Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)

6. szám - XLVII. Hidrobiológus Napok: Vizeink élővilágát érintő környezeti változások Tihany, 2005. október 5–7.

133 Allochton oldott szervesanyagok biológiai hozzáférhetősége balatoni befolyókban V.-Balogh Katalin, Tóth Noémi, Somogyi Boglárka, Vörös Lajos Magyar Tudományos Akadémia Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, Tihany Kivonat: 2005-ben havi gyakorisággal mértük hét balatoni befolyó (Zala folyó, Lesence-nádasmező nyugati kifolyó, Tapolca-patak, Egervíz, Nyugati övcsatorna. Keleti bozót, Imremajori csatorna) torkolati szakaszán az összes szerves szén (TOC) oldott szerves szén (DOC) és szín (Pt-egység) koncentrációt. A tavaszi áradás idején májusban vett vízmintákkal laboratóriumi kísérletet végeztünk a biológiailag hozzáférhető oldott szerves szén (BDOC) meghatározásához. A kísérletek elején mértük a nemhumin- (NHS) és humin-anyag (HS) frakciók DOC koncentrációját. Meghatároztuk a BDOC hányadot és a BDOC bomlási sebességét. Méréseink szerint a DOC koncentráció januártól májusig vagy júniusig minden vizsgált befolyóban nőtt, a maximum értékek intervalluma 10 mg r

1 és 45 mg 1"' között változott, legkisebb a Tapolca-patakban, legnagyobb a déli berekvizeket összegyűjtő Imremajori csatornában volt. A DOC koncentrációval arányos volt a hozzáférhető hányad koncentrációja, így legkevesebb, 1,28 mg 1"' a Tapolca-patakban, míg 3,8 mg l'

1 az Imremajori csatornában, azonban míg előbbi 39 %-át, addig utóbbi csupán 7 %-át teszi ki az összes DOC-nak. A BDOC bomlási sebessége legnagyobb az Imremajori csatorna vizében, legkisebb az Egervízben volt, a felezési idő sorrendben: 2,1 és 5,4 napnak adódott. A DOC-ból a huminanyagok részesedése legnagyobb (69,2 %) a Zala folyóban, legkisebb (53 %) a Tapolcapatakban volt. Inverz összefüggést kaptunk a DOC koncentráció, a színes szervesanyagoknak tulajdonítható színkoncentráció, a humin-anyagok %-os DOC részesedése, valamint a BDOC %-os részesedése között. Eredményeink a Balaton allochton szervesanyag-terhelésének és a szervesanyagok szénforgalomban betöltött szerepének megismeréséhez nyújtanak információt. Kulcsszavak: balatoni befolyók, POC, DOC, BDOC, Pt-szín, HS Bevezetés Az oldott szervesanyagok (DOM) igen jelentős potenciális szénforrást jelentenek a heterotrof vízi baktériumok számára. A tavi rendszerek DOM készlete képződhet magában a tóban (autochton), de gyakran döntő mennyiségük a vízgyűjtőről (allochton) származik, és így van ez a Balaton esetében is. Bár az oldott szerves szén (DOC) pool valószínűleg különböző sebességgel bomló sub-pool-ok continuuma, rövididejű (napok vagy hetek) degradációs kísérletek szerint a DOC egy kisebb labilis és egy nagyobb refractory pool-ból tevődik össze (Tranvik, 1998). E szerint általában az összes DOM kis hányada az, ami gyorsan hozzáférhető a baktériumok számára, tavakban átlagosan 14% (Sondergaard & Middelboe, 1995), de oligotrof tavakban ez az átlag csupán 10 % (6 %-14 %) (Tranvik, 1988). A tavak szénforgalmában tulajdonképpen e frakciónak van döntő jelentősége. A Balatonba ömlő vízfolyások útján szállított DOC - a tó számára mint allochton szénforrás - jelentősége a tó szénforgalmában tehát attól függ, hogy mekkora a labilis DOC hányad részesedés, és erről ez idáig egyáltalán nem rendelkeztünk ismeretekkel. Ezért tűztük célul, hogy meghatározzuk a jelentősebb vízhozamú balatoni befolyók oldott szerves szén készletének labilis hányadát (biológiai hozzáférhetőségét), melyek alapul szolgálhatnak a befolyók szerves szén terhelésének a tó szénforgalmában játszott jelentősége becsléséhez. Módszerek A Zala folyó, Lesence-nádasmező nyugati kifolyó, Tapolca-patak, Egervíz, Nyugati övcsatorna, Keleti bozót, Imremajori csatorna alsó torkolati szakaszán 2005-ben januártól - augusztusig havi gyakorisággal vettünk vízmintát. Az összes szerves szén (TOC) és oldott szerves szén (DOC) koncentrációt Elementar High TOC szerves szén analizátorral mértük (a partikulált szerves szén -POC- az előbbiekből kiszámítható). A víz színintenzitását (Pt-egység) Cuthbert & del Giorgio (1992) módszere szerint mértük. Tavasszal, május elején (2., 3., 4.-én) vett vízmintákkal végeztük a biológiai hozzáférhetőség vizsgálatát célzó laboratóriumi kísérleteket (Servais et al.,1989; Waiser & Robarts, 2000). A sterilre szűrt (0,2 nm pórusméretü membránon) vízmintákat saját bakterioplankton populációjukkal inokuláltuk olyan hígítási arányban, hogy a kiindulási baktérium abundancia közelítően 0,5* 10

6 sejt ml"' legyen. Ehhez meghatároztuk az eredeti víz bakterioplankton abundanciáját. így a hígítás mértéke 9-21-szeres volt, legkisebb a Tapolca-patakban, legnagyobb a Nyugati övcsatornában. A kiindulási összes térfogat 750 ml volt. A tápelemlimitáció elkerülése érdekében a kísérlet kezdetén szükség szerint tápelemeket adtunk a lombikokhoz, törekedve a közel hasonló (SRP=100 pg l"

1, N0

3-N = 1000 pg 1" ) koncentráció eléréséhez. A kísérleti vizeket 3 párhuzamban Erlenmeyer lombikokban, sötétben rázógépen 26 °C-on 49 napig inkubáltuk. Mintát vettünk a 0., 1., 3., 7., 14., 21., 28., 35. és 49. napon. Minden mintavételkor mértük a DOC koncentrációt és meghatároztuk a bakterioplankton abundanciát fluoreszcens mikroszkópi technikával akridinnarancs fluorokrom alkalmazásával, melyhez Nikon Optiphot epifluoreszcens mikroszkópot használtunk. A kísérletek elején XAD módszerrel (Standard Methods, 1995) frakcionáltuk az oldott szervesanyagokat és mértük a nemhumin- és huminanyagok (fulvo- és huminsavak) DOC koncentrációját. Meghatároztuk a biológiailag hozzáférhető oldott szerves szén (BDOC) koncentrációt: BDOC= DOC

n-DOC, ahol: DOCo - kiindulási DOC koncentráció; DOC, = DOC koncentráció t inkubációs idő után. Meghatároztuk a BDOC bomlás sebességét exponenciális egyenlettel: BDOC, = BDOC

0~

kl ahol: BDOC,= BDOC koncentráció t inkubációs idő után; BDOCo = a kísérlet végén meghatározott összes BDOC koncentráció; k = bomlási koefficiens. Meghatároztuk a BDOC bomlásának felezési idejét (ln2 k

1). Eredmények és megbeszélés A szervesanyagok koncentrációjának időbeli változása balatoni befolyókban Az összes mérést figyelembe véve a víz színintenzitása — amit a színes humintermészetü szerevesanyagok kölcsönöznek a víznek - tág intervallumot (10 mg Pt l"

1 és 250 mg Pt 1"') ölelt fel és általában januártól augusztusig a hőmérséklet növekedésével nőtt. Kivétel e tendencia alól az Imremajori csatorna, ahol a növekedés csak májusig tartott. E különbség oka, hogy e déli berekvizeket is összegyűjtő befolyó szivattyús átemeléssel ömlik a Balatonba, és a nyári mintavételekkor a szivattyú nem működött. Egyébként e befolyó színe volt a legsötétebb, a maximális értéket (250 mg 1"') itt mértük májusban. Ezt követte a Zala folyó és a Lesence-nádasmező színintenzitása, amely hasonlóképpen változott és az átlagérték 90 mg Pt l"

1, teljesen megegyező volt. A többi befolyó színe a melegebb hónapokban is világosabb volt az