Hidrológiai Közlöny, 2018 (98. évfolyam)
2018 / Különszám - SZAKCIKKEK - Zavanyi Györgyi, Braun Mihály, Laczovics Attila, Berényi Ervin, Szabó Sándor: Vizi makrofitonok gadolínium- kontrasztanyag mobilizációja
98 Hidrológiai Közlöny 2018. 98. évf. különszám Azokban a folyóparti nagyvárosokban, ahol a vízellátást parti szűrésű kutak biztosítják (pl. Nyugat-Berlin, London), ott az antropogén eredetű Gd-már a csapvíz- ben is kimutatható (Kaluksiz és Bau 2011), mivel a folyóparti szűrőréteg nem akadályozza meg Gd- komplexek mozgását a hidroszférában (Möller és társai 2010). A folyóvizekből a Gd-kontrasztanyagok nagy része végül a tengerekbe is eljut. Pozitív Gd- anomália kimutatható volt az Északi-tenger öbleiben {Kaluksiz és Bau 2007), a Csendes Óceán öbleiben (Nagoya, Japán), Zhu és társai (2004) és a Földközi Tenger öbleiben is {Rabiét és társai 2009). Az eddigieket áttekintve megállapíthatjuk, hogy számos eredmény látott napvilágot az antropogén Gd- komplexek hidrológiai és geológiai viselkedéséről. Ennek ellenére meglepően szerény mennyiségű vizsgálat foglalkozik a Gd-komplexek vízi szervezetekre gyakorolt hatásaival (Kaluksiz és Bau 2007, Merchel és Bau 2015). Egyetlen publikáció sem foglalkozott azzal a kérdéssel, hogy a vízi makrofitonok vajon képesek-e nagyobb mértékben akkumulálni a Gd-komplexeket. Teljesen nyitott kérdés maradt az is, hogy az autotróf vízi szervezeteken keresztül bekerülhet-e az antropogén gadolinium a táplálékláncba. Jelen vizsgálatainkban választ kerestünk arra a kérdésre, hogy a hínámövények vajon képesek-e akkumulálni szöveteikben a felszíni vizekbe bejutó Gd-tartalmú kontrasztanyagokat? További kérdésünk, hogy a közegben levő gadolínium-komplexeket milyen gyorsan veszik fel a vízinövények, továbbá a felvett gadolinium testükből milyen gyorsan jut vissza a vízbe. ANYAG ÉS MÓDSZER A vizsgálatokhoz olyan növényeket választottunk ki, amelyek gyors növekedést mutatnak, nagy tűrőképessé- gűek és képesek megélni magas tápanyagtartalmú (hipertróf) körülmények között is. A púpos békalencsét (Lemna gibba) és az érdes tócsagazt (Ceratophyllum demersum) Nyíregyháza-Sóstóhegy határában folyó Igri- ce csatornából, az aprólevelű átokhínárt {Elodea nuttallii) Flajdúnánás térségében a Keleti Főcsatornából, a kanadai átokhínárt {E. canadensis) pedig Bodrogkeresztúron, a Bodrog parton gyűjtöttünk. A növényeket Barkó és Smart (1985) által kidolgozott tápoldaton tartottuk. A púpos békalencsét 10 mgN L'1, 2 mgP L'1, a szubmerz növényeket (C. demersum, E. nuttallii, E. canadensis) pedig 2 mgN L'1, 0,4 mgP L"1 tápelemkoncentráción neveltük, NH4NO3 és K2HPO4 törzsoldatok hozzáadásával (Szabó és társai 2003, Szabó és társai 2010). A tápoldat mikroelem tartalmát Tropica oldattal (10000 szeres hígítás) biztosítottuk. A növények nevelése 220 pmol m"V megvilágításon, 16/8 óra foto-perióduson, 25 °C hőmérsékleten történt. A gadolinium kontrasztanyagok hínárnövényekben történő mobilizációjának vizsgálatát négy egymásra épülő kísérletben végeztük el. Hínárnövények hatása a tápoldat Gdkoncentrációjára A kísérlet célja, hogy megmérjük, hogy négy különböző hínámövény jelenlétében változik-e a tápoldat Gdkoncentrációja. A 2 L térfogatú tápoldatokba makrociklusos Dotarem kontrasztanyagot adtunk. A Gd- koncentrációja a tápoldatban 1 pg L'1 volt. A tápoldatokat két literes akváriumokba töltöttük, melyekbe 10-10 g nedves tömegű hínárnövényt (L. gibba, C. demersum, E. nuttallii, E. canadensis) helyeztünk. A gadolinium kezelésnek kitett hínámövény kultúrákat a hat napon keresztül neveltük. A tápoldatból a kísérlet 0. (kezdeti) 1., 2., 4. és 6. napján mintát vettünk és 0,45 pm pórusátmérőjű membránszürőn szűrtük majd ICP MS módszerrel (Agilent 8800tripplequad) meghatároztuk a vízminták Gd-koncentrációj át. Változás a szöveti Gd-koncentrációban A kísérlet célja, hogy a tápoldat széles Gd- koncentrációtartományában megmérjük a békalencsék (L. gibba) szöveti Gd-koncentrációjának változását. A tápoldat Gd-koncentrációj át a kísérlet kezdetén 1, 2, 4, 8, 16, 64, 128, 256 pgL'1 re állítottuk be, Dotarem kontraszt- anyag hozzáadásával. A kísérleti növények kiindulási biomasszája 1000 ±2 mg volt. A kultúrákat 300 ml tápoldaton neveltük 8 napon keresztül. A tápoldatból a kísérlet 0. (kezdeti) és 8. napján mintát vettünk és 0,45 pm pórusátmérőjű membránszűrőn szűrtük majd meghatároztuk a minták Gd-koncentrációj át. A kísérlet végén a békalencséket learattuk, megmértük a növények nedves és száraz tömegét, majd a minta savas roncsolását követően meghatároztuk a minták Gd-koncentrációj át. Makrofitonok Gd-felvétele A kísérlet célja, hogy megmérjük a Gd- kontrasztanyagok hínámövényekbe (L. gibba, C. demersum) való bejutásának dinamikáját különböző Gd- kontrasztanyagokkal. A tápoldatokba két féle kontraszt- anyagot adtunk makrociklusos Dotarem-et, ill. nyílt láncú Omniscan-t, melyek Gd-koncentrációj a a tápoldatban 256 pg L"1 volt. A tápoldatokat két literes akváriumokba töltöttük, melyek egy részébe 10 g L. gibba, illetve 40 g biomasszájú C. demersum növényt helyeztünk. A gadolinium kezelésnek kitett hínárnövény kultúrákat nyolc napon keresztül inkubáltuk. A tenyészedényekből a kísérlet 0. 0.5, 1, 2, 4 és 8. napján 2000 ±2mg L. gibba, ill. C. demersum növényt vettünk, a learatott növényeket 105 °C hőmérsékleten szárítottuk, megmértük a tömegüket. Az egyes szárított mintákhoz (100-200 mg) 5 ml 65%-os HNO3 és 5 ml 30%-os H2O2 hozzáadásával nedves roncsolást végeztünk. A feltárt mintát ioncserélt vízzel 50 mL-re oldottuk fel, majd induktív csatolású plazma tömegspektrometriás (ICP-MS) módszerrel (Agilent 8800 tripplequad) meghatároztuk a minta gadolinium koncentrációját. A gadolinium kioldódása a hínárnövényekből A kísérlet célja, hogy meghatározzuk a Gd- kontrasztanyagok hínámövényekből (L. gibba) történő kioldódásának dinamikáját különböző Gd- kontrasztanyagokkal. A békalencsék tápoldataiba két féle kontrasztanyagot adtunk zárt láncú Dotarem-et, ill. nyílt láncú Omniscan-t, melyek Gd-koncentrációj a a tápoldatban 256 pg L'1 volt. A tápoldatokat két literes akváriumokba töltöttük, melyekre 3 g L. gibba növényt helyeztünk. oly módon, hogy megakadályozzuk egyrészt a békalencsék önárnyékolását (intraspecifikus kompetíció), másrészt az algák kompetitiv gátlóhatását is (Szabó és
