A magyarországi halastavi termelés vízminőségre gyakorolt hatásának vizsgálata a töltővíz-halastó-befogadó tengely mentén

BERZI-NAGY László, MOZSÁR Attila, HALASI-KOVÁCS Béla

Nemzeti Agrárkutatási és Innovációs Központ, Halászati Kutatóintézet, Szarvas, Anna-liget 35. berzi.nagy.laszlo[kukac]haki.naik.hu

Kivonat

Bevezetés

A halastavakra jellemző a magas retenció és a természetes folyamatok kiaknázása, azonban működésük során a lecsapoláskori elfolyó víz szerves anyaggal terhelheti a befogadó vízteret, ahol ez környezeti problémákat is előidézhet (Gál et al. 2016). A befogadóba jutó szerves anyag lebomlása időszakos oxigénhiányt, a mineralizált tápanyagok pedig eutrofizációt okozhatnak, megváltoztatva ezen vízterek környezeti adottságait is (Cao et al. 2007). A magyarországi tógazdasági akvakultúra a FAO terminológia alapján a félintenzív kategóriába sorolható, azonban tápanyagforgalmi szempontból a termelés egyre inkább az extenzív irányba tolódik. A pénzügyi eredmény növeléséhez a termelők túlnyomó többségben költségminimalizáló stratégiát választanak, ami egyúttal inputcsökkenéssel is jár (Baluyut E.A. 1989, Gyalog és mtsai. 2011, Kestemont P. 1995, Woynárovics et al. 2010). Ebből adódóan a hazai halastavi termelés még a korábbiaknál is alacsonyabb szervesanyag-terhelést okozhat a természetes befogadókban, azonban a terhelés értékelésére kevés országos kiterjedésű adat áll rendelkezésre. Jelen tanulmány az OVF 2019-ben elvégzett országos adatgyűjtésének eredményire támaszkodva, azok elemzésével kíván hozzájárulni ezen ismeretanyag bővítéséhez. Az elemzés során vizsgáltuk a halastavi töltővíz, a halastavakból lecsapolt víz, valamint a befogadó vizét a befogadás alatt, illetve ez utóbbi változását a halastavi bevezetés hatására. Ki kell azonban emelni, hogy a mintavétel sajátossága miatt anyagforgalmi jellegű változások detektálására nem volt módunk. Így az értékelés kizárólag a befogadó vizének koncentrációváltozásait jelzi.

Anyag és módszer

A felmérés alapját a 12 vízügyi igazgatóság, összesen 464 mintavételi ponton 2019-ben végzett vízmintavizsgálata biztosítja. Az egymásból származtatott, így nagyon erősen korreláló paraméterek közül (pl.: NO₃ és NO₃-nitrogén) az egyiket kizártuk. A statisztikai elemzéseket 12 vízminőségi paraméter – vízhőmérséklet, pH, vezetőképesség, oldottoxigén-arány (O₂%), dikromátos oxigénfogyasztás (KOI_k), 5 napos biokémiai oxigénigény (BOI₅), ammónium (NH₄), nitrit (NO₂), nitrát (NO₃), összes nitrogén (TN), ortofoszfát (PO₄), összes lebegő anyag (TL) alapján végeztük el. A halastavakat a jellemző termelési módjuk alapján két kategóriába soroltuk, a völgyzárógátas tavakra, melyek a dombvidéki területeken gyakoriak, illetve a körtöltéses tavakra, melyek rendszerint alföldi területekre jellemzőek és a vizüket jellemzően mesterséges csatornákból veszik ki és oda is továbbítják. A két rendszer vízgazdálkodási szempontból egymástól eltér, ami a vizsgált paraméterekre is hatással lehet, ezért az adatok elemzését ezen kategóriákra csoportosítva is elvégeztük. Az elemzés során figyelembe vettük továbbá, hogy a minta az adott halastavi egység töltő vizéből, közvetlenül a halastóból, vagy az elfolyó vizet befogadó víztérből lett véve, modellezve a halastavi működés vízfelhasználási fázisainak hatását a vízminőségre. Az ugyanazon halastórendszerhez tartozó vízminőségi adatokat (töltővíz, halastó vize, befogadó) csoportosítottuk és az elemzésnél figyelembe vettük. Az elemzés alapját képező adattábla így 92 esetet foglal magában és 3192 adatból áll.

A töltővíz, halastó és befogadó vizek vízminőségét többváltozós statisztikai elemzések segítségével értékeltük. Az egyes paraméterek adatai jelentősen eltérő eloszlást mutattak, így egy robusztus teszt a főkomponens analízis (PCA) alkalmazása mellett döntöttünk. A vízminőségi paraméterekben bekövetkező változásokat a kiindulási értékhez viszonyítottuk. Az összes lebegő anyag koncentrációja nagy variabilitást mutatott, esetében az adatpontok eloszlásáról hisztogramot készítettünk.

Eredmények és következtetések

Habár a főkomponens-analízis alapján (1/A. ábra) a körtöltéses tavak vízminőségi paramétereire nagyobb variancia volt jellemző, a két technológia jelentős mértékben átfedett egymással és a jelen vizsgálatba bevont paraméterek mentén nem voltak elkülöníthetőek. Mivel így szétválasztásuk nem indokolt, a tanulmány további elemzéseiben a két csoportot együtt kezeltük.

1. ábra A halastavi technológiák (A), illetve a töltővíz, a halastó és a befogadó (B) vízminőségének összehasonlítása főkomponens analízissel (PCA), az alábbi vízminőségi paraméterek alapján: vízhőmérséklet, pH, vezetőképesség, O%, KOI_k, BOI₅, NH₄, NO₂, NO₃, összes nitrogén, PO₄, összes lebegő anyag.

A halastavi vízminőség változásának felderítése érdekében a töltő, a tavi és a befogadó vizek összevetését is elvégeztük főkomponens analízis segítségével. Ennél az elemzésnél feltételeztük a vízminőségi paraméterek koncentrációbeli eltérését a töltővíz, a tóvíz, illetve a befogadó között, azonban a 1/B. ábrán jól látszik, hogy az egyes halastórendszerek variabilitása elfedi a töltő, a tavi és a befogadó vizek vizsgált paramétereinek koncentrációértékeiben jelenlévő különbségeket. Ez azt jelenti, hogy az egyes tórendszerek között nagyobb különbségek jellemzőek, mint egy adott rendszeren belül a töltő, a tavi és a befogadó víz értékei között.

Az elemzésbe vont halastavi vízminőségi paramétereket, a vonatkozó környezetvédelmi határértékek jelölésével, boxplot ábrákon jelenítettük meg (2. ábra). A határértékek megválasztásakor a 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet 2. számú melléklete 3. területi kategóriához (időszakos vízfolyás befogadó) tartozó értékeit vettük figyelembe. A határértéket meghaladó vízminőségi értékek a pH, KOI_k, BOI₅ és az összes lebegőanyag paraméterek esetében volt kimutatható. Ezek közül az összes lebegőanyag esetében volt nagyobb arányú a határérték túllépés. Itt az esetek több mint 25%-ában lépte túl a hatérértéket a vizsgált halastavi rendszerek vízminősége.

2. ábra A halastavak vízminőségi paramétereinek boxplot ábrája. A szürke doboz jelöli az alsó és felső kvartilis tartományt, a dobozban található vonal a mediánt, a dobozból kinyúló vonalak pedig a teljes adattartományt. A fekete pontok a tényleges megfigyelések. A fekete szaggatott vonal a 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet 2. Számú mellékletének 3. területi kategóriájára vonatkozó határértékeket jelöli.

A töltővíz, halastóvíz, befogadó víz között megfigyelhető vízminőség-változást a töltő vízhez, mint kiindulási értékhez viszonyítva adtuk meg. Ez a megközelítés lehetővé tette, hogy a különböző mértékegységű és eltérő skálán mozgó paramétereket egy skálán szemléltethessük. A változás mértékét paraméterenként boxplotok szemléltetik (3. ábra). Az eredmények alapján jól látható, hogy a vizsgált paraméterek többségének koncentrációja a töltővízre jellemzőhöz képest változott. Itt azonban újra hangsúlyozni kell, hogy az eredmények csupán koncentrációváltozást indikálnak, az adatok az anyagforgalmi jellegű megállapításokat nem teszik lehetővé. A töltővízből vett minták ráadásul nem a halastavak töltéskori, hanem annak lecsapoláskori állapotát mutatják. Fontos azt is kiemelni, hogy az adatok jelentős része pozitív és negatív irányba is szór. A fenti jelenséget a legnagyobb szórással rendelkező paraméter (összes lebegőanyag) esetében az 4. ábrán szemléltetjük, ahol látszik, hogy a paraméter hasonló eséllyel nő vagy csökken a töltő és a befogadó víz között. Továbbá, a megfigyelések közel 65 százalékában a változás mértéke nem éri el a kiinduló érték kétszeresét. A kiugróan magas változások a koncentrációban ritkának, így inkább egyedinek tekinthetők.

3. ábra A töltővíz és a befogadó alvizének vízminőségi paramétereiben bekövetkező változások, a töltővíz értékeihez viszonyítva. A szürke doboz jelöli az alsó és felső kvartilis tartományt, a dobozban található vonal a mediánt, a dobozból kinyúló vonalak pedig a teljes adattartományt. A fekete pontok a tényleges megfigyelések.

Összefoglalás

Az országos lefedettségű vizsgálat eredményei azt jelzik, hogy a halastavakból kibocsátott vizek vízminőségi paraméterei rendkívül nagy szórást mutatnak. Egyúttal a körtöltéses és a völgyzárógátas tavak kibocsátott vizei között nem található szignifikáns különbség. Szintén nem mutatható ki trendszerű változás a töltővíz, a halastóvíz és a befogadó víz vízminőségi paraméterei között. Az egyes halastavak egyedi különbségei nagyobbak, mint egy adott rendszer töltővizének, halastavi vizének és befogadó vizének eltérései. Ez egyúttal azt is jelzi, hogy a magas koncentrációértékek nagyobb részt a rendszer autochton sajátosságaiból fakadnak, kisebb részt pedig nem megfelelő technológiát jelezhetnek.

4. ábra Az összes lebegő anyag esetében megfigyelt változások gyakorisága.

A vizsgált paraméterek többségének koncentrációja a töltővízre jellemzőhöz képest a halastavi termelés hatására változik. Eredményeink alapján a halastavak – az extrém eseteket leszámítva – megközelítően ugyanolyan gyakorisággal okoznak növekedést, mint csökkenést a befogadó vízminőségi paramétereinek értékeiben. A ritkább, kiugró értékeket is figyelembe véve az egyes paraméterek esetében azonban jelentős eltéréseket is azonosítottunk. A legjelentősebb változást az összes lebegőanyag koncentrációjában tapasztaltuk, ahol a halastavi termelés a legnagyobb valószínűséggel okoz terhelést, illetve határérték-átlépést. Kisebb mértékű változást a KOI_k, és BOI₅ paramétereknél is tapasztaltunk, mely utóbbi származhat a lebegőanyag bomlásakor fellépő oxigénhiányos és mineralizációs folyamatokból. Ezen paraméterek határérték-átlépése azonban csak kevés alkalommal volt kimutatható. Nagyobb szélsőértékeket figyeltünk meg az oldott tápanyagok, azaz a nitrogén és foszformáknál. Fontos tény, hogy az eredmények az egyes paraméterek koncentrációváltozását indikálják, a töltővízből vett minták a halastavak lecsapoláskori állapotát jellemzik. Az adatok így anyagforgalmi jellegű megállapításokat nem tesznek lehetővé.

Kulcsszavak: halastó, vízminőség, elfolyó víz, határérték, lebegőanyag

Köszönetnyilvánítás

Köszönettel tartozunk az Országos Vízügyi Főigazgatóság munkatársainak az összegyűjtött nyers adatok átadásáért.

Irodalom

Baluyut, E.A. 1989. Aquaculture systems and practices: A selected review (ADCP/REP/89/43) FAO.

Cao L., Wang W., Yang Y., Yang C., Yuan Z., Xiong S. 2007. Environmental impact of aquaculture and countermeasures to aquaculture pollution in China. Environmental Science and Pollution Research 14, 452–462.

Gál D., Pekár F., Kerepeczki É. 2016. A survey on the environmental impact of pond aquaculture in Hungary. Aquaculture International, 24(6), 1543-1554.

Gyalog G., Váradi L., Gál D. 2011. Is intensification a viable way for pond culture in Central and Eastern Europe? AACL Bioflux 4, 584–589

Kestemont P. 1995. Different systems of carp production and their impacts on the environment. Aquaculture129(1-4), 347-372

Woynarovich A., Moth-Poulsen T., Péteri A. 2010. Carp polyculture in Central and Eastern Europe, the Caucasus and Central Asia: a manual. FAO Fisheries and AquacultureTechnicalPaper (554). FAO, Rome