Hidrológiai Közlöny 2001 (81. évfolyam)
5-6. szám - XLII. Hidrobiológus Napok: „A magyar hidrobiológia időszerű kérdései az ezredfordulón” Tihany, 2000. október 4–6.
497 Oldott szervesanyagok mennyisége és minősége a Balatonban V.-Balogh Katalin 1, Tóth Noémi 2 és Bokros Manassé 2 'Magyar Tudományos Akadémia Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, Tihany; 2Veszprémi Egyetem, Veszprém Kivonat: Kulcsszavak: Bevezetés Tavakban általában az oldott szerves szén (DOC) 'pool' döntő részét (50-80 %) a humin anyagok alkotják. A Balaton oldott szervesanyag frakcióiról ismereteink mindezidáig hiányosak voltak, ezért jelen kutatás célja volt meghatározni az oldott humin anyagok hozzájárulását a teljes szerves szén 'pool'-hoz, valamint jellemezni a tó szervesanyagait színük, fluoreszcenciájuk valamint molekulaméretük alapján. A vizsgálatokat 1999 évben a tó hossztengelye mentén a Zala-torkolattól kezdődően 6 ponton végeztük. Az oldott szervesanyagokat (DOM) szűréssel (0,45 pm) különítettük el, a humin anyagokat XAD módszerrel izoláltuk. Az oldott humin anyagok fulvo- és huminsav frakcióit precipitációval (pH < 2) nyertük. A víz színét spektrofotométerrel (Shimadzu UV 160A), fluoreszcenciáját Hitachi F-4500 fluoreszcens spektofotométerrel, molekulaméret eloszlását frontális ultraszürés (Amicon) technikával határoztuk meg A szerves szén frakciókat (TOC, DOC, POC, HSC, HAC, FAC) szerves szén analízissel (Elementar High TOC) kvantifikáltuk Eredményeink szerint az oldott szervesanyagok mennyisége kevésbé, míg összetétele és tulajdonságai jelentősen változtak a tó hossztengelye mentén a Zala folyó torkolatától a tó legkeletibb területéig. így a Pt-szin, a fluoreszcencia intenzitás, az oldott humin anyagok részesedése az összes DOC-ból - utóbbi 75 %-ról 55 %-ra - csökkent, míg a nagyobb molekulatömegű frakciók viszonylagos jelentősége nőtt. szerves szén frakciók (TOC, DOC, POC, HSC, HAC, FAC), molekulaméret frakciók, 3D fluoreszcens spektrumok Eredmények és megbeszélésük A Balatonban a héthónapos időszakra kapott DOC koncentráció átlagértékek (/. ábra, n = 1 3) a következőképpen alakultak, a Zala folyó torkolatánál kapott 14,4 ± 0,86 mg 1"' a Keszthelyi-medencében 9,7 ± 0,43 mg l"'-re csökkent, majd a hossztengely mentén alig csökkent tovább, így a legkeletibb ponton 7,4 ± 0,29 mg l"'-t mértünk. Másként kifejezve, a DOC koncentráció tekintetében a tó két legtávolabbi területe nem különbözött szignifikánsan. Ezzel szemben a humin anyagokra jellemző barna szín (/. ábra) feltűnően nagy (84,5 ± 14,4 Pt mg l" 1) volt a folyótorkolatnál, majd hirtelen drasztikusan csökkent a Keszthelyi-medencében (25,0 ± 9,7 Pt mg l' 1), és a víz színe fokozatosan tovább „fakult", melynek eredményeként a keleti tóterületen 11,0 ± 7,4 Pt mg 1"' átlagértéket kaptunk. (Megjegyezzük, hogy e területeken korábbi aszályos években a szín nem is volt mérhető). Ezek az eredmények arra hívják fel a figyelmet, hogy a barna szín elenyészésének ütemét nem követi a szervesanyagok eliminálódása, vagyis ott maradnak a vízben. 18 t r 120 A Balaton Keszthelyi-medencéjét elsősorban a Kis-Balatonon átfolyó Zala folyó útján folyamatosan számottevő allochton szervesanyag-terhelés éri (V.-Balogh & Vörös, 1996). Míg a Kis-Balaton előtti folyószakaszon a DOC koncentráció nem éri el az 5 mg f', addig a torkolatnál ez az érték többnyire 15 mg f 1 körül mozog (V.-Balogh, 2000). Ugyanakkor az algatermő-képesség csökkent (Vörös, 1999), ezért a Balaton vizében az allochton eredetű szervesanyagok váltak uralkodóvá az autocton eredetűekkel szemben. Az oldott természetes szervesanyag (NOM) összetétele nagyban függ azok környezeti forrásaitól (Aiken & Cotsaris, 1995), mindamellett a NOM szerkezetéről megadhatók bizonyos általános megállapítások. így a humin anyagok pontos részesedése, ugyanis tavakban általában az oldott szerves szén (DOC) 'pool' döntő részét (50-80 %) a humin anyagok alkotják. A NOM méreteloszlása szintén egy alapvető jellemző. Ilyen részletes információkkal a Balaton oldott szervesanyagairól ez ideig nem rendelkeztünk, holott ezek nélkülözhetetlenek a szervesanyagok ökológiai szerepének megismeréséhez. Célkitűzés Jelen kutatás célja volt meghatározni az oldott humin anyagok hozzájárulását a teljes szerves szén 'pool'-hoz, valamint jellemezni a tó szervesanyagait a szín, fluoreszcencia spektrum valamint molekulaméret frakciók alapján. Anyag és módszer A vizsgálatokhoz 1999-ben áprilistól októberig 13 alkalommal vettünk vízmintát a tó következő 6 (az első kivételével tóközépi) pontján: Zala torkolat (1) Keszthely (2) Szigliget (3) Balatonakaii (4) Tihany (5) Balatonfüzfö (6). A szénfrakciókat, nevezetesen: összes szerves szén (TOC), oldott szerves szén (DOC), izolált huminsavak (HAC), izolált fulvosavak (FAC) valamint ultraszűrt szervesanyag frakciók, Elementar High TOC tipusú szerves szén analizátorral mértük Az oldott huminanyagokat kisnyomású oszlopkromatográfiával XAD módszerrel izoláltuk (Standard Methods, 1995, V.-Balogh et al. 1998a). A humin- és fulvosavakat pH = 1-en végrehajtott precipitációval választottuk el. A molekulatömeg szerinti frakcionálási frontális ultraszüréssel végeztük, Amicon® 8400 típusú keverőcella alkalmazásával. A víz színét Cuthbert & Giorgio (1992) szerint Pt-egvségben adtuk meg. A huminanyagokra jellemző teljes (3D) fluoreszcens spektrumokat Hitachi F-4500 fluoreszcens spektrofométerTel vettük fel a következő paraméterek mellett: Ex/Em rés = 2,5 nm / 5,0 nm; szkennelési sebesség = 12000 nm/perc; mintavétel intervalluma = 5 nm; >. E x = 220 - 520; X-Em = 245 - 545 (Literáthy, szóbeli közlés). Mintavételi helyek 1. ábra. Az oldott szerves szén (DOC) és Pt-szin koncentráció átlagok változása a Balaton hossztengelye mentén az 1999 évben A Balaton vizében az összes szerves szén (TOC) döntően oldott formájú (2.a ábra). A vizsgált júniusi időpontban a partikulált szerves szén (POC) részesedése általában 10 % alatt maradt (két esetben közelítette meg a 20 %-ot). A DOC további két frakcióra, az ú.n. humin anyag szénre (HSC) és nem humin anyag szénre (NonHSC) bontható (2.b ábra). Azt kaptuk, hogy a Zala torkolatnál a DOC 75 %-át adják a humin anyagok, és részesedésük még a keleti területeken is 55 %. Tovább frakcionálva az oldott humin anyagokat, jutunk el a huminsavak és fulvosavak frakcióihoz (2 c ábra). Eredményeink szerint a Balaton vizében a fulvosavak vannak túlsúlyban, a Zala torkolatnál 75
