Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)

6. szám - LI: Hidrobiológus Napok: „Új módszerek és eljárások a hidrobiológiában” Tihany, 2009. szeptember 30–október 2.

154 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2010. 90. ÉVF. 6.. SZ. A szervesszén, a bakterioplankton és a szervesanyagok fotolitikus bomlástermékeinek összefüggése sekély tavakban V.-Balogh Katalin

1, Németh Balázs

1, Keresztes Zsolt Gyula

2, Ágyi Ákos

1, Somogyi Boglárka

1, Vörös Lajos

1 'Magyar Tudományos Akadémia Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, 8237. Tihany, Klebelsberg Kuno u. 3. 2Babe?-Bolyai Tudományegyetem, Mihail Kogalniceanu 1. RO-400084, Kolozsvár, Románia ^Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpont, 2100. Gödöllő, Szent-Györgyi Albert u.4. Kivonat: Munkánk célja volt a szervesszén, a bakterioplankton és a szervesanyagok fotolitikus bomlástermékei összefüggésének megismerése sekély tavakban. 2009 nyarán tizenhét eltérő szervesszén koncentrációjú sekély víztestben in situ mértük a vízalatti ultraibolya sugárzás intenzitását, az oldott szerves szén és fotolitikus bomlástermékeinek (hidrogénperoxid, mint végtermék) koncentrációját, valamint meghatároztuk a fitoplankton és a bakterioplankton mennyiségét. Azokban a vizekben, amelyekben a színes szervesanyagok koncentrációja nagyobb volt, több H

20

2 képződött. Szignifikáns összefüggést kaptunk a természetes H

20

2 koncentáció és az extinkciós koefficiens (Kj UV-A és UV-B) értékek között. A víz 11

20

2 koncentrációjának növekedésével a bakterioplankton biomassza a vizsgált tavakban csökkent. Az oldott színes szervesanyagok (CDOM) jelenlétében mesterséges Nap-sugárzás hatására 2-50-szeresre nőtt a H

20

2 koncentráció, nagy algakoncentráció esetén azonban a H

20

2 eliminálódott. Eredményeink igazolják, hogy a napsugárzás (UV-sugárzás) hatása a bakterioplanktonra kettős, direkt gátló és indirekt gátló és serkentő hatás egyaránt érvényesülhet. A vízi mikrobiális élőlényegyüttesek működésének megértése a CDOM fotolízisének ismerete nélkül nem lehetséges. Kulcsszavak: sekély tavak; DOC; fotolízis, H

20

2, fitoplankton, bakterioplankton Bevezetés Az összefüggés az oldott szervesanyagok (DOM) és az ultraibolya sugárzás között kettős, egyrészt a DOM egy jelentős tényező a vízalatti ultraibolya sugárzás (UVR) elnyelésében, másrészt, az interakció a DOM és UVR között számos, a vízi rendszereket befolyásoló fotokémiai reakcióhoz vezet. A szerves-anyagok ultraibolya (UV) sugárzás hatására bekövetkező fotokémiai bomlása szignifikánsan megnövelheti a biológiailag hozzáférhető szerves vegyületek mennyiségét felszíni vizekben (Lindell et al., 1995; Keresztes et al., 2009). Ugyanakkor a bakterioplankton és az ultraibolya sugárzás kapcsolata ennél sokkal összetettebb, a felszíni vizekben jelentős lehet az UV sugárzás közvetlen károsító hatása, ráadásul a szerves vegyületek bomlása során kis menynyiségben ugyan, de nagyon erősen toxikus oxigéntartalmú szabadgyökök is képződnek. E folyamatokjelentősen befolyásolhatják a tavi, sőt a globális szénciklust. Ezen folyamatok együtthatása a magyarországi sekély tavakban feltáratlan, munkánkban ezért tűztük célul a szervesszén, a bakterioplankton, a szervesanyagok fotolitikus bomlástermékei összefüggésének megismerését. Módszerek Vizsgált víztestek Kavicsbánya tavak: Gyékényesi kavicsbánya-tó Ny, Gyékényesi kavicsbánya-tó K, Nagy természetes tavak: Balaton Zalatorkolat, Keszthelyi-medence, Siófoki-medence; Fertő-Nyíltvíz, Kisherlakni, Nagyherlakni, Velencei-tó Ny, Velencei-tó K; Tározók: Pécsi-tó, Kovácsszénájai-tó, Deseda-tározó, Marcalitározó, Kis-Balaton felső tározó, Kis-Balaton alsó tározó. Szikes tó: Szelidi-tó. Terepi és laboratóriumi mérések 2009 nyarán in situ mértük a vízalatti fényintenzitás mélységbeli változását PUV-2500 (Biospherical Instrument) radiométerrel. Ez a műszer a fotoszintetikusán aktív sugárzás (PAR 400-700 nm) mellett az ultraibolya (UV) hullámhossz tartomány mérésére is alkalmas a következő kitüntetett hullámhoszszokon: UV-A: 395 nm, 380 nm, 340 nm; UV-B: 320 nm, 313 nm, 305 nm. A terepi mérésekkel egyidőben vízmintát vettünk. Mértük az oldott (DOC) és összes szerves szén (TOC) koncentrációt Elementar High TOC szerves szén analizátorral, ezekből számítottuk a partikulált szervesszén (POC) koncentrációt. Meghatároztuk az algákból származó POC koncentrációt. Ehhez mértük az a-klorofill koncentrációt metanolos extrakcióval Shimadzu UV-160A spektrofotométerrel (Felfóldy, 1980). A a-klorofillból az alagbiomasszát Reynolds (1984) arányszáma (1:100 = a-klorofill: alga száraztömeg) alapján becsültük. A biomassza széntartalmát 50 %-nak vettük. Mértük továbbá az oldott szervesanyagok fényabszorbanciáját Shimadzu UV-160 A spektrofotométerrel. Kiszámítottuk a huminanyagoknak tulajdonítható színkoncentrációt (Pt-egység) Cuthbert & Del Giorgio, 1992 módszere szerint a 440 nm-en mért abszorbancia alapján. A frissen vett és három órán át Nap-szimulátorban (Keresztes et al., 2008) fénykezelt vizekben mértük a hidrogénperoxid koncentrációt fluorimetriás scopoletin-tormaperoxidáz módszerrel (Andreae, 1955; Kieber & Heiz, 1986; Cooper et al., 1989). A lebegőanyagok koncentrációját gravimetriával határoztuk meg. Meghatároztuk a bakterioplankton mennyiségét (abundancia és biomassza) fluoreszcens mikroszkópi technikával akridinnarancs fluorokrom alkalmazásával, melyhez Nikon Optiphot epifluoreszcens mikroszkópot használtunk. Statisztikai módszerek OriginPro 8 programot használtunk, a különbségeket P < 0,05 esetén tekintettük szignifikánsnak. Eredmények és megbeszélésük /. táblázat A bakterioplankton, fitoplankton és lebegőanyagok mennyisége magyarországi sekély tavakban 2009 nyarán Víztest S/íninten zitás (mg Pt r

1) Lebegőanya gok (mg r

1) akloro fill (Hg i

1) Bakterio plankton Víztest S/íninten zitás (mg Pt r

1) Lebegőanya gok (mg r

1) akloro fill (Hg i

1) Abundancia (10

6 ind. ml"

1) Bio masz sza (fg I"') Gyékényesi kavicsbányató Ny 1,47 2,11 1,60 2,45 2 Gyékényesi kavicsbánya-tó K 1,47 1,45 1,46 4,01 1579 Balaton Zalatorkolat 121,45 3,53 4,21 5,88 3002 Balaton Keszthelyi-medence 11,54 20,96 30,50 14,52 5965 Balaton Siófoki-medence 5,66 7,80 3,16 7,55 2807 Fertő nyíltvíz 26,64 24,00 12,53 3,86 1061 Fertő Kisherlakni 278,35 0,95 5,66 7,17 2326 Fertő Nagyherlakni 180,18 10,35 8,44 6,15 1857 Velencei-tó Ny 32,51 12,72 15,67 5,33 1873 Velencei-tó K 22,44 23,64 21,01 9,35 15939 Pécsi-tó 9,86 12,01 77,95 8,25 2744 Kovácsszénáj ai -tó 19,09 15,13 103,91 15,45 7561 Deseda-tározó 15,73 20,60 119,67 16,94 10456 Marcali-tározó 65,23 48,00 248,34 39,71 41559 Kis-Balaton felső tározó 50,97 51,47 300,29 24,88 40717 Kis-Balaton alsó tározó 100,47 1,91 4,37 3,39 4937 Szelidi-tó 31,67 17,5 64,76 20,58 2870 A vizsgált vizek a-klorofill koncentrációja (1. táblázat) több nagyságrendi eltérést mutatott, legkisebb, 1,5 pg 1"' a-klorofill koncentráció a Gyékényesi kavicsbánya-tavat, a legnagyobb, 300 pg l"'-es érték a Kis-Balaton felső tározó vizét jellemezte, de a Marcali-tározó vize is hipertrof volt közel 250 pg l"'-es aklorofill koncentráció értékkel. Legkisebb volt a bakterioplankton (1. táblázat) mennyisége a Gyékényesi kavicsbánya-tóban (abundancia: 2,45*10

6 ind. ml"

1; biomassza 2 pg l"

1), és legnagyobb a Marcali-tározóban (abundancia: 39,71 * 10

6 ind. ml"

1; biomassza 41559 pg l"

1). Azokban a vizekben volt tehát nagyobb a bakterioplankton biomassza, ahol az a-klorofill koncentráció, jelzi ezt a két változó közötti szignifikáns pozitív li-