Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)
6. szám - XLVII. Hidrobiológus Napok: Vizeink élővilágát érintő környezeti változások Tihany, 2005. október 5–7.
155 A Balaton mederüledékének minősége, mikroba közösségeinek jellemzése Reskóné Nagy Mária 1, Alföldi Attila 1, Kiss Gábor 1, Balogi Zsolt 1, M. Tóth Erika 2, Borsodi Andrea 2 'Közép-dunántúli Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség, 8000. Székesfehérvár, Hosszúsétatér 1. ELTE Mikrobiológiai Tanszék 1117. Budapest, Pázmány Péter sétány 1/C. Kivonat: A KDT KTVF a Balaton hossztengelye mentén 1998-tól rendszeresen végez főleg analitikai mérésekből álló üledék vizsgálatokat, ennélfogva megbízható ismeretekkel rendelkezünk a tó mederüledékének tápanyagtartalmáról, ugyanakkor az átalakításában, a mineralizálásában résztvevő élőlény együttesek jellemzése a mai napig hiányzik. Széleskörű vizsgálatainkkal ezt a hiányt igyekeztünk pótolni. Munkánk során öt balatoni mintavételi helyről származó mederüledék felső rétegéből végeztünk vizsgálatokat. Tenyésztésen alapuló és tenyésztéstől független kemotaxonómiai és molekuláris biológiai módszerekkel elemeztük a tó anyagforgalmában jelentős baktériumközösségek összetételét és dominancia viszonyait és a mederüledék higiénés állapotát. Vizsgáltuk a mederüledékben nyugvó állapotban található cianobaktériumok, köztük a Cylindrospermopsis raciborskii előfordulását. Megállapítható, hogy a tó négy medencéje az összes foszfor és a BAP értékei, illetve a kén anyagforgalmához kapcsolt tioszulfát-oxidálók csíraszáma alapján alig tért el egymástól. Az endospórát képező baktériumok csíraszáma alapján mikrobiálisan gyorsan bontható szerves anyagban leggazdagabb a Zala-torkolat és a Keszthelyi-medence üledéke. A mederüledék higiénés szennyezettsége elhanyagolható. A tenyésztéstől független mikrobiológiai módszerek eredményei - elsősorban kemoorganotróf, a szerves anyagok bontásában fontos baktérium nemzetségek (Bacillus, Aeromonas, Leptospira és Spirochaeta) részvételével - a mintavételi helyek nagyfokú hasonlóságát jelezték. A mederüledék a Cylindrospermopsis raciborskii spóráit csak igen kis mennyiségben tartalmazza. Kulcsszavak: Balaton, eutrofizálódás, mederüledék, tápanyag, BAP, baktériumok közösségei, MPN, Cylindrospermopsis raciborskii Bevezetés A KDT KTVF a Balaton hossztengelye mentén, egy korábbi (1995) felmérést követően, 1998-tól rendszeresen végez üledék vizsgálatokat. A főként kémiai mérésekből álló elemzéseknek és a biológiailag hozzáférhető foszfor (BAP) mennyiségi meghatározásának köszönhetően mára megbízható ismerettel rendelkezünk a tó mederüledékében található növényi tápanyagok mennyiségéről, a foszforformák összetételéről, biológiai felhasználhatóságáról és térbeli eloszlásáról. Ismeretes, hogy a Balaton vízminőségét, biológiai állapotának módosulását kizárólag a foszforterhelés veszélyezteti. Emellett keveset tudunk a tó üledékében zajló mineralizálódási folyamatokról, szembetűnően hiányos az élővilág legegyszerűbb szintjének, a baktériumok természetes közösségeinek ismerete és a tó anyagforgalmában játszott szerepe. A mikroorganizmusok nagy egyedszámú populációi alapvető szerepet töltenek be a természetes vizek anyagforgalmában, ahol gyors, dinamikus változásuk eredménye az elhalt szervesanyagok biodegradációja, az ásványosítás, a környezetet érő külső szennyezések (nehézfémek, toxikus anyagok) biotranszformációja. Természetes élőhelyeken a baktériumok közösségei a szerves anyagok mineralizációjával, az elemek (pl. N, C, P, S) biogeokémiai körforgásában a szerves és a szervetlen környezetet kapcsolják össze. A mederüledék felszíni rétegeiben élő heterotróf baktériumközösségek vegetatív és spórás formáinak konvencionális módszerekkel kimutatható csíra- vagy telepszáma a higiénés állapotot indikáló baktériumok számával együtt, a mederüledék általános állapotáról ad tájékoztatást. A biogeokémiai körforgásában a kén mikrobiális átalakítási folyamatai szoros kapcsolatban állnak a szén, nitrogén, foszfor biogeokémiai ciklusával (Spring és mtsai, 2000). Az általunk vizsgált színtelen kénoxidáló baktériumok a kén redukált formáit energianyeréshez, illetve sejtanyaguk szintéziséhez használják. A kénoxidálók más aerob és anaerob kénbaktériumok (színtelen kénbaktériumok, anaerob fotoszintetizálók) kíséretében jelentős mennyiségben találhatók a mederüledékek felszíni régióiban és mikrobiális bevonatokban. Az anaerob légzést folytató kén- és szulfátredukálók (SRB) tevékenysége már az üledék anaerob rétegeiben zajlik. Szulfátredukció során a kén és az oxidált kénformák, mint elektron akceptorok a hidrogén és a szerves savak oxidációjában vesznek részt. A SRB-kat többnyire az anoxikus környezetek indikátorainak tekintjük. Igen aktívak, pl. az üledék felszíni rétegeiben, ahol a fermentáló baktériumok tevékenységéből eredően reduktív körülmények és az oxidálható szubsztrátok megtalálhatók (Reskóné és Borsodi, 2003). 2004-ben a Balaton négy medencéje és a Zala-torkolat üledékének mikrobiológiai vizsgálata során, a mederüledék felső rétegét vizsgálva, tenyésztésen alapuló és tenyésztéstől független molekuláris biológiai és kemotaxonómiai módszerekkel elemeztük a tó tápanyag-, illetve anyagforgalmában jelentős baktérium-közösségek funkcionális csoportjait, a mederüledék higiénés szennyezettségét, továbbá tenyésztésen alapuló módszerrel becsültük a mederüledékben található nitrogénkötő algák spóráinak (Cylindrospermopsis raciborskii), akinétáinak mennyiségét. KDT KTVF méréseiből közismert, hogy a 10 éve tapasztalt vízminőség romlás hátterét jelentő planktonikus eutrofizálódás mára visszaszorult, a Balaton vízminősége több mint 10 éve jó. A kékalgák (cianobaktériumok) között legjelentősebb C. raciborskii előfordulása nemcsak a planktonban, de a mederüledékben is lecsökkent. Anyag és módszer Mintavétel 2004. augusztus 30-án történt a tó 5 pontjáról (Siófoki-, Balatonakaii-, Szigliget-tóközép, Keszthelyi-medence, Zala-torkolat) az üledék felső 5 cm-es rétegéből Hargrave-féle mintavevővel. Az üledék általános és higiénés állapotának jellemzéséhez szabványos tenyésztési módszereket alkalmaztunk (aerob- és anaerob heterotrófok csíra- és telepszáma: MSZ EN 26461-2: 1994, MSZ EN ISO 6222: 2000; szulfitredukáló Clostridiumok telepszáma: MSZ EN 26461-2: 1994, MSZ 318-27: 1986; fekális szennyezettségetjelző baktériumok: Coliform, Fekál coliform, E. coli csíraszáma: MSZ ISO 9308-1:1993, MSZ ISO 9308-2:1993, MSZ ISO 9308-1: 2000; Enterococcusok csíraszáma: MSZ 318-27:1986, MSZ EN ISO 7899-2:2000). Az anyagforgalomban jelentős baktérium-közösségek funkcionális csoportjai közül az ammonifikálók csíraszámát aerob, a deszulfurálókét anaerob körülmények között peptonvízben (1000 ml deszt. vízben pepton 10 g, NaCl 5 g), a tioszulfát-oxidálókét Beinjerinck-táplevesben (Rodina, 1972) aerob körülmények között, a SRB-kat Van Delden táplevesben (Rodina, 1972) anaerob módon tenyésztettük. A csíraszámokat minden esetben MPN módszerrel becsültük. A Balaton mederüledékéből származó minták összehasonlító környezetbakteriológiai vizsgálatát két tenyésztéstől
