése. Ezen ionok átalakulásáért elsősorban a mikrobiális tevékenység felelős, irányát a környezet oxigénellátottsága szabja meg. Sajnos modellrendszerünk kialakítása miatt az oszlop belsejében a víz oxigéntartalmának megbízható mérése - beépített szondák hiányában - nem volt lehetséges. Az oldalkifolyókból ugyanis nagyon kis térfogatú mintát vettünk, hogy ezzel a kialakult áramlási viszonyokat minél kisebb mértékben bolygassuk, emiatt a mintavétel során a víz óhatatlanul oxigénnel telítődött. Az ammónia és nitrit szint csökkenése azonban egyértelműen az oszlop aerob környezeteiben végbemenő nitrifikációs folyamatokra utal. 3. táblázat A nitrát-koncentráció változása Ez húzódhat meg a nitrát-tartalom esetenkénti növekedése mögött is, míg a csökkenést a kialakuló anaerob mikro-környezetekben végbemenő denitnfikáció okozhatja (Lemmer, 1997), a szerves anyagok lebomlásával kapcsoltan. Szerepe lehet az üledékszemcséken történő adszorpciónak is. A természetes kavicságy mélyebb rétegeiben a denitnfikáció válhat uralkodó folyamattá, bár egyes vizsgálatok szerint a nitrát szintje a parti szűrésű kutakban sem tér el jelentősen a dunavizétől (Fáy, 1987). A foszfátkoncentrációban jelentős eltérést az el- és befolyó víz között nem tapasztaltunk (4. táblázat). Ennek az értéknek a kialakításában is elsősorban a bakteriális felépítő- és lebontó, valamint adszorpciós folyamatok vesznek részt. A vezetőképesség a modell felállítását követő első vizsgálatsorozatban megnövekedett a dunavízéhez képest, ám ez a különbség később megszűnt, így lehetséges, hogy csak a mintavétellel járó bolygatást követő kimosódás okozta. Zalmum (1997) ugyancsak csekély mértékű változást (enyhe csökkenést) tapasztalt. A pH az oszlop belsejében általában savasabb volt, mint a dunavízé, de ez a tendencia az elfolyó vízben már nem mindig jelentkezett. Szakirodalmi adatok szerint a kútvíz pH-ja enyhén alacsonyabb, mint a dunavízé Külön említést érdemel az oldalkifolyókból vett minták analízisének eredménye (5. táblázat) Az itt kapott értékek általában a kifolyó és befolyó víz közé esnek, de nem mutatnak egyirányú változást. 5. táblázat Kémiai paraméterek változása az egyik oszlop belsejébe

n nilrit (mg/l) nitrát (me/1) ammónia (mg/1) pH vezetőképesség (mS/cm) befolyó 0,116 4,8 0,15 8,18 0,42 3/3. kifolyó 0,023 4,0 0,07 8,05 0,42 3/4. kifolyó 0,017 4,0 0,05 8,04 0,42 3/5. kifolyó 0,026 4,4 0,09 8,03 0,42 3. kifolyó 0,013 4,8 0,10 8,11 0,41 Feltehetően az oldalkifolyók megnyitásával nem az átlagos aeráltsági viszonyokkal rendelkező víztereket mintázunk, s bár a mintavétel során törekedtünk a pangó víz eltávolítására, ezen speciális mikrokörnyezetekben zajló, az oszlop egészére jellemzőtől eltérő folyamatok eredménye lehet az esetenként tapasztalt kiugró érték. A modellrendszernek vannak technikai problémákból adódó limitációi. A természetes kavicsüledék több méteres, míg mintánk mindössze 70-80 cm, az áramlási sebesség pedig kisebb lehet, mint amit a laboratóriumi körülmények között megvalósítottunk, így a tartózkodási idő az általunk mért 1-2 nap helyett akár 10-90 nap is lehet {Fáy, 1987). Ennek ellenére összességében megállapíthatjuk, hogy a modellben zajló szűrési folyamatok irányukat, és gyakran mértéküket tekintve is jól megközelítik a természetes viszonyok közt tapasztaltakat. Ez alátámasztja azt a feltételezést, hogy a víztisztításban a kavicsüledék felső néhány centiméterének különösen nagy szerepe van. 3.2. Mikrobiológiai vizsgálatok A vízminták csíraszáma várakozásainknak megfelelően minden esetben szignifikánsan, legalább két nagyságrenddel csökkent. Megjegyzendő, hogy mindkét alkalmazott becslési módszer tenyésztéses eljárásokon alapul, így a pl fluoreszcens festésekkel kapott csíraszámot 2-4 nagyságrenddel is alulbecsülheti, de összehasonlító vizsgálatokban ennek nincs jelentősége. Az üledékminták elfolyó vizeiből izolált, BIOLOG teszt segítségével azonosított szervezeteket egy csoportanalízisen alapuló statisztikai program segítségével fenonokba rendeztük. Az így kapott dendrogramm Gram pozitív szervezetekre a 2., Gram negatív szervezetekre a 3. ábrán látható. A Gram pozitív csoportban található nemzetségek között a Micrococcus elsősorban a víztestben jellemző. Bacillus fajok vegetatív alakjai és spóráik mind vizekben, mind talajokban elteijedtek. Korábbi vizsgálataink alapján a durva szemcsés dunai üledék 10-25 cm mélységű rétegeiben e szervezetek dominánsak. A legnagyobb számban izolált korineform szervezetek jellegzetes bevonatalkotók folyami üledékben. Zalmum (1997) vizsgálatai során is e nemzetségek jellegzetes fajai bizonyultak dominánsnak. Képviselőik fontos szerepet játszhatnak egyes nehezen bontható szerves anyagok - így xenobiotikumok - átalakításában. Az azonosított Gram negatív szervezetek között legnagyobb számban különböző (elsősorban az I. RNS NOj -koncentráció (mg/l) július október december március befolvó 4,4 6,2 5,3 8,8 1. elfolyó 7,0 4,4 5,3 7,0 2. elfolyó 5,7 5,3 5,7 9,7 3. elfolyó 5,7 4,4 6,2 4. elfolyó 7,9 4,4 5,3 5. elfolyó 7,0 4,8 5,7 9,2 6. elfolyó 6,6 4,8 4,4 4. táblázat A pH, a vezetőképesség és a foszfátkoncentráció változása pH Vezetőképesség (mS/cm) Oldott PO/ koncentráció (mg/l) Befolyó 8,16 0,44 0,16 1. elfolyó 8,06 0,44 0,12 2. elfolyó 8,24 0,44 0,13 3. elfolyó 8,28 0,44 0,14 4. elfolyó 8,18 0,44 0,11 5. elfolvó 8,18 0,45 0,12 6. elfolyó 8,25 0,44 0,15