Mit mérünk?
Az algák mennyiségét, mert ebből közvetlenül látjuk, milyen a Balaton trofikus állapota. Műszerünkkel nemcsak a mennyiséget, hanem a fajösszetételben bekövetkező vátozásokat is érzékelni tudjuk. Pillanatnyilag berendezésünket átalakítjuk, hogy ne csak az algák mennyiségét, hanem fotoszintézisét is mérni tudjuk. A korábbi eredmények összefoglalója itt található.
Az oxigén koncentrációját és telítettségét a vízben. Ha a vízben nem lennének élőlények, a légköri oxigén parciális nyomásától (azaz nagyjából mennyiségétől) és a víz hőmérsékletétől függő mértékben oldódna a vízben. Hideg vízben több, melegben kevesebb oxigén oldódik, a telítettség nagyjából 100% lenne. Az algák és hínarak oxigént juttatnak a vízbe, mert a fotoszintézis során a víz oxigénjét felszabadítják. A légzés csökkenti a víz oxigén tartalmát. Oxigént lélegzik sok baktérium, minden vízi állat az apró rákoktól a halakig, és persze a növények is. Ha túl sok alga vagy hínár terem a vízben, délutánra lényegesen 100% fölé nőhet az oxigén telítettség a gyors fotoszintézis miatt, éjszaka vizsont nagyon lecsökken az intenzív légzés miatt. A nagy napi ingadozás az eutrofizálódás jele. Ha 2 mg/l alá csökken az oxigén koncentrációja, a halak akár el is pusztulhatnak.
Nemcsak azt szeretnénk tudni, hogy ma éppen mennyi alga van a vízben, hanem azt is hogy miért van pont ennyi. Ha ezt sikerül megértenünk, akkor azt is meg tudjuk mondani, ilyen vagy olyan környezeti változás hogyan változtatja meg a mennyiségüket. Tudjuk, hogy az algáknak fényre és tápanyagokra van szükségük a növekedéshez, Ezért mérjük:
A globál sugárzást. Ez megmutatja, mennyi napfény éri el a víz felszínét. A teljes sugárzásnak nagyjából a fele olyan energiájú, hogy a fotoszintézisben hasznosulhat. (Mellesleg az emberi szem ugyanezen tartományban érzékeli a fényt.)
A lebegőanyag koncentrációját. A Balaton vize szinte mindig zavaros, mert a sekély vizet a szél fenékig felkeveri, és mert a tóban főleg nyáron nagy mennyiségű finom mész válik ki. (Az iszap fele részben mészből áll, ezért a nádasokat leszámítva az üledék nem fekete, hanem szürkés színű.) A vízben lebegő részecskék szórják és elnyelik a fényt, ezért az algák sokkal kevesebb fényt “látnak”, mint amennyi a víz felszínére érkezik. Hogy pontosan mennyit, az a globál sugárzásnál is nagyobb mértékben függ a lebegőanyag koncentrációjától. Ha több a lebegőanyag, kevesebb a fény és lassabban nőnek az algák. Ugyanakkor a felkeveredő üledékből tápanyagok kerülnek a vízbe (ezt belső terhelésnek mondjuk). Sok olyan ravasz algafaj él a tóban – köztük a kékalgák is – melyek a felszabadult tápanyagokat gyorsan felveszik, elraktározzák és csak akkor kezdenek nőni, amikor a nagyobb felkeveredések után a víz letisztul. A sekély tóban a felkeveredés kulcsfontosságú folyamat. (A radartérkép mutatja, hogy állomásunk környezetében milyen sekély a Balaton.)
A szél sebességét és irányát. Erre azért van szükségünk, hogy a közvetlen mérés mellett modellezhessük is a lebegőanyag koncentráció változásait, ezen keresztül a fény és a belső tápanyagterhelés változásait.
A víz és az üledék hőmérsékletét. Szükségtelen elmagyarázni, hogy a hőmérséklet milyen fontos tényező minden anyagcserefolyamat, életjelenség szempontjából. Minket is meglepett, milyen nagy a napszakos változás a sekély vízben! Az üledék érzékelhetően hidegebb a víznél, ami nem annyira meglepő, de fontos, mert a Balatonban megtermelődött algák zömének az a sorsa, hogy az üledékben lakó állatokat (pl. árvaszúnyog lárvákat) táplálja, mely utóbbiak számos halfaj, pl. a ponty zsákmányát jelentik. Korábbi megfigyelések szerint a kékalgák elszaporodásának valószínűsége akkor nagy, ha a víz 2-3 hétig 22-24˚C-nál melegebb.
A kívülről érkező tápanyagok rendkívül fontosak, hiszen a tápanyag terheléstôl függ az, hogy mennyi alga nőhet a tóban. A Balatonba befolyó vizek a Zalán és további 50 (állandó és időszakos) kisvízfolyáson keresztül érik el a tavat. Ezek közül legnagyobb a Zala folyó, melynek vízgyűjtőterülete a tó egész vízgyűjtőjének közel a felét, a Keszthelyi-medence vízgyűjtőjének 90%-át teszi ki. A Nyugat-Dunántúli Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság viszont 1976 óta naponta méri a Balatonba érkező foszfor és nitrogén formák mennyiségét (még karácsonykor is mérnek!). Ez világviszonylatban is szinte egyedülálló mérési program (adatok és érdekességek itt).
A Zalán kívüli vízfolyások közül 28 a Balaton-felvidéken, 16 a Somogyi-dombságon, 1 a Mezőföldön és 5 a közvetlen tóparti részvízgyűjtőn található. Közülük 15 patakon mérik folyamatosan a vízhozamot és 24 patakon vizsgálják általában havonta 1-2 alkalommal azt is, hogy mit szállít a víz a tóba. A Balaton vízgyűjtőjének monitorozó hálózata nagyon részletesnek tűnhet (ld. a térképet), valójában a sok adat ellenére nagy lyukakat kell betömködnünk, ha a tó terhelését elfogadható pontossággal szeretnénk becsülni. „Lyukak” két okból is vannak. Az egyik ok, hogy a mérések csak a teljes vízgyűjtő kétharmadára vonatkoznak. A másik ok, hogy a heves vízjárású kis patakok egy-egy, néha csak pár órás árhullámmal szállítják éves terhelésük zömét a Balatonba. A rendszeres mintavételek időpontját előre megtervezik és hát persze ezek ritkán esnek egybe az árhullámokkal. Hogyan tömködhetjük be tudományos alapon az információs lyukakat? Két dolgot kell tennünk: modell számításokkal korrigálnunk kell a mért adatokat, és legalább kisebb mintaterületeken ellenőriznünk kell, hogy a korrekció helyes-e. Az ellenőrzéshez nagy gyakoriságú terhelés adatokra van szükségünk. Ezt megvalósítandó, a balatonfüredi Kéki-patakon is felállítottunk egy automatikus mérőállomást. Itt mérjük:
A víz hőmérsékletét, ami a patakban éppen olyan fontos változó, mint a tóban.
A zavarosságot, melyből számos dolgot tudhatunk meg. Kiszámolhatjuk a lebegőanyag mennyiségét, melyet döntően az határoz meg, hogy mennyi talajszemcsét mos az eső a patakba. Ebből azt is látjuk, mekkora az erózió a vízgyújtőn, meg azt is, hogy mekkora a Balatont lassan (évezredek alatt) feltöltő anyagok mennyisége. A zavarosságból nagyon jó közelítéssel ki tudjuk számolni az összes foszfor koncentrációját, ezzel pontosítani a Balatont érő tápanyag terhelést. Emellett a patak élővilágát is jelentősen befolyásolja a víz zavarossága, mert meghatározza a rendelkezésre álló fény intenzitását.
A vezetőképességet, amely részben a talajból kioldott anyagok mennyiségétől és minőségétől, részben a patakba vezetett szennyvizek mennyiségétől függ. Tapasztalataink szerint a Kéki-patak vezetőképességéből jó közelítéssel becsülhetjük a nitrát ionok koncentrációját és így a Balaton nitrát terhelését.
Az időjárási viszonyokat (szélsebesség, szélirány, léghőmérséklet, csapadék).