A tárgy neve: Hidrobiológia előadás és szeminárium Tárgyfelelős: Dr. Nagy Sándor Alex egyetemi docens A tárgy oktatója: Dr. Nagy Sándor Alex egyetemi docens Óraszám/hét: 2+1 Kreditérték: 4 Számonkérés módja: Kollokvium (előadás), szemináriumi aláírás (szeminárium) AZ ELŐADÁS RÉSZLETES TEMATIKÁJA 1. hét A Hidrobiológia tárgya, vonatkoztatási rendszere, társ- és résztudományai, a víz mint közeg, s a szárazföldi vizek fogalma. A hidrobiológia tárgykörének körülhatárolása, a hidrológia, a biológia, s a hidrobiológia alapvető vonatkoztatási rendszerének értelmezése, a hidrobiológia tudományában. A hidrobiológia sajátos szemléletmódjának értelmezése. A vizsgálat tárgya a vízburok (hidroszféra), a történések szemléletmódja szünbiológiai. A hidrológia, minta a víznek a Földünkön előforduló megjelenési formáival és állandó körforgásának törvényszerűségeivel foglalkozó földtani tudomány (fontosabb résztudományai: oceanológia, potamológia, limnológia, hidrogeológia, kriológia). A hidrobiológia, mint a vízburoknak a populációcentrikus posztulátum által kitüntetett élővilágával foglalkozó szünbiológiai tudomány (fontosabb résztudományai: oceanobiológia, potamobiológia, limnobiológia, freatobiológia, kriobiológia) közötti különbségek. A hidrobiológia két alapvető kérdésének elemzése. • A víztereket benépesítő élőlények populációinak milyen térbeli, időbeli és mennyiségi eloszlási mintázatai vannak? • Ezek kialakulásáértmilyen okok tehetők felelőssé? A vízburok (hidroszféra) vízterei mint közegek, a szárazföldi vizek fogalmának értelmezése, az „édesvíz” fogalom kritikája. 2. hét A vizek fizikai sajátosságai I. (A vizek mozgása). A vizeket mozgató legáltalánosabb erők bemutatása (nehézségi erő, Coriolis-erők, a hold tömegvonzása, a légnyomás- és hőmérséklet változások, a levegő mozgása). A vízmozgások időben történő változás szerinti csoportosítása: 1. Aperiodikus mozgások. A vízfolyások áramlása (a vizek folyása) nehézségi erő hatására, a vízfolyások haladó, jellegzetesen turbulens mozgása, s ezeknek a folyómeder létrehozásában és formálásában játszott szerepe. Az óceánok áramlásai a hőmérséklet különbségek, a szélrendszerek, illetve a Corioliserők hatására. Kontinentális állóvizek áramlásai szél, sűrűség különbségek, nyomáskülönbségek, hőmérsékletkülönbségek hatására. A vízszintkilendülés (denivelláció), a konvekció, a vizek keveredése. 2. Periodikus vízmozgások. A hullámzás, mint a szélkeltette mozgás. A hullámzás létrejöttének oka, a kritikus szélsebesség, a rezgési állapot terjedése. A hullámok hosszúsága és magassága, a hullámzás hatása sekély és mély vízterekben. A tólengés (Seiche) kialakulása és jellegzetességei. A vízmozgások biológiai rendszerekre gyakorolt pozitív és negatív hatásai. Az áramlást kedvelő (reofil) és a stagnáló vizeket kedvelő (limnofil) élőlények sajátosságai.
3. hét A vizek fizikai sajátosságai II. (A vizek hőmérséklete, a vizek fényklímája). A hőmérséklet. A vízek különleges termikus sajátosságai. A hőátadás formái a vízi közegben. A hővezetés, a hőáramlás, a hősugárzás. A vizek hőmennyiségének eredete, a felszíni vizek felmelegedése, lehűlése, a víz fajhője, a vizek hőmérsékletváltozásainak kiegyenlítettsége. A sűrűség függése a hőmérséklettől, a folyadék feletti légtér nyomásától és az oldott anyagok mennyiségétől. A víz sűrűségi anomáliájának (folyékony halmazállapotban sokkal sűrűbb, mint szilárdan) következményei jégjelenségek idején, s ennek biológiai jelentősége. Hőmérsékletingadozások a vízmélység függvényében. Nagytavak, mélytavak, ill. sekélytavak hőrétegzettsége, az epilimnion, a hipolimnion és a metalimnion kialakulása. A direkt és indirekt rétegzettség, a ciklikus felkeveredés és a múló rétegzettség. A fény. A fény szerepe a Földi élet szempontjából. A fény három fő minőségi tartományának – 300–380 nm hullámhosszú ibolyántúli (ultraviola), 380–750 nm hullámhosszú látható sprektumú, 750 és 3000 nm hullámhossz közötti vörösen inneni (infravörös) – ismertetése. A 300 és 3000 nm közötti tartomány két fő összetevője, a közvetlen napsugárzás és az égbolt közvetett, szórt sugárzása, a kettő egymáshoz viszonyított megoszlásának változása a légköri sajátosságok függvényében. A víz felszínére érkező fény lehetséges sorsa, a reflexió (fényvisszaverődés), a diffúzió (fényszóródás) és abszorpció (fényelnyelés). A fénnyel érkező energia sorsa a vizekben. A természetese vizek szine és a vizek szineződései. A vizek fényklímája, a fotikus(trofogén), a kompenzációs- és az afotikus (trofolítikus) réteg fogalma. 4. hét A vízi környezet kémiai sajátosságai, a víz általános kémiai jellemzői, a vízben oldott legfontosabb gázok közül az oxigén előfordulása és oxigénháztartás elemzése. A vízkémia fogalmának értelmezése a hidrobiológiában. Az igen jó oldóképességű, a hőmérséklet változásával rendhagyóan változó sűrűségű, speciális hőtani adottságokkal is rendelkező különleges tulajdonságú víz, mint a bioszféra kialakulásában és jelenlegi arculatának formálásában központi szerepet betöltő környezeti elem. Az egy oxigént és két hidrogént tartalmazó molekula szerkezete, a dipólusos jelleg, a szerkezet változása a hőmérséklet hatására. A „tiszta” víz és a természetes vizek elektromos vezetőképessége, az elektrolitos disszociáció. A víz ionszorzata (H3O+ * OH– = KW = 10–14) és a pH-érték (pH = – log H+). A gázok vizekben történő kémiai átalakulás nélküli oldódásának törvényszerőségei (Henry és Dalton törvénye). A vizek oxigénháztartása. Az O2:N2 arány a levegőben és a vízekben, az oxigén oldódása a vizekben, a vizek oldott oxigén tartalma, az oldott oxigéntartalom változása a hőmérsékletváltozás függvényében. Az oxigéntelítettség fogalma és értelmezése, a 100%-nál kisebb és nagyobb telítettségi értékek kialaulásának lehetősége. A vízben található oxigén mennyiségének változása. Az oxigéntartalmat általában emelő (fotoszintetikus tevékenység, magasabb O2 tartalmú befolyó víz, diffúzió), ill. általában csökkentő (nagy az O2 tartalmú kifolyó víz, kiszellőzés az atmoszférába, jelentős szervesanyag lebontás, kémiai folyamatok) tényezők. A vizek élővilágának szerepe az oxigénháztartásban, az oxigénviszonyok napszakos, vertikális és horizontális változása a vizekben. 5. hét
A széndioxid, az ammónia, a kénhidrogén, a metán, vízben oldott szervetlen és szerves anyagok. A széndioxid vízben való oldódásának összevetése az oxigénnel. A vizekben létező széndioxid rendszer főbb alkotói (CO2, a HCO3– és a CO32–), s a rendszer működésének sajátoságai. A széndioxid kapcsolata alkálifémekkel és alkáliföldfémekkel. A szervetlen szénformák előfordulása a vizekben, az egyes formák egymáshoz viszonyított arányának pH függése. A vizek pufferkapacitása. A széndioxid-tartalmat emelő (élőlények légzése, szervesanyagok bakteriális lebontása, diffúzió) és csökkentő (fotoszintézise, biogén mészkő kiválás, pH emelkedés, diffúzió) tényzők. Az ammónia oldódása a vizekben, az ammónia ammónium ion rendszer működése és az egyes formák pH függése. A disszociálatlan szabad ammónia (NH3) és az ammónium ion (NH4+) hatása az élőlényekre. A víz ammóniatartalmának forrásai, és felhasználódásának útjai. A kénhidrogén (H2S) vizekben való megjelenése, oldódása, viselkedése anaerob és aerob körülmények között. A disszociálatlan H2S molekula, és a szulfid-ion (S2–) hatása az élőlényekre, a két forma pH függése. A metán (CH4) keletkezése a vizekben, ill. felhasználódása (távozása) onnan. A vizek szervetlen kémiai jellege (halobitás) s ennek meghatározásában szerepet játszó makroionok (Na+, K+, Ca2+, Mg2+; ill. CO32–, HCO3–, Cl–, SO42–), a Maucha-féle csillagábra. A sótartalom mennyiségi és minőségi változása, a limnotípusú (kontinentális) és a halin típusú (tengeri) vizekben. A limnotípusú (kontinentális) vizeknek két altípusa (α- és βlimnotípusú víz) és a vízi élővilág kölcsönhatásai. A vizek keménységnek, lúgosságnak, savasságnak és a redoxipotenciál értékének hidrobiológiai jelentősége, a vízben oldott, ill. formált szerves anyagok csoportosítása. A kémiai (KOI) és a biológiai (BOI5) oxigénigény. 6. hét A vizi anyagforgalom legfontosabb elemei és jellemzői, az elemek biogeokémiai ciklusainak főbb jellemvonásai, a szén- és a nitrogén ciklus. A biogeokémiai vagy tápanyagciklusok a bioszférában. A tápanyagokat mozgató, rendszeresen ismétlődő tömegforgalmi folyamatok fázisai, a környezeti fázis, és az élőlényfázis jellegzeteségei. A vizek életében kiemelten fontos négy elem (szén (C), nitrogén (N), foszfor (P), kén (S)) – melyek a természetben jelen levő (92) elem közül az élethez nélkülözhetetlennek tekinthető (mintegy 40), közül is kiemelkednek – szerepének hangsúlyozása. A szénciklus. A szén, mint a földi lét kialakulása szempontjából az egyik legfontosabb elem. A CO2 mint a szénciklus központi vegyülete. Az élő állapotú anyagi rendszerek létezésének alapja, az asszimiláció és a disszimiláció. A szén szerves szerves formába való kerülésének lehetőségei, az élő rendszereken való átáramlás módja, s a szerves állapot megszűnése. A nitrogénciklus. Az elemi nitrogén bejutásának lehetőségei a tápanyagciklus élőlényfázisába. A vízben található főbb nitrogénkötő szervezetek, s a nitrogénfixáció egyéb útjai. A vizekben található nitrogén-formák csoportosítása (oldott, molekuláris vagy elemi nitrogén; oldott és alakos állapotban található szerves nitrogén; szabad ammónia (NH3) és ammóniumion (NH4+); nitrit-ion (NO2–); nitrát-ion (NO3–)). A nitrogén, mint a vízi rendszerek termelő folyamatokat limitáló faktorainak egyike. A nitrogén biológiai körforgalmának további fontos állomásai (a deaminálás, a nitrifikáció, a biológiai nitrátredukció, a denitrifikáció), s az e folyamatokban szerepet játszó élő szervezetek. 7. hét
A vizi anyagforgalom legfontosabb elemei és jellemzői, az elemek biogeokémiai ciklusainak főbb jellemvonásai, a foszforciklus és a kénciklus. A foszfor, mint az élő szervezetek alapvető anyagcsere-folyamataihoz kapcsolódó anyag. A foszfor aránya az élő szervezetekben, és a környezetben, a foszfor, mint a szervesanyag-termelés legfőbb szabályozója. A vízben található foszforformák (ortofoszfát (PO43–), azaz a reaktív foszfor; nem reaktív foszfor, a szerves P-vegyületek és különféle kondenzáltsági fokú polifoszfátok; redukált foszforhidrogének, foszfin és difoszfin. Az ortofoszfát-ion, mint a foszforciklus legfontosabb, központi vegyülete. A biológiai foszforciklus folyamatai, a foszfor szerves formába kerülésének, az élő rendszereken való átáramlásának, s szervetlen állapotba való kerülésének folyamatai, s ezekben a folyamatokban szerepet játszó élőlények. A kén, mint a földrajzi burok történései szempontjából egyik legfontosabb elem. Oxidációs állapotai (-2, 0, +4 és +6), és ezek következményei. A kénciklus négy alapvető formájának (SO42–, szerves kén, H2S és elemi kén) kiemelten fontos szerepe. A vízbe való bejutása a csapadékból, a meder közeteiből és a fenéküledékben található piritből, de jelentős szerepe van az emberi tevékenység során bejutó mennyiségnek is. A szulfát (SO42–), mint a növények kénforrása, melyet az asszimilácó során beépítenek saját szervesanyagaikba (asszimilációs szulfátredukció). A a növényekben "kötött" kén elérhetősége az állati szervezetek számára, a fotoautrotóf szervezetek által megtermelt szervesanyagok átsajátítítása. A heterotóf baktériumok szerepe (aerob körülmények között a szerves kénvegyületeket kénhidrogénné (H2S) alakítása), s a H2S ún. disszimilációs szulfátredukció során szulfátból való keletkezése, anaerob viszonyok között. A kénoxidáció bakteriális folymatai. 8. hét A biológiai termelés A biológiai termelés tudománytörténeti áttekintése, a mai biológiai termelés fogalom gyökerei. A produkció és a biomassza dimenzionálásának különbségei. A megtermelt anyagok mellett a veszteségek figyelembevételének szükségessége, az energia figyelembevétele, a produkció fogalom fejlődésének buktatói, a nulla és a negatív produkció. A termelés – fogyasztás – lebontás hármas egységének kritikája. A biológiai termelés modern értelmezése lényegének „egységnyi idő alatt termelt, vagy átsajátított élő anyag mennyiség” elemzése. A termelés fogalmának autotróf és heterotróf élőlényekre alapozott rendszerének bemutatása, a környezetközpontú és az élőlényközpontú szemlélet. Az anyagforgalom (az anyagok mozgása) és az energiaáramlás különbözőségei, az anyagoknak a biológiai rendszerekbe való visszatérésének lehetőségei, ill. az energia egyszeri átáramlásának okai. A primer és a szekunder produkció lényege. A primer produkció hatékonysága, trófiaként való értelmezése. A trófia létrejöttének alkotóelemei, a trofitás és a konstruktivitás értelmezése. Az eutrofizálódás lényege, az eutrofizáció, mint emberi nézőpontból hátrányos, ill. előnyös következményekkel járó folyamat. A szapróbia mint fogalom, s létrejöttének alkotóelemei, a szaprobitás és a destruktivitás fogalmának értelmezése. A trofikus szintek fogalma, anyag- és energiamennyiségek egyik trofikus szintről a másikra való átkerülése, az elszenvedett veszteségek, a trofikus szintek lehetséges száma vízi ökológiai rendszerekben, táplálkozási láncok és táplálkozási hálózat a vizekben, az Elton piramisok sajátosságai vízi ökológiai rendszerekben. 9. hét A meder függőleges tagolódása.
A meder mélység szerinti tagolásának célszerűsége. A mélység szerinti lehatárolás és az eltérő fénybehatolásból adódó jellegzetes különbségek. Az élőlényegyüttesek eloszlási sajátosságainak értelmezhetősége, a vizekre jellemző anyagforgalmi és energiaáramlási folyamatok elkülönítésének lehetősége. A lehatárolás mint tényleges magassági, vagy mélységi érték, ill. a lehatárolt részek, mint a víztérben folyó sajátos fizikai, kémiai és biológiai folyamatok lévén kialakuló, folyamatos változásban lévő egységek. A meder függőleges tagolása főbb egységeinek, mint a tájék (tractus), öv (cingulus), és lépcső (gradus) értelmezése. A meder két nagy egységének a parti (litorális) és a mélységi (profundális) tájéknak az elkülönítése. A parti tájék hidrobiológiai jelentősége hazai vízi ökológiai rendszerekben. A parti tájékon található övek, a partfeletti (paralimno-litorális) és parti (litorális) öv jellemzése. A parti öv részét képző parti (eulitorális) lépcső mélységi kiterjedése, az alatta elhelyezkedő partalji vagy alámerült (infralitorális) lépcső jellemzése, s ennek a makrovegetáció előfordulási sajátosságai alapján további három allépcsőre való bonthatósága (felsőpartalji vagy mocsárinövényzetű (epiinfralitorális) allépcső, középsőpartalji vagy gyökerező vízfelszíni-hínáros (mezoinfralitorális) allépcső, alsópartalji vagy gyökerező alámerülthínáros (hipoinfralitorális) allépcső). E tagolódás megjelenése hazai vízterekben. A partfeletti öv tagolódása (alsópartszegélyi vagy locsolási (szupralitorális) lépcső, felsőpartszegélyi, vagy páratelt (epilitorális) lépcső. A mélységi (profundális) tájék tagolódása (partalatti, vagy átmeneti (litoriprofundális) öv, mélységi (euprofundális) öv, nagymélységi (abisszális) öv. 10. hét A víztértipológia alapjai, a hidrológiai ciklus, a szárazföldi vizek vízforgalmi típusai, az ökológiai vízigény, a szárazföldi vizek földkérgben való elhelyezkedésének típusai. A hidroszféra különböző vízterei osztályozásának elsődleges szempontjai. A vízterek illeszkedése a földrajzi burokba, viszonyuk a kőzetburokhoz (litoszféra) és a légkörhöz (atmoszféra). A vízterek víztömegének résztvétele a víz teljes földi körfolyamatában (hidrológiai ciklus). A kontinentális vízterek víztértipológiai rendszerének alapjai. A sekély és a mély vízterek sajátosságai. A vízforgalmi sajátosságok szerepe vízterek osztályozásában, a szárazföldi vizek három fő típusának különítése. Az eusztatikus (állandó vízforgalmú), a szemisztatikus (átmeneti vízforgalmú) és az asztatikus (változó vízforgalmú) vizek) vízforgalmi sajátosságainak bemutatása. Az ökológiai vízigény fogalmának értelmezése, az ökológiai vízpótlás lehetőségei és veszélyei, az ökológiai vízigény kielégítésének törvényi megjelenítése, s a végrehajtás nehézségei. A szárazföldi vizek által alkotott vízterek földkéreghez (a litoszféra felső része) viszonyított helyzete alapján történő csoportosítása. A földkéreg felületi mélyedéseiben található vízterek (felszíni vizek), a földkéreg belső üreg-, hézag- és pórusrendszereit kitöltő vízterek (felszín alatti vizek), a felszín alatti vizek feltörései, felszínre bukkanásai (források). 11. hét A főbb víztértípusok jellemzés Az állóvizek sajátoságai és jellemzése. A nagytavak, mélytavak és sekélytavak elkülönítésének sajátosságai. A magyarországi természetes állóvizek típusainak bemutatása.
A sekélytavak, kopolyák, kistavak, fertők, lápok, mocsarak, kisvizek (tömpölyök, pocsolyák, dagonyák, tocsogók, telmák) jellemzése a kiterjedés, a vízfelület nagysága, a mélység, a vízforgalmi típus, a növényállományborítottság, az üledékviszonyok és keletkezésük körülményei szempontjából. A vízfolyások sajátosságai. A folyamok, folyók (nagyfolyó, közepes folyó, kisfolyó), kisvízfolyások (patak, csermely, ér) jellemzése topográfiai helyük, vízgyűjtő területük, hosszuk, vízhozamuk, vízforgalmuk, mederesésviszonyaik, mederanyag minőségük és a makrovegetáció alapján. A források sajátosságai. A reokrén (zuhogó) források, a limnokrén (feltörő) források, a helokrén (mocsárforrások vagy forráslápok), és a foglalt források jellemzése a felszínre bukkanás helye, módja, a forrásmedence mederanyaga, vízforgalma, vízhozam és a makrovegetáció szempontjából. A felszín alatti vizek sajátoságai, és fő csoportjainak (juvenilis, fosszilis, vadózus) elkülönítése. A felszín alatti vizek közül hidrobiológiai szempontból legfontosabbnak számító vadózus vizek (barlangi vizek, hasadékvizek, átitató – intersticiális – vizek) csoportosítása és jellemzése a földkéreg üreg-, hézag- és pórusrendszereiben elfoglalt helyük és helyzetük alapján. A partmenti és parttávoli átitató vizek különbözősége. A parttávoli átitató vizek (talajnedvesség, talajvíz, rétegvíz) jellemzése. 12. hét Élőhelytipológia, a bioszféra entitásai, élettájak állóvizekben és vízfolyásokban. A földfelszíni természeti egységek élőhelytipológiai szempontból három alapvető típusának, a vízi (akvatikus), a vizes (szemiakvatikus) és a szárazföldi (terresztris) élőhelyeknek jellemzése, a felületarányos vízmélység, a víztömeg, a vízforgalom, a makrovegetáció és a talaj vízellátottsága szempontjából, különös tekintettel a vizes (szemiakvatikus) élőhelyekre, mint a hazai víztereink túlnyomó többségében jelen lévő, általában igen nagy biodiverzitással és nagy produktivitással jellemezhető élőhelytípusra, melyeknek rendkívül fontos szerepük van a flóra és fauna gazdagságának megőrzésében és változatosságának fenntartásában. A vízi élettájak – mint az egy-egy víztéren belül eltérő élőhelyek – általános jellemzése, melyek az élővilág szempontjából releváns háttérfaktorok igen sokrétű változása révén, más-más létfeltételeket biztosítanak az adott helyet benépesítő vízi életközösségnek. A víz felületének, azaz a folyadék és a légkör határfázisának élettája a faciál, a makrovegetáció uralta élettáj a fitál, a víz és az üledék fázis határán fellelhető élettáj a bentál, a nyíltvízre jellemző aljzat nélküli élettáj a pelagiál, az alakőzetben levő, felszíni vízhez közvetlenül kapcsolódó vízi élettáj a sztigál, s az alapkőzetben lévő, a felszíni vízzel közvetlen kapcsolat nélküli freatál jellemzése. A vízfolyások forrásától a torkolatig való futása során elkölöníthető élettájak ismertetése. A vízfolyások kezdetének a forrás tájékának (krenál), a forrásokhoz kapcsolódó, a hegy- és dombvidék kisvízfolyások, alkotta ritrál (ritrális élettáj), s a nagy méretű vízfolyások (folyamok és folyók) élettájának (potamál) jellemzése. A flebál, mint a síkvidékek kisvízfolyásokat sajátos élettája. A vízfolyások élettájfelosztása a sugarasúszójú halak alapján, a nagy folyókra és a közepes, ill. kisfolyókra kialakított szinttájbeosztás. 13. hét Vízi élőlények életformatípusai és jellemzésük Az életformatípus fogalmának értelmezése, az élettájak és az életformatípusok viszonya.
A faciálhoz (vízfelületi élettáj) tartozó két életformatípus, a neuszton és a pleuszton jellemzése, a víz felületi hártyájának sajátosságaiból következő – az élőlények a víz felületi hártyájára alulról tapadnak fel, vagy arra felülről támaszkodnak – lehetőségeket kihasználó, "hipo", illetve "epi" előtaggal azonosított életformatípusba tartozó élőlények jellemzése. A hazánkban nagy hidrobiológiai jelentőségű, a hínár- és mocsárinövényzettel benőtt vizek jellegzetes élettája a fitál két fő életformatípusának (rizomenon és metafiton) jellemzése példákkal. A víz és az üledék fázis határához (bentál) kötött életformatípus (benton) jellemzése. A benton, bentosz és pedon fogalmak értelmezése, a víz és bármely – az üledéktől különböző – szilárd fázis határához kötődő élőbevonat (biotekton), mint sajátos életformatípus értelmezése, a pekton, és a plokon fogalma. Az aljzat nélküli élet képviselőinek, a nyíltvizet (pelagiál) benépesítő két életformatípusnak (plankton és a nekton) általános jellemzése. A plankton, mint a víz hullámzásához, mozgásához képeset elhanyagolható saját helyváltoztató mozgásra képes életformatípus. A plankton állandó (holoplanktonikus), és időszakos (meroplanktonikus) tagjai. A gyakorlati vizsgálhatóság következtében elkülönített főbb csoportjainak (bakterioplankton, fitoplankton, zooplankton) általános jellemzése. A nekton, mint az erőteljes mozgásszerveik lévén számottevő, a víz mozgásához képest is jelentős helyváltoztatásra képes életformatípus. Az alakőzetben található vizek élővilágának két fő életformatípusa, a sztigálhoz kötődő sztigon, és a freatálhoz kötődő freaton. 14. hét Hidrobiológiai, hidroökológiai vizsgálatok tervezése A mérési és mintavételi helyek kijelölésének stratégiája. A random módon való kijelölés lehetőségei és korlátai. A reprezentatív mérési és mintavételi stratégia. Vízterek víztérközpontú, ill. vízgyűjtőközpontú állapotfelmérése. Ajánlott irodalom: Dévai Gy , Nagy S., Wittner I., Aradi Cs., Csabai Z., Tóth A. 2001: A vízi és a vizes élőhelyek sajátosságai és tipológiája. In.: (szerk.: Bőhm A., Szabó M.) Vizes élőhelyek: a természeti és társadalmi környezet kapcsolata, Budapest 2001, p. 11–74. Dévai Gy., Végvári P., Nagy S., Bancsi I.,(szerk.) 1999: Az ökológiai vízminősítés elmélete és gyakorlata 1. rész – Acta Biol. Debr. Oecol. Hung. 10/1. 216 pp. Felföldy L. 1981: A vizek környezettana. Általános hidrobiológia – Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 290 pp. Padisák J. 2005: Általános limnológia – ELTE Ötvös Kiadó, Budapest, 310 pp. Woynárovich E. 2003: Vizeinkről mindenkinek – Agroinform Kiadó, Budapest, 271 pp.
A SZEMINÁRIUM RÉSZLETES TEMATIKÁJA 1. hét Helyszíni vízvizsgálatok tervezése és kivitelezése.
A helyszínen mérhető, ill. mérni érdemes vízminőségi állapotjellemzők kiválasztása. Az oldott oxigén-tartalom (O2 mg/l), az oxigéntelítettség (O2 %, a vízhőmérséklet (oC), a pH, a vezetőképesség (µS/cm), a redoxipotenciál (mV), helyszíni mérésének bemutatása. Mérés a víztömegből kiemelt vízmintában, ill. a víztömegbe meríthető szondák segítségével. A vízminőség-monitorozó szondák típusainak áttekintése. A helyszíni mérések előnyeinek ismertetése, az arra alkalmas paraméterek körében. Az állóvizekben és a vízfolyásokban alkalmazandó mérési módszerek különbözősége. A vertikális és a horizontális mérések kivitelezésének módszerei. Az aerob élet szempontjából kiemelkedően fontos oldott oxigéntartalom helyszíni mérésének szabályai. 2. hét Helyszíni vízvizsgálatok eredményeinek értékelése. A helyszíni vízvizsgálatok ereményeinek rögzítési lehetőségei. Írásbeli jegyzőkönyv készítése, diktafonos felvételek. Vízminőség-monitorozó rendszerek adatgyűjtő egységeinek kezelése, egyszeri mérések eredményeinek rögzítése, monitorozó üzemmód, az elraktározott adatok kinyerési lehetőségei, a kapott adatok egyszerűsített kiírása, ill. excel táblázatokban való rögzítése. Oldott oxigén-tartalom eredmények értelmezése. Az oldott oxigén telítettségi %-ának számítása az oldott oxigén-tartalom és a vízhőmérséklet eredményei alapján. Az elektródpotenciál és a redoxipotenciál viszonya, és értelmezésük. Redoxipotenciál értékek számítása elektródpotenciál-, vízhőmérsékleti- és pH értékek felhasználásával. A pH értékek változásának hidrobiológiai jelentősége, pH eredménysorok értelmezése. 3. hét A vizek szervetlen kémiai jellegének vizsgálata. A vizek szervetlen kémiai jellege, a halobitás régi és modern értelmezése. Különböző vízterekből származó vizek vezetőképességi értékeinek összehasonlítása, a különbözőségek okainak értelmezése. A domináns kationok és a domináns anionok meghatározásának módszere, a Mauncha-féle csillagdiagramm, mint a vizek sótartalmi viszonyait plasztikusan bemutató ábrázolási mód. A csillagdiagramm mérete és az összsótartalom összefüggése, az uralkodó kationok és az urakodó anionok megjelenítése a diagrammon. A Mauncha-féle csillagdiagramm szerkesztése, kölönböző vízterekből származó veztőképességi, valamint az uralkodó kationok (Na+, K+, Mg2+, Ca2+) és az uralkodó anionok (CO3-, HCO32-, SO42-, és Cl-) egyenérték százalékban megadott eredményei alapján. 4. hét Vízmintavétel, az akkreditált mintavétel szabályai és alkalmazásuk. A vízmintavétel akkreditációja, az akkreditált mintavétel szabályai. Az országos törzshálózati mintavételi rendszer szerveződése. A vízmintavétel módjának függése a víztértípustól. A vízfolyások homogenitása és az állóvizek rétegzettsége. A merített minta és a szivattyúzott minta különbözősége és alkalmazási lehetősége a feldolgozás függvényében. A felszín közeli, a fenék közeli és az oszlopminta különbözősége. A rétegmintavétel alkalmazásának szükségesége és lehetőségei. Az eredmények értékelése és az eredményekből levonható következtetések.
5. hét A vízminták kémiai paramétereinek meghatározása. A vízminták kémiai jellemzőinek meghatározása akkreditált laboratóriumokban. A Magyar Szabvány (MSZ) szerinti feldolgozási módszerek. A vizek ökológiai állapotának felméréséhez háttérváltozóként szolgáló kémiai analízisek áttekintése. Az Európai Unió Víz Keretirányelvének (EU VKI) végrehajtása során, a magyarországi állapotfelmérésben és monitorozásban alkalmazott vízkémiai vizsgálatok. A vízterek jellemzésének lehetősége a vízkémiai változók eredménysorainak felhasználásával. Az eredmények értékelése és az eredményekből levonható következtetések. 6. hét Üledékmintavétel és az üledék vizsgálata. Az üledék megjelenésének sajátosságai különböző vízterekben. A kemény és a lágy üledék. Az üledékmintavevők főbb típusainak bemutatása. A markoló típusú (EckmannBirge) mintavevő alkalmazásának előnyei és hátrányai. Az Eckmann-Birge mintavevővel vett üledékminta feldolgozása során nyerhető információtartalom. Az oszlopmintavevő típusú (Hargrave) mintavevő alkalmazásának előnyei és hátrányai. A Hargrave mintavevővel vett üledékminta feldolgozása során nyerhető információtartalom. A Hargrave mintavevőből kinyerhető részminták alkalmazási lehetőségei. Csőmintavevők alkalmazhatósága. Az eredmények értékelése és az eredményekből levonható következtetések. 7. hét Élőlénymintavételek általános szabályai, baktérium mintavétel és feldolgozás. Az élőlénymintavételek sajátosságai, a mintavételi stratégia függése az élőlények méretétől, várható denzitásától és az egyes élőhelyeken betöltött szerepétől. A plankton, mint életformatípus, a plankton vizsgálatának lehetőségei. A vízi baktériumok szerepe a vizek életében. A baktérium-mintavétel előkészítése, a baktérium-mintavétel szabályai, a steril üvegekbe történő mintavétel és a formalinnal tartósított minta. A baktériumminták szállításának szabályai. A baktérumminták laboratóriumi feldolgozásának szabályai a vonatkozó MSZ szabványok szerint. Az eredmények értékelése és az eredményekből levonható következtetések.
8. hét A fitoplankton-mintavétel és feldolgozás. A fitoplankton szerepe a vizek életében. A fitoplankton-mintavétel előkészítése, a fitoplankton-mintavétel szabályai. Az élő, a lugol oldattal tartósított, s a formalinnal tartósított minta, valamint ezek felhasználásának lehetőségei. A fitoplanktonminták szállításának szabályai. A fitoplankton minták laboratóriumi feldolgozásának szabályai a vonatkozó MSZ szabványok alkalmazhatósága, az egyedi szabvány szerinti eljárások. A fajok meghatározása, az egyedszám-meghatározás, valamint a biomassza mennyiségi felmérésének lehetőségei. A fitoplankton, mint az EU VKI hatálya alá tartozó élőlénycsoport.Az eredmények értékelése és az eredményekből levonható következtetések.
9. hét A zooplankton-mintavétel és feldolgozás. A zooplankton szerepe a vizek életében. A zooplankton-mintavétel előkészítése, a mintavétel szabályai, a mintavétel során alkalmazható planktonhálók. A minta tartósításának és szállításának szabályai. A zooplankton minták laboratóriumi feldolgozásának szabályai, a vonatkozó MSZ szabványok alkalmazhatósága, az egyedi szabányok. A fajok meghatározása, az egyedszám meghatározása, valamint a biomassza mennyiségi felmérésének lehetőségei. Az eredmények értékelése és az eredményekből levonható következtetések. 10. hét Az élőbevonat-mintavétel és feldolgozás Az élőbevonat szerepe a vizek életében. Az élőbevonat-mintavétel előkészítése. A mintavétel szabályai, és nehézségei, a biotekton főbb csoportjai (pekton és plokon) sajátosságainak függvényében. A minták tartósításának és szállításának szabályai. Az élőbevonat minták laboratóriumi feldolgozásának szabályai a vonatkozó MSZ szabványok szerint, az egyedi feldolgozási módszerek. Az élőbevonat, mint az EU VKI hatálya alá tartozó élőlénycsoport. Az eredmények értékelésének nehézségei, az eredményekből levonható következtetések korlátai. 11. hét A makrofita mintavétel és feldolgozás A vízinövények szerepe a vizek életében. A vízinövény-állományok feltérképezésének lehetőségei. A légifelvételek készítésének szabályai, s a felvételek alkalmazása az állománytérképezésben. A GPS alkalmazása a terepbejárások során, a légifelvételek információinak terepi megfeleltetésében. A makrofita-mintavétel előkészítése, mintavétel szabályai, a kvalitatív és a kvantitatív mitavételi eljárások. További laboratóriumi vizsgálatra való szállítás, s a laboratóriumi feldolgozás szabályai a vonatkozó MSZ szabványok szerint. Az egyedi feldolgozási módszerek. A makrofiták, mint az EU VKI hatálya alá tartozó élőlénycsoport.Az eredmények értékelése és az eredményekből levonható következtetések.
12. hét Makrozoobentosz mintavétel és feldolgozás. A makrozoobentoszt alkotó élőlényegyüttesek áttekintése, s szerepük értékelése a különböző vízterek életében. A makrozoobentosz-mintavétel előkészítése, a szükséges mintavételi eszközök alkalmazásának lehetőségei. A makrozoobentosz mintavétel szabályai, az élőlények tartósításának, ill. további vizsgálatokra való alkalmasá tételének lehetőségei. A makrozoobentosz minták szállításának szabályai. A minták laboratóriumi feldolgozásának szabályai a vonatkozó MSZ szabványok szerint, ill. egyedi szabványok alkalmazása. A makrozoobentosz, mint az EU VKI hatálya alá tartozó élőlénycsoport. Az eredmények értékelése és az eredményekből levonható következtetések.
13. hét A halállomány felmérése. A halfauna szerepe a vizek életében. A halálomány felmérésében leggyakrabban alkalmazott mintavételi módszerek. A kiseszközös halászat és az elektromos halászgépek alkalmazása. A halfauna felmérésének jogi szabályozása, a munkavégzéshez elengedhetetlen engedélyek körének meghatározása, ill. ezen engedélyek beszerzési lehetőségeinek áttekintése. A mintavétel előkészítése, a mintavétel szabályai, a mintavételi módszerek alkalmazása különböző protokolok szerint. A halfaunából származó minták szállításának szabályai. A minták laboratóriumi feldolgozásának lehetőségei és szabályai a vonatkozó MSZ szabványok szerint. A halak, mint az EU VKI hatálya alá tartozó élőlénycsoport. A faunisztikai, a mérgezettségi és a veszélyeztetettségi állapot feltárását elősegítő vizsgálati eredmények értékelése és az eredményekből levonható következtetések. 14. hét A félév során vett anyagok áttekintése, a gyakorlati jegy megszerzése. A félév utolsó gyakorlati óráján a hallgatók lehetőséget kapnak a félévi gyakorlati jegy megszerzésére. Ennek formája egy félév végi zárthelyi dolgozat megírása. A dolgozat tíz, a félévet teljes mértékben átfogó, az egyes gyakorlatok valamelyikéhez kapcsolódó lényegi kérdésből áll. Az osztályozás alapja a pontozás. Minden kérdésre adott teljes körű válasz tíz pontot ér. Az elégséges (2) érdemjegy megszerzéséhez legalább 51 pontot kell szerezni. A közepes (3) érdemjegy határa 61 pont, a jó (4) érdemjegy határa 71 pont, a jeles (5) érdemjegy határa 86 pont. Ha a zárthelyi dolgozat megírása sikertelen, a hallgatók a mindenkori vizsgaszabályzat írásbeli vizsgákra alkalmazott feltételeinek megfelelő alkalmommal kísérelhetik meg a gyakorlati jegy megszerzését. Miután a hidrobiológia előadás, ill. a hidrobiológia gyakorlat záróvizsgafeltétel, addig a hallgatók záróvizsgára nem bocsáthatók, amíg e tárgyakból kollokviumi, ill. gyakorlati jeggyel nem rendelkeznek.
Ajánlott irodalom: Dévai Gy , Nagy S., Wittner I., Aradi Cs., Csabai Z., Tóth A. 2001: A vízi és a vizes élőhelyek sajátosságai és tipológiája. In.: (szerk.: Bőhm A., Szabó M.) Vizes élőhelyek: a természeti és társadalmi környezet kapcsolata, Budapest 2001, p. 11–74. Dévai Gy., Végvári P., Nagy S., Bancsi I.,(szerk.) 1999: Az ökológiai vízminősítés elmélete és gyakorlata 1. rész – Acta Biol. Debr. Oecol. Hung. 10/1. 216 pp. Felföldy L. 1981: A vizek környezettana. Általános hidrobiológia – Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 290 pp. Padisák J. 2005: Általános limnológia – ELTE Ötvös Kiadó, Budapest, 310 pp. Woynárovich E. 2003: Vizeinkről mindenkinek – Agroinform Kiadó, Budapest, 271 pp.
