Az ultraibolya sugárzás szerepe tavak oldott szervesanyagainak transzformációjában és degradációjában = Role of ultraviolet radiation in the transformation and degradation of dissolved organic substances in lakes

摘要

Sekély tavakra (30 magyarországi víztest, 140 mérés) ultraibolya (UV) és látható (PAR) hullámhossz tartományban többváltozós regressziós modelleket fejlesztettünk ki a fényabszorpciós komponensek: algák, algamentes lebegőanyagok, színes oldott szervesanyagok (CDOM) és a vertikális extinkciós koefficiensek (Kd) közötti összefüggés leírására. A modellek megadták az egyes komponensek specifikus Kd értékeit. Ezek, és a komponensek koncentráció értékei alapján vízalatti mérésre alkalmas radiométer hiányában in situ fénymérés nélkül kiszámíthatóak egy adott víztestre jellemző Kd értékek. A vizsgált tavakban a CDOM határozta meg a vízalatti UV klímát, az algák szerepe alárendelt volt. A PAR klímát a legtöbb víztestben a lebegőanyagok határozták meg, de hipertróf vizekben az algák, míg barna vizekben a CDOM volt a meghatározó. Kísérletesen megállapítottuk, hogy az UV sugárzás hatására az oldott szervesanyagok bomlottak, az oldott szervesszén (DOC) koncentrációja csökkent, a hidrogénperoxidé nőtt, miközben a szervesanyagok kémiai és fizikai tulajdonságai változtak, így barna színük fakult, fényabszorpciójuk és fluoreszcencia intenzitásuk csökkent, miközben a biológiailag hozzáférhető DOC koncentráció többszörösére nőtt. Kimutattuk, hogy az UV sugárzás hatása a bakterioplanktonra komplex, direkt gátló és indirekt gátló és serkentő hatás egyaránt érvényesült. A mikrobiális élőlényegyüttesek működése és a vízi szénforgalom megértése a CDOM fotolízisének ismerete nélkül nem lehetséges. | Multiple regression models were developed in the ultraviolet (UV) and visible (PAR) wavelength range to describe the relationship between light-absorbing components: algae, algal-free suspended solids, coloured dissolved organic matter (CDOM) and vertical attenuation coefficients (Kd) in shallow lakes (30 Hungarian water bodies, 140 measurements). The models have provided the specific Kd values of the components. Based on these and the concentration of the components, the Kd can be calculated without in situ measurement in the absence of an underwater radiometer. The underwater UV climate was mainly determined by CDOM in the studied lakes, the role of algae was negligible. The PAR climate was determined by suspended solids in most cases, but in hypertrophic waters the algae and in brown colour waters the CDOM was dominant. We have experimentally ascertained that the dissolved organic substances were decomposed by UV radiation: the DOC decreased, the H2O2 increased, while their brown colour faded, their absorbance and fluorescence intensity decreased, while the concentration of the biologically available DOC multiplied. We have found that the effect of UV radiation on bacterioplankton is complex: both the direct inhibitory and indirect inhibitory and stimulating effects were detected. Our research shows that the understanding of the functioning of microbial assemblages and the aquatic carbon cycle is not possible without the thorough knowledge of the photolysis of CDOM.