Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)

XLIII. Hidrobiológus Napok: "Vizeink ökológiai állapota: természetvédelem, vízhasznosítás" Tihany, 2001. október 3-5.

99 Kivonat Az ammónium újratermelődése a Balaton vizében és üledékében 'Présing Mátyás, 2Preston Tom, 'Kovács Attila & 'Sprőber Péter 'Magyar Tudományos Akadémia Balatoni Limnológiai Kutatóintézete, Tihany, 2Isotope Biochemistry Laboratory, Scottish Universities Research and Reactor Centre, Glasgow A Balaton Siófoki- és Keszthelyi-medencéjében május, június és augusztusban I

SN tracer technikával mértük a fitoplankton ammóniumfelvételét, izotóphlgulási módszerrel a vizben és üledékben folyó ammónium újratermelődést A vízből történő ammónium kinyeréséhez és mérhetővé tételéhez két új módszert (diffúziós és szilárd fázisú extrakció) dolgoztunk ki A Siófoki-medencében az ammóniumfelvétel sebessége 2-6 pg N/l/óra között változott. Újratermelődése 1-10 (ig N/l/óra, a felvételi sebességek 50-90 %-a volt. A Keszthelyi-medencében júniusban ill. az augusztusi kékalgavirágzás kezdetén 4,4 pg N/l/óra ill. 14,1 ng N/l/óra volt a felvétel és 0,5 ill. 21,2 pg N/l/óra a regeneráció sebessége. A nyomjelzéses felvételi módszer 10-50 %-kal becsülte alul az ammónium felvételét a Siófoki- és 10-80 %-kal a Keszthelyi-medencében, ha annak újratermelődését figyelmen kívül hagytuk. A napi szén- és nitrogénfelvétel aránya mindkét medencében a Redfield-számhoz (5,6) közeli érték volt. Júniusban és augusztusban végzett vizsgálataink szerint a tó üledékének felső 5 cm-ében 1 cm

3 friss üledékből naponta 1-3,6 pg ammónium-nitrogén keletkezhet. Egy négyzetméternyi üledék felső 5 cm-éből naponta 50-182 mg ammónium-nitrogén juthat a felette lévő vlzoszlopba. A vízmélységtől függően ez 14-50 pg/1 nitrogént jelent. A nitrogénfelvételi és ammónium újratermelődési adatok szerint vizsgálataink idején a tóban nem alakult ki nitrogénhiány. fitoplankton, l

sN, ammóniumfelvétel és -újratemelődés, mikrodiffúzió Kulcsszavak: Bevezetés Nyáron a Balatoni fitoplankton által a vízből felvett nitrogénnek csak mintegy tizede érkezik külső forrásokból, döntő hányada a tavon belüli újratermelődésből kell, hogy származzon (Présing és mtársai 1999). Az algapopulációk fenntartásában nagy szerepe van a vízoszlopban folyó regenerációs folyamatoknak, de a tömegprodukciók kialakulásához elegendő nitrogént nem biztosíthat. Ennek forrása csak az üledékből származó, gyorsan hozzáférhető nitrogénformák, elsősorban az ammónium újratermelődése lehet. Az ammónium regeneráció ismerete kulcsfontosságú, mivel nagysága befolyásolja a mért nitrogén felvételi eredményeket, valamint támpontot nyújthat az algapopulációk nitrogénellátásának, és az esetleges nitrogénhiányának megítéléséről. Munkánk célja az volt, hogy a fitoplankton ammónium felvételével együtt meghatározzuk a tó vizében és üledékében folyó ammónium újratermelődést, és ennek érdekében kidolgozzuk a vízből történő ammónium kinyerésének és mérhetővé tételének módszerét. Anyag és módszer A felvételi kísérleteket 2000. májusától augusztusig a Siófoki- és a Keszthelyi-medence közepén gyűjtött vízmintákkal végeztük. Az ammónium-, nitrát- ill. ureakoncentrációkat Mackereth és mtársai (1989), Elliott & Porter (1971) ill. Newell és mtársai (1967) szerint mértük. A klorofill-ű koncentrációkat Iwamura és mtársai (1970) módszerével mértük. Az elsődleges termelést a nitrogénfelvételi kísérletekkel párhuzamosan Vollenweider (1969) 1

4C-es módszere szerint mértük, ill. a klorofill-a és a hőmérsékleti értékeken alapuló modellel becsültük (Vörös & V.-Balogh 1998). A nitrogén-felvételi kísérletekben a korábban használt 1

5N-izotóptechnikával dolgoztunk (Présing és mtársai 2000). A mintákat az izotóp hozzáadás után azonnal, ill. 15, 30 és 60 perc (T

0 ill. T,, T

2 és T

3) múlva szűrtük. A szürletekből és a kontrollként használt desztillált vizes oldatokból egyaránt 300 ml-t töltöttünk 500 ml térfogatú Duran Schott edényekbe. Az edények zárókupakjába egy erre a célra hajlított saválló acéldrótot szúrtunk. A drótm egy 6-7 mm átmérőjű keretet hajlítottunk, amelybe egy tágított mintatartó kapszulát rögzítettünk. Pontosan a kapszula felett lógott egy előzőleg kiizzított, 25 pl 0,5 N H

2S0

4-val átitatott, 15-20 mm hosszú GF/C csík. Minden edénybe mágneses keverőt helyeztünk, és 200 mg előzőleg 450 °C-on 2-4 óráig izzított MgO-ot mértünk. Ezután a kénsavas ammóniumcsapdákkal felszerelt előkészített tetőkkel azonnal légmentesen lezártuk (1. ábra). A diffúziós edényeket 60 °C -os szárítókemencébe helyeztük, és naponta kétszer 5 percig mágneses keverővel kevertük. ón kapszula rozsdamentes acéldrót üveggyöngy 1. ábra Az ammónium kinyerése mikrodiffúzióval A 7-10 napos diffúzió után a nedves, savas csapdákat héliummal telített ekszikkátorban 1-2 napig szárítottuk. A száraz mintákat az ón kapszulákkal együtt becsomagoltuk, és összes nitrogéntartalmukat, valamint 1

5N %-ukat tömegspektrométerrel meghatároztuk. Az eredményeket Glibert és mtársai (1982) módszere alapján számoltuk. Az általunk kidolgozott szilárd fázisú extrakciós eljárás a fenol-hipoklorit (Berthelot) reakción alapul. Az ammóniumból képződött indofenol lehetővé teszi az izotóp higulási elv alkalmazását. A tracer technikával meghatározott nitrogénfelvétel szűrletéből az alkalmazott adszorpciós oszlop típusától és további analízistől függően 10-100 ml-t megsavanyítottunk (pH < 6), és egy MF C18 adszorpciós oszloppal a nagymolekulájú szerves nitrogén-vegyületeket eltávolítottuk. Ezután - csökkentett mennyiségű fenol reagenssel - az ammóniumot indofenollá (kék) alakítottuk. Az indofenol megsavanyított (rózsaszínű) formáját egy újabb MF Cl8 adszorpciós oszlopon adszorbeáltuk, majd néhány ml metanollal kimostuk. Ebből 2 50 pl elegendő mintamennyiség a bis(trimethysi-