Dr. Koren Edit: Környezetismeret

Dr. Koren Edit: Környezetismeret

1

SZÉ CHENYI ISTVÁN EGYETEM Távoktatási tagozat 1995

Írta:

Dr. Koren Edit főiskolai docens

Széchenyi Istvá n Főiskola

Lektorá lta: Dr. Lesny Juraj egyetemi docens,

Műszaki Egyetem, Pozsony

Műszaki szerkesztő: Fodor Lá szló főiskolai docens

Széchenyi Istvá n Főiskola

Minden jog fenntartva, beleértve a sokszorosítá s, a nyilvá nos előadá s,

2

a rá dió és televízió adá s, valamint a fordítá s jogá t, az egyes fejezeteket illetően is.

3

Tartalomjegyzé k Bevezetés.................................................................................................................................... 7 1. A kö rnyezet fogalma .............................................................................................................. 8 2. Az ö koló gia .......................................................................................................................... 10 2.1. Az ö koló gia felosztá sa .................................................................................................. 10 2.2. Ö koló giai tényezők........................................................................................................ 10 2.2.1. Abiotikus (élettelen) ö koló giai tényezők................................................................ 11 2.2.2. Biotikus ö koló giai tényezők................................................................................... 14 2.2.3. Biotikus és abiotikus tényezők egymá sra hatá sa.................................................... 15 2.3. Ö koszisztémá k .............................................................................................................. 15 2.3.1. Az ö koszisztémá k felépítése .................................................................................. 18 2.3.1.1. Az ö koszisztémá k élőlényei ............................................................................ 19 2.3.2. Tá plá lékszerzés az ö koszisztémá n belül ................................................................ 20 2.3.3. Nem tá plá lékszerzésen alapuló kapcsolatok az ö koszisztémá n belül .................... 23 2.3.4. Az ö koszisztémá k terhelhetősége........................................................................... 23 2.3.4.1. A limitá ló tényező ........................................................................................... 24 2.4. Produkció bioló gia ......................................................................................................... 25 2.4.1. Elemek, élet, szervezet és energia .......................................................................... 25 2.4.1.1. Az elemek ö sszetétele élő és élettelen rendszerekben..................................... 25 2.4.1.2. Energia és a szerves anyag .............................................................................. 27 2.4.1.3. Anyag- és energiacsere az élő szervezetekben ................................................ 28 2.5. Biogeoló giai ciklusok.................................................................................................... 29 2.5.1. A szén kö rfogá sa .................................................................................................... 29 2.5.2. A nitrogén kö rforgá sa............................................................................................. 31 2.5.3. A foszfor kö rforgá sa............................................................................................... 32 2.5.4. Biogén elemek kö rforgá sa...................................................................................... 33 2.6. Az energia útja............................................................................................................... 34 2.7. Az emberi tevékenység hatá sa az ö koszisztémá ra ........................................................ 35 3. A túlnépesedés...................................................................................................................... 38 3.1. A túlnépesedés veszélyei............................................................................................... 39 3.2. A túlnépesedés és egyéb tényezők ö sszefüggései ......................................................... 40 3.2.1. A népességrobbaná s kö vetkezményei .................................................................... 41 4. A talaj. A talaj ö koszisztémá ja. Talajszennyezés, talajvédelem .......................................... 44 4.1. A litoszféra kialakulá sa, ö sszetétele.............................................................................. 44 4.1.1. A Fö ld á svá nyai, kőzetek ....................................................................................... 45 4.2. A talajképződés folyamata, a talaj szerkezete ............................................................... 46 4.2.1. A talaj alkotó részei................................................................................................. 48 4.2.2. A talaj fizikai tulajdonsá gai.................................................................................... 50 4.2.3. A talaj szerkezete ................................................................................................... 52 4.2.4. A talaj szennyeződései, ká rosodá sai....................................................................... 52 4.2.4.1. A talaj szennyező á svá nyi anyagai .................................................................. 53 4.2.4.2. Mezőgazdasá gi eredetű talajszennyezés.......................................................... 54 4.2.4.3. A talajban előforduló policiklikus szénhidrogének......................................... 54 4.2.4.4. A talaj detergens szennyeződése. .................................................................... 54 4.2.4.5. Hulladékbó l és hulladékkezelésből eredő talajszennyezés.............................. 55 4.2.4.6. A talajeró zió és a má sodlagos szikesedés ....................................................... 55 5. A légkö r keletkezése, ö sszetétele. Levegőszennyezés ......................................................... 57 5.1. A légkö r szerkezete ....................................................................................................... 58 4

5.2. A levegő ö sszetétele ...................................................................................................... 60 5.3. Légszennyező anyagok.................................................................................................. 62 5.3.1. A levegőszennyezés forrá sai és fajtá i..................................................................... 62 5.4. A levegő ö ntisztulá sa .................................................................................................... 65 5.5. A levegő fizikai á llapothatá rozó i .................................................................................. 65 5.6. Légszennyezést okozó emberi tevékenységek............................................................... 66 5.6.1. A savas eső ............................................................................................................. 69 5.6.2. A szmog.................................................................................................................. 70 5.6.3. Az „ó zonlyuk”........................................................................................................ 72 5.6.4. Az üveghá zhatá s..................................................................................................... 74 5.7. A levegőszennyezés elleni védekezés műszaki eszkö zei .............................................. 75 5.7.1. Szá raz eljá rá sok...................................................................................................... 76 5.7.2. Nedves gá ztisztítá s ................................................................................................. 77 6. A víz. A víz kö rforgá sa, vízszennyezés, vízvédelem ........................................................... 79 6.1. A víz fizikai á llapotai .................................................................................................... 79 6.2. A víz kö rforgá sa ............................................................................................................ 79 6.3. A természetes vizek osztá lyozá sa előfordulá si helyük szerint ...................................... 81 6.3.1. Felszíni vizek.......................................................................................................... 81 6.3.2. Felszín alatti vizek.................................................................................................. 83 6.4. Vízgazdá lkodá s ............................................................................................................. 84 6.4.1. A vízhaszná lat ........................................................................................................ 84 6.4.1.1. Ivó vízellá tá s..................................................................................................... 85 6.4.1.2. Mezőgazdasá gi vízhasznosítá s ........................................................................ 90 6.4.1.3. Ipari vízhaszná lat............................................................................................. 90 6.4.1.4. Vízminőségi kategó riá k................................................................................... 91 6.5. Szennyvizek................................................................................................................... 92 6.5.1. A szennyvíz hatá sa az élővizekre........................................................................... 93 6.5.1.1. Az eutrofizá ció ................................................................................................ 93 6.5.2. Szennyvíztisztítá s ................................................................................................... 94 7. Az épített kö rnyezet védelme ............................................................................................... 98 7.1. A hulladék ..................................................................................................................... 98 7.1.1. A hulladék fogalma, osztá lyozá sa .......................................................................... 98 7.1.2. A hulladék mennyisége, minősége ......................................................................... 99 7.1.3. A hulladék ká ros kö rnyezeti hatá sa...................................................................... 100 7.1.4. Hulladékgazdá lkodá s............................................................................................ 101 7.1.5. Hulladékhasznosítá s ............................................................................................. 101 7.1.5.1. A hulladékhasznosítá s minőségi kérdései ..................................................... 101 7.1.6. Hulladéká rtalmatlanítá s égetéssel ........................................................................ 101 7.1.7. Hulladékleraká s .................................................................................................... 104 7.2. A zaj ............................................................................................................................ 105 7.2.1. Zajá rtalmak, rezgések........................................................................................... 106 8. Energia, energiaforrá sok..................................................................................................... 110 8.1. A bőséges és olcsó energia korszaka........................................................................... 110 8.2. Jelenlegi helyzet, kö rnyezeti hatá sok .......................................................................... 111 8.3. A jö vő.......................................................................................................................... 112 9. Természet- és tá jvédelem ................................................................................................... 113 9.1. A nö vényvilá g védelme............................................................................................... 113 9.2. Az á llatvilá g védelme.................................................................................................. 114 9.3. A tá j védelme .............................................................................................................. 115

5

9.3.1. Természetvédelmi terület ..................................................................................... 115 9.3.2. Tá jvédelmi kö rzet................................................................................................. 115 9.3.3. Nemzeti park ........................................................................................................ 115 10. Ellenőrző kérdések ........................................................................................................... 117 Á brajegyzék........................................................................................................................ 119 11. Irodalomjegyzék ............................................................................................................... 120

6

Bevezeté s „ Az é let minden bizonnyal az elké pzelhető legszí vó sabb membrá n az egé sz vilá gegyetemben... é s é ppen mi vagyunk benne az a ké nyes, finom ré sz, amely olyan mulandó é s sebezhető, aká r a csilló s sejtek csilló ja” Lewis Thomas

Ennek a jegyzetnek az író ja építőmérnö k. Egész eddigi élete sorá n, a diá kkori barlangá szá sok, a sá torozá sok, a későbbi terepmunká k és a má ig tartó Tá tra-szerelem megtanítottá k arra, hogy a természetet tisztelni kell. Talá n kissémá sféle elveket vall, mint ami á ltalá ban a kö rnyezetvédelemről szó ló kö nyvekben olvasható az ember hatalmá ró l a természet felett. Lewis Thomas kitűnő orvosbioló gus szavaival vallja, hogy a fö ldi élet egységessége sokkal meghö kkentőbb, mint sokfélesége. Ennek az egységnek az az alapja, hogy nagy való színűséggel egyetlen sejtből szá rmazunk. Ebből a nézőpontbó l talá n kö nnyebben megérthető, hogy amikor kö rnyezetvédelemről beszélünk, való já ban nem a kö rnyezetünket védjük meg az ember hatalma folytá n okozható sérülésektől, hanem sajá t magunkat. Ennek a gondolatnak a folytatá saként adó dik a kö rnyezetvédelem célja: az embernek fel kell ismernie azt, hogy tennie kell valamit annak érdekében, hogy a cselekedeteinek fel nem mért kö vetkezményeivel ne tegye tö nkre sajá t jö vőjét. Ez a kö nyv ebben a felismerésben szeretne segíteni. A terjedelme nem ad lehetőséget arra, hogy a kö rnyezetvédelem szerteá gazó területének minden kérdésével foglalkozzék. Az olvasó k sajá t szakterületükö n úgyis szembesülnek majd riasztó problémá kkal, amiket a sajá t szakmá juk eszkö ztá rá val kell megoldaniuk. Ennek a jegyzetnek nem a megoldá si technoló giá k megtanítá sa a célja -erre nem is lehetne vá llalkozni egy 30 ó rá s tantá rgy keretén belül- hanem a figyelem felkeltése, és olyan érzékenység kifejlesztése, aminek birtoká ban el tudjá k fogadni Szent-Gyö rgyi Albertnek azt a meghö kkentő kijelentését, hogy „ Való já ban nem sok kü lö nbsé g van a fű é s a kö zö tt, aki nyírja.” A kö rnyezetvédelemnek hatalmas szakirodalma van, az olvasó is bizonyá ra ismerkedett má r ilyen témá jú kö nyvekkel, vagy szakfolyó iratokkal. Ez a kö nyv nem ismertet meg teljesen új fogalmakkal, inká bb arra pró bá l vá llalkozni, hogy a bőség zavará ban irá nyt mutasson és egy lehetséges és szubjektív rendszerezésben foglalja ö ssze a legfontosabb ismereteket a bevezetőben említett cél eléréséhez. A jegyzet a tá voktatá sban résztvevő hallgató k szá má ra író dott. Az utolsó fejezet utá n egy kérdéscsoportot talá l az olvasó . Igyekeztem úgy ö sszeá llítani, hogy a kö nyv alapjá n, egyéb irodalom haszná lata nélkül megvá laszolható k legyenek. Ha ez mégsem sikerült volna, a konzultá ció kon lehetőség nyílik erre is. A kö nyv végén az irodalomjegyzék utal rá , hogy milyen kö nyvek segítettek ebben a munká ban. Amennyiben valamelyik témakö r jobban felkelti az olvasó érdeklődését ennek segítségével indulhat komolyabb felfedező útra, amihez sok sikert kívá n

a Szerző

7

1. A környezet fogalma Az ember szá má ra a kö rnyezete a vilá gnak az a része, ahol életét éli, maga is ennek a kö rnyezetnek a részeként. Ebben a térben csak akkor lehetséges az élet, ha az ehhez szükséges ö sszes feltétel biztosított. Az az élettér, amelyik minden fontos feltétellel rendelkezik: a bioszfé ra. A bioszféra a − fö ldkéreg (litoszféra) − víz (hidroszféra) − légkö r (atmoszféra) azon része, amelyet az élő szervezetek benépesítenek. Kö rnyezetünk tehá t élő és élettelen, természetes és mesterséges (ember á ltal létrehozott) alkotó elemeket tartalmaz. A kö rnyezeti elemeket az alá bbiak szerint csoportosíthatjuk: - A fö ld alapkőzet á svá nyvagyon barlangok termőfö ld, talaj domborzat - A víz felszíni vízek felszín alatti vizek - A levegő alsó légkö r (troposzféra) felső légkö r - Az élővilá g ember nö vényvilá g á llatvilá g mikroorganizmusok - A tá j természetes tá j kultúrtá j - A települési kö rnyezet lakó területek iparterületek mezőgazdasá gi települések kö zlekedési útvonalak A kö rnyezet ezen alkotó elemeinek az egymá sra hatá sá t szigorú ö sszefüggések szabjá k meg. Egyetlen elem kedvezőtlen vá ltoztatá sa kihat a tö bbi kö rnyezeti elemre is.

8

Az a tudomá ny, amelyik az élő és élettelen rendszerek kö lcsö nö s egymá sra hatá sá t vizsgá lja és arra keres vá laszt, hogy milyen feltételek kö zö tt tartható fenn a kettő egysége a bioszférá ban; az ö kológia.

Az ö koló gia gö rö g eredetű szó , oikosz (há z, gazdasá g) é s logosz (tudomá ny) szavak ö sszeté telé ből szü letett. Jelenté se tehá t: Kö rnyezettan, Kö rnyezettudomá ny.

B.Commoner amerikai ö koló gus a „Bezá ruló Kö r” 1987-ben megjelent kö nyvében a kö rnyezetet élő komplexumnak tekinti, és ezzel a nézettel ö sszhangban az ö koló gia tudomá nyá t tekinti az alapvető kö rnyezettudomá nynak, amelynek a tö rvényeit tiszteletben kell tartania az embereknek. Ezek az alaptö rvények a kö vetkezők: 1. Minden ö sszefü gg mindennel

Ez a tö rvény utal a bioszférá ban talá lható ö sszefüggések bonyolult há ló zatá ra. Az ö koló giai ö sszefüggések rendszere, a belső anyag- és energiaforgalom meghatá rozza, hogy mekkora terhelést bír el a rendszer anélkül, hogy ö sszeomlana. Mivel az ö koló giai há ló zat kö zvetíti a helyi zavarokat az egész felé, az egy helyen keletkező csekély zavar is vezethet széles területre kiterjedő, hosszan tartó hatá sokhoz. 2. Minden tart valahová

Ez a tö rvény a fizika anyagmegmaradá si tö rvényének az ö koló giá ra való alkalmazá sa. A természetben ismeretlen a hulladék fogalma. Minden természeti rendszerben az egyik organizmus á ltal adott végtermék a má sik organizmus szá má ra tá plá lékul szolgá l. A bioszférá ban az energia és az anyag forgalma való sul meg. 3. A termé szet tudja a legjobban

Az ö nmaga szabá lyozá sá ra és fenntartá sá ra képes bioszféra évmillió k alatt kialakult folyamatai a rendszert komplexebbétették. A modern technika-technoló gia egyik legszívesebben hangoztatott célja a természet megjavítá sa. Azonban ez a „megjavítá s” a bioszféra folyamatá t megzavarja. 4. Nincsen ingyenebé d

A kö zgazdasá gtanbó l ismert „tö rvény” alkalmazható az ö koló giá ban is, és ö ssze is foglalja az első 3 tö rvényt. A bioszféra ö sszefüggő egész, amelyből, ha emberi tevékenységeink sorá n elveszünk, azt vissza is kell juttatni. Nem kerülhetjük el a megfizetését, legfeljebb elodá zhatjuk. A jelenlegi kö rnyezeti krízis annak a jele, hogy sokat késtünk a fizetéssel. Commoner az emberi létezés alapvető paradoxoná nak tartja, hogy a tá rsadalom folyamatainak dö ntő elemeinél mindig a nö vekedésre való tö rekvés figyelhető meg, ami beleütkö zik a meg nem újítható erőforrá sok korlá tozott lehetőségeibe. Ahhoz, hogy a civilizá ció fennmaradhasson a Fö ldö n, alkalmazkodni kell a természeti rendszer kö vetelményeihez. A természeti rendszerek - ö koszisztémá k - képezik tehá t az ö koló gia vizsgá latá nak tá rgyá t. Az ö koszisztémá k egymá sba kapcsoló dva, egymá st feltételezve alkotjá k a legmagasabb fokú ö koszisztémá t, a bioszfé rá t. Az ö koszisztéma egy geobioló giai egység, ahol az élő és holt anyag nem vá lasztható el egymá stó l, mivel á svá nyi anyagokat létrehozó és életet keltő folyamatok kapcsoló dnak szorosan egymá shoz.

Mi az ö kosziszté ma? Adott é lőhely szervetlen anyagain kifejlődö tt, azt bené pesí tő, egymá ssal tá rsult é lő szervezetekből á lló é lőkö zö ssé g egysé ge. (Pl. tó , erdő stb.)

9

2. Az ökológia 2.1. Az ö kológia felosztása A vizsgá ló dá s tá rgya szerint beszélhetünk − autoö koló giá ró l: élő egyedek (nö vény, á llat) életmó djá t vizsgá lja − szünö koló giá ró l: tá rsulá sö koló gia, életkö zö sségek vizsgá latá val foglalkozik − humá nö koló giá ró l: tá rsadalomö koló gia A tá rsadalomö koló gia há rom alapvető irá nyzatá t jelö li meg Luc Ferry Ú j rend: Az ö koló gia című művében: − utilitarista ö kológia kö vetői a természethez kapcsoló dó erkö lcsi és felelősségvá llalá si kérdések újraértelmezésére tesznek kísérletet. Azt tartjá k, hogy az érdekek szá mítá s tá rgyá t képezhetik. A gyermekek, á llatok és lelki betegek szenvedésének egymá shoz viszonyított értékéről vitatkoznak. Azt remélik, hogy az ö rö m és a fá jdalom egzakt tudomá nya lehetővéteszi majd az ésszerű erkö lcsi vá lasztá sok meghozatalá t a jogok odaítélésében. − biológiai vagy é letfilozófiai ö kológia kö vetői hirdetik, hogy az ember má r megszűnik autonó m lény lenni, nem lehet független a kö rnyezetétől, de mivel maga a természet legfejlettebb teremtménye, ezentúl ő fogja értelmezni a tö rvényeket, ő vá llal felelősséget értük − mé ly-ö kológia hívei azt valljá k, hogy: − az ember természete mindannyiunkban ugyanolyan − az emberi faj a lét folytonossá gá nak egyik - nem kivételezett - tagja − a kö rnyezet kizsá kmá nyolá sa ezért az emberi életet, egészséget, boldogsá got fenyegeti − nem szabad erőszakot tenni a természeti kö rnyezet stabilitá sá n Ebben a kö nyvben elsősorban a szü nö kológia bemutatá sá val foglalkozunk.

2.2. Ö kológiai té nyezők Ö kológiai té nyező kö n a külső kö rnyezetből eredő és az élőlényeket valamilyen mó don befolyá soló külö nféle hatá sokat értjük. Az ö koló giai tényezők leglényegesebb tulajdonsá ga a térben és időben folytonos vá ltozé konysá g. Az ö koló giai tényezők vá ltozá saira az élőlények sajá tos alkalmazkodá sukkal (adaptá ció ) vá laszolnak. A megvá ltozott életkö rülményekhez való alkalmazkodá s az élőlények alapvető életjelensége, az ö n- és fajfenntartá s egyik tényezője. A kö rnyezeti viszonyok megvá lasztá sakor csupá n a faj azon egyedei maradnak fenn és hoznak létre utó dokat, amelyek képesek alkalmazkodni az új viszonyokhoz. Az, hogy az élőlények milyen mértékben képesek alkalmazkodni a megvá ltozott viszonyokhoz, az az élőlények ö koló giai értékétől függ. Ez adja meg az egyes ö koszisztémá k terhelhető sé gé t.

10

2.2.1. Abiotikus (é lettelen) ökológiai té nyező k A víz é s a nedvessé g

Az élőlények fennmaradá sá nak egyik feltétele, hogy a vízhá ztartá suk egyensúlyban legyen. A vízfelvételben és a vízleadá sban ugyan nagy külö nbségek vannak az egyes élőlények kö zö tt, de mindegyik szá má ra nagyon fontos, hogy az életciklusuk szerint vá ltozó vízigényüket ki tudjá k elégíteni. Ebben elsőrendű fontossá gú - külö nö sen szá razfö ldi élőlények esetén - a csapadék. A csapadék időbeli és térbeli eloszlá sa (á ltalá ban a hőmérséklettel együtt) meghatá rozza az adott terület vegetá ció já t, s ezen keresztül az á llatvilá gá t is. Mennyisége és minősége egyará nt limitá ló , szabá lyozó tényező. A vízi élőlények szá má ra a víz korlá tlan mennyiségben rendelkezésre á ll, itt a víz só koncentrá ció ja (só s- vagy édesvíz) és oxigéntartalma jelent korlá tozó tényezőt. Vízigény ill. szá razsá gtűrés alapjá n a nö vényeket a kö vetkezőképpen csoportosíthatjuk: − vízi nö vények (híná rok, békalencse) − mocsá ri nö vények (ná d, gyékény, mocsá ri gó lyahír) − kö zepes vízigényű nö vények (ibolya, hó virá g, á rnyas erdők nö vényei) − szá razsá gtűrő nö vények (pozsgá sok, fűfélék, keménylombú fafajok) − só tűrő nö vények (só virá g, kamilla, szikes pusztá k nö vényei) A talaj- és a levegő nedvességtartalma is dö ntően meghatá rozó egy ö koszisztémá ban. A talaj nedvességtartalma a nö vények vízfelvételének és így tá plá lékhoz jutá sá nak a fontos eleme. A levegő nedvességtartalma pedig a vízleadá s képességét befolyá solja. A csapadékon kívül a nö vények vízellá tá sá ban jelentős szerepe van a kö dnek, harmatnak, amelyek képződése a levegő pá ratartalmá tó l, a hőmérsékleti viszonyoktó l és a nö vényzettől függ. A hő mé rsé klet

Az élőlények nö vekedésében, elterjedésében meghatá rozó tényező lehet a hőmérséklet. Minden egyes anyagcsere- és életfolyamat zavartalan lefolyá sá hoz bizonyos mennyiségű hőenergia szükséges. Ezt a nö vények és a vá ltozó testhőmérsékletű á llatok szá má ra a kö rnyezet biztosítja. A bioszféra hőhá ztartá sá ban igen jelentős szerepe van a légkö rnek, amely a rö vid hullá mú sugá rzá st sokkal nagyobb mértékben á tengedi, mint a hosszú hullá mút. Nappali besugá rzá skor (rö vid hullá m) a talaj felmelegszik, éjszaka viszont a nappal elnyelt hőmennyiség egy részét kisugá rozza (hosszú hullá mú sugá rzá s), mikö zben maga lehűl. A visszasugá rzott hőnek nagy részét a légkö r szelektív elnyelőképessége kö vetkeztében (felhőzet, CO2, vízgőz miatt) visszatartja s ennek hatá sá ra felmelegszik, és hatalmas üveghá zhoz hasonló an műkö dik. Ennek kö szö nhetjük Fö ldünk felszínének - a tö bbi ismert bolygó étó l eltérő - kiegyenlített hőmérsékletét. Az élővilá g tagjainak hőigénye életük külö nbö ző fá zisaiban eltérő, hőtűrőképességük pedig korlá tozott. Vízi élőlények pl. 0 oC (édesvíz) és -2,5 oC (tengervíz) hőmérsékleti hatá rt képesek elviselni. Vagyis a fagypont a hatá rérték. A melegvérű á llatok testhőmérséklete á llandó és így független a külső hőmérséklettől. A hidegvérű á llatok és a nö vények életfolyamatai is lelassulnak, ha 10 oC alá süllyed a kö rnyezeti hőmérséklet és a hüllők nem élik túl az 52 oC feletti hőmérsékletet. Kevés élőlény képes 45 oC feletti hőmérsékletet hosszan elviselni.

11

Egyes alga- és baktériumfajtá k viszont 80-88 oC hőfokú meleg forrá sok vizében is megtalá lható k. A fé ny

Egyedüli természetes fényforrá sunk a Nap. Hőhatá s mellett fotokémiai á talakulá sokat is létrehoz. Enélkül nem lehetséges a fö ldi élet, hiszen a fotoszintézishez szükséges energiá t ez szolgá ltatja. A Fö ld légkö rébe jutó sugá rzá snak, ami 4,3 J·m-2s-1 = 1,1 cal·m-2s-1 , csak alig tö bb, mint a fele jut el a Fö ld felszínére, a tö bbi elnyelődik ill. visszaverődik (1. á bra). A Fö ld felszínére jutó fény intenzitá sa a beesés szö gétől, légkö ri fényelnyeléstől és á rnyékoló tényezőktől (pá ra, felhő, por, nö vénytakaró , stb.) függ. Az egész Fö ldö n (legalá bbis bizonyos időszakokban) elegendő a fény valamilyen formá jú és minőségű élet fenntartá sá hoz. A vízi élethez is szükséges a napfény. A víz felületéről á ltalá ban a beeső fény 10 %-a verődik vissza, az elnyelődő 90 % a víz ö sszetételétől, szennyezettségétől függően külö nbö ző mélységig (max. 150 m) hatol le. A Napbó l eredő sugá rzá s b. 40-45 % infravö rö s b. 55 % lá tható fé ny b. 1-5 % UV sugá rzá s ormá já ban é ri el a Fö ldet.

1. á bra A napról eredő sugá rá zó (Ká rá sz Imre: Ö koló giai é s kö rnyezetvé delmi alapismeretek nyomá n) A levegő

A levegő az élőlényekre részben vegyi ö sszetétele, részben á ramlá sai révén fejti ki hatá sá t. A levegő kémiai ö sszetétele viszonylag á llandó . Ö sszetevői kö zül elsősorban a széndioxid és az oxigén jelent ö koló giai tényezőt. A légmozgá sok, azaz a szél mechanikailag és élettanilag egyará nt kedvezőtlenül hathat az élőlényekre. A légrétegek keverésével csö kkenti a levegő pá ratartalmá t és fokozott pá rologtatá sra, sőt szá razsá gtűrő „berendezések” kifejlesztésére ö sztö nzi a nö vényeket. Vihar esetén mechanikailag ká rosítja a fá kat, gá tolja a repülő á llatok mozgá sá t. A laza alapkőzetű területeken eró zió t okoz. A levegő elektromossá ga villá mok alakjá ban fá kat hasít szét, erdőtüzeket okoz. Kedvező hatá sai is vannak. Szerepet já tszik a beporzá sban; elősegíti az élőlények elterjedését. A tengerá ramlatok fenntartá sá val a parti zó ná kbó l tá plá lékot szá llít a tengeri á llatok és nö vények részére, és szá razfö ldi porral trá gyá zza a tengert. − Oxigé n (O2)

12

Az élőlény és kö rnyezete kö zö tt végbemenő anyagcsere alapvető anyaga. A légzés és fotoszintézis nélkülö zhetetlen eleme. Az oxigén koncentrá ció já tó l függ, hogy meddig terjedhet az élet. Minden élőlénynek szüksége van rá , hogy a szerves tá panyagok energiatartalmá t felszabadíthassa a segítségével. Az oxigén az atmoszférá ban 21%-ban van jelen, ingadozá sa elég kicsi, 1% kö rüli, fö ldrajzi helytől függően. A magassá g nö vekedésével ez a koncentrá ció csö kken. A talajban 10% kö rüli, a vízben vá ltozó , sok tényezőtől (hőmérséklet, szervesanyag- tartalom, stb.) függ.

13

− Szé ndioxid (CO2)

A széndioxid mint ö koló giai tényező azért fontos, mert a fotoszintézis kiindulá si anyaga. Élőlények légzésekor és szerves anyagok bomlá sakor keletkezik. Levegőben kis mennyiségben 0,03 %-ban van jelen, a vízben kb. 150-szeres koncentrá ció ban (tengervíz) talá lható meg oldott formá ban ill. karboná tok és hidrokarboná tok alakjá ban. A talaj

A talaj a fö ldkéreg legkülső, má llott rétege, melynek legfontosabb tulajdonsá ga a termőképesség, vagyis a rajta ill. benne élő élőlényeket vízzel, tá panyagokkal és levegővel lá tja el. Kialakulá sá ban az élőlények tevékenységének meghatá rozó szerepe van. Ebből kö vetkezik, hogy kialakulá sa a szá razfö ldi élet megjelenésével indult el. Azoknak a hatá soknak az ö sszességét, amelyeket az élőlények fejtenek ki a talajjá alakítá s sorá n, bioló giai má llá snak nevezzük (a talaj nitrogénben, tá pelemekben és humuszvegyületekben való dúsítá sa). A humuszanyagok előnyö sen befolyá soljá k a talajok szerkezetét és lassú bomlá suk sorá n egyenletes tá panyagellá tá st biztosítanak a nö vények szá má ra. A domborzat (nem ö koló giai tényező, de jelentősen mó dosíthatja az ö koló giai tényezőket)

A Fö ld élővilá ga kezdettől fogva szétvá laszthatatlanul kö lcsö nhatá sban á ll a fö ldrajzidomborzati viszonyokkal. A fö ldfelszíni tényezők rendszerint nem kö zvetlenül, hanem kö zvetve, az éghajlati tényezők helyi megvá ltoztatá sá val, valamint a talajtani tényezők befolyá solá sá val hatnak az élővilá gra. Ebbe a csoportba tartoznak a nagy domborzati tényezők (tengerszint feletti m.), valamint a kis domborzati tényezők (lejtőszö g). A domborzat helyileg meghatá rozhatja a napsugá rzá s beesési szö gét, s ezá ltal a hő- és fényviszonyokat.

2.2.2. Biotikus ökológiai té nyező k k esetben az é lettelen oló giai té nyezők é s az é lő Szervezetek kö lcsö nhatá sa rsulá sok kö zö tti kapcsolat is Megkülö nbö ztethetünk egyes nö vényi vagy á llati populá ciók és egyes het biotikus, kü lö nö sen ha egyedek kö zö tti kö lcsö nhatá st, valamint á llati populá ciók és nö vé nyi etté r-behatá roló szerepe van. tá rsulá sok kö zti kö lcsö nhatá st. .: kevé s a nyí lt felszí ni ví z, az á shoz jutá s lehetősé ge egszabja az á llatok é lőhelyé t, A külö nbö ző fajok kö lcsö nö s kapcsolata lehet kö zö mbö s, hasznos, á má t). elengedhetetlen vagy ká ros egymá s szá má ra.

Antropogé n té nyező

Az ember kétféleképpen hat az élővilá gra − kö zvetve: a kö rnyezet fizikai, kémiai és bioló giai feltételeit megvá ltoztatja − kö zvetlenül: az élőlényekre gyakorolt hatá sá val (pl. erdőirtá s, mezőgazdasá gi művelés, stb.)

14

2.2.3. Biotikus é s abiotikus té nyező k egymá sra hatá sa Míg viszonylag kö nnyen ki lehet vá lasztani a tényezők kö zül egyet, aminek vá ltozá sa szemléletesen megvá ltoztatja az élőlények életét, tudnunk kell azt, hogy sohasem műkö dik egyetlen tényező egyedü l. A végeredmény mindig külö nbö ző abiotikus és biotikus ö koló giai tényezők bonyolult kö lcsö nhatá sá nak a kö vetkezménye. Minden ö koszisztéma (ezekről a későbbiekben lesz szó ) ezeknek a bonyolult kö lcsö nhatá soknak kö szö nheti az egyensúlyá t. Ebből kö vetkezik, hogy egyetlen tényező megvá ltoztatá sa (legyen az élő vagy élettelen) belá thatatlan vá laszreakció k sorozatá t vonja maga utá n. A humá n ö koszisztéma eltér a természetes ö koszisztémá któ l a nö vekedés, terjedés, sokszorozó dá s kérdéseiben. A természetes ö koszisztémá k szabá lyozó i: az élelem, víz, ragadozó k, (parazitá k, alkalmazkodó képesség) verseny. Az ember túllép ezeken azzal, hogy − fö lö slegben termel élelmet (bá r az elosztá sá val problémá k vannak) − vízgyűjtőket épít sajá t és gazdasá gá nak szükségletére − alkalmazkodni tudott az időjá rá shoz (ö ltö zés, fűtés, stb.) − nincs csúcsragadozó ja, és a legtö bb betegséget le tudta győzni − a tö bbi élőlény alulmaradt a vele való versenyben.

Né zzü nk egy pé ldá t: Kö rü lbelü l 10 000 é ve egy igen jelentős vá ltozá s tö rté nt; az ember kitalá lta a mezőgazdasá got. Ezzel a folyamattal kivá lasztott bizonyos nö vé nyeket, azokat a vadon é lő egyedektől elkü lö ní tve, má s, vé dettebb felté teleket biztosí tva elkezdte termeszteni (ví z, gyomnö vé nyek elleni vé delem, mestersé ges tá panyag, trá gyá zá s). Az é vezredek sorá n rengeteg nö vé ny megvá ltozott az eredeti ősé hez ké pest, noha az alapvető termeszté si eljá rá sok vá ltozatlanok maradtak. A mezőgazdasá g kifejleszté sé vel az emberisé g kialakí totta az emberi ö kosziszté má t, ami elkü lö nü lt a termé szetestől. Ezzel biztosí tani tudta az á llandó é lelem-utá npó tlá st, ami maga utá n vonta a munkaspecifiká ció t: volt aki nö vé nyt termesztett, má s vé dte a kialakult telepü lé seket stb. Lassacská n kialakult az az emberi tá rsadalom, amiben ma is é lü nk.

Így nem haszná ltuk a természetes szabá lyozó kat a sajá t ö koszisztémá nkra és a humá n ö koszisztéma csak nö vekszik, terjed. A természetes ö koszisztémá k rová sá ra teremt magá nak egyre tö bb és nagyobb teret. Talá n nincs is olyan természetes ö koszisztéma a Fö ldö n, amit ne zavart volna meg bizonyos mértékben az emberi tevékenység, sok kis ö koszisztémá t teljesen tö nkre is tett. Csúcsragadozó: a tá plá lkozá si Ezzel nem azt akartjuk sugallni, hogy a természet megismerése, haszná lata nem fontos, vagy, hogy ká ros lenne. De tudni kell azt, hogy hova vezet az a folyamat amit elkezdtünk, az lesz-e az eredmény, amit el szeretnénk érni. Emlékezni kell arra a tö rvényszerűségre, hogy egyetlen ö koló giai tényező kedvezőtlen megvá ltoztatá sa maga utá n vonja a lá ncreakció t.

piramis legfelső szintjé n, csúcsá n á ll (a termé szetes ö kosziszté má kban á ltalá ban nagy testű ragadozó ). Az emberi ö kosziszté má ban ezt a helyet az ember foglalja el. Ld. ké sőbbi fejezetek.

2.3. Ö kosziszté mák A kö vetkezőkben az ö koszisztémá k fogalmá val, műkö désével, egyensúlyuk fenntartá sá nak feltételeivel ismerkedünk meg.

15

Mi az ö kosziszté ma?

Az ö kosziszté ma az élőlények, tá rsulá sok (biocö nózis) és élettelen kö rnyezetük, élőhelyük (biotóp) teljes kapcsolatrendszerét jelenti, amely bizonyos mértékig ö nszabá lyozó . (ld még 1. fejezet) Az ö koszisztéma az ö koló giai kutatá s legkisebb egysége. (Pl. tavi, folyami ö koszisztéma, vagy erdei stb.) Tö bb ö koszisztéma ö kosziszté ma-komplexet alkot, melyet kö zö s eredet vagy hasonló dinamikus folyamatok kapcsolnak ö ssze (pl. egy domboldal tá rsulá sai). Tö bb ö koszisztéma-komplex alkot egy biomot. Ezek egységes, kiterjedt életterek, az éghajlati ö vek á ltal meghatá rozott zonobiomok alegységei. A teljes zonobiom-sorozat alkotja a bioszférá t. Legjellemzőbb típusok: − tró pusi esőerdő − szavanna − sivatag − mérsékelt ö vi erdő − füves puszta − tűlevelű erdő − tundra

Trópusi eső erdő

Terület: Éghajlat:

Egyenlítő mentén Kiegyenlítetten magas hőmérséklet, kis hőingá s jellemző. Az évi csapadékmennyiség 1500-5000 mm. Nö vényzet: Rendkívül dús, fajokban gazdag. A fá k ö rö kzö ldek, sok a fá ra felkúszó liá n és a fá nlakó nö vény (pl. orchideá k). Á llatvilá g: Jelentős részük a lombkoronaszintben él: bőgőmajmok, csuklyá smajmok, papagá jok, kolibrik. Ragadozó k: jaguá r, pá rduc. Talaj: laterit: humuszmentes, vasban és alumíniumban gazdag talaj.

Szavanna

Terület: Éghajlat:

Afrika, Dél-India Szá raz és csapadékos időszak vá ltja egymá st. A csapadékviszonyoktó l függően erdős vagy füves szavanna alakul ki. Nö vényzet: Fűfélék és má s lá gyszá rúak uralkodnak. Jellemző fá k: majomkenyérfa, aká ciá k. A túllegeltetés és a fá k kiirtá sa miatt fenná ll az elsivatagosodá s veszélye. Á llatvilá g: nővényevő patá sok (antilop- és gazellafajok); ragadozó k (oroszlá n) Talaj: humuszban gazdag vö rö sfö ld

Sivatag

16

Terület: Éghajlat:

A térítők tá já n alakulnak ki a leszá lló , meleg légá ramlá s szá rító hatá sá ra. Az évi kö zéphőmérséklet 20 °C kö rüli, nagy a hőingá s. Az évi csapadékmennyiség 250 mm-nél kevesebb, egyes helyeken évekig nem esik eső. Nővényzet: pozsgá sok (kaktusz), tö rpecserjék - ezek szá ra vízraktá rozó alapszö vetben gazdag; pá rologtatá suk minimá lis Á llatvilá g: szegényes; néhá ny rá gcsá ló - és hüllőfaj képes alkalmazkodni. Talaj: sok helyen humuszmentes, kö ves homoktalaj

Mé rsé kelt ö vi erdő

Nyugat-Euró pa, Kelet-Á zsia, az Egyesült Á llamok keleti része Négy évszak vá ltakozik, az évi csapadékmennyiség 500 mm fö lö tt van, ennek nagy része tavasszal hullik. Nö vényzet: lombhullató fá k (tö lgy, juhar, bükk stb.), bokros aljnö vényzet, zuzmó k és mohá k Á llatvilá g: gazdag madá rvilá g (énekesmadarak); emlősö k (őz, szarvas, vaddisznó ); a rá gcsá ló k kö zül gyakori a menyét; ízeltlá búak szá mos faja Talaj: barna erdőtalaj Terület: Éghajlat:

Fü ves puszta

Észak-Amerika kö zépső része (préri), Oroszorszá g (sztyepp), Dél-Amerika (pampa), Ausztrá lia Éghajlat: Négy évszak vá ltakozik; az évi csapadékmennyiség 200-500 mm; a nyá r szá raz, meleg; a tél hideg. Nö vényzet: pá zsitfűfélék, liliomfélék Á llatvilá g: patá sok, apró rá gcsá ló k Talaj: humuszban gazdag, mezőgazdasá gi művelésre kivá ló an alkalmas Terület:

Tűlevelű erdő

Észak-Amerika, Euró pa és Á zsia északi része Négy évszak vá ltakozik; a nyá r rö vid, a tél hosszú és hideg. Az évi csapadékmennyiség 300-600 mm, nagy része hó formá já ban hullik. Nö vényzet: Az erdőket 1-2 dominá ns faj jellemzi, Euró pá ban példá ul luc- és erdeifenyő. Fejlett a mohaszint, sok a fá n élő zuzmó . Á llatvilá g: já vorszarvas, farkas, hiúz, barnamedve; nyá ron nagy tö megben rajzanak a szúnyogok Talaj: podzol: szürke színű, savanyú talaj Terület: Éghajlat:

Tundra

Terület: Éghajlat:

az Északi sarkkö r kö rnyéke hideg; az évi kö zéphőmérséklet á ltalá ban 0 °C alatt van; a csapadékmennyiség 200-400 mm

17

Nö vényzet: a délebbi részeken erdős tundra (nyír, fűz); északabbra gyepes tundra (mohá k, zuzmó k) Á llatvilá g: Legjellemzőbb a rénszarvas, sarki ró ka, hó bagoly. Talaj: Az északi részeken a mélyebb talajrétegek á llandó an fagyottak. Az ö koszisztémá nak nemcsak térbeli kiterjedése, hanem időbeli vá ltozá sa is van. Azt a fejlődési folyamatot, amely az időben egymá st kö vető biocö nó zisok (életkö zö sségek) megjelenésében nyilvá nul meg, szukcessziónak nevezzük. A biocö nó zisok á talakulá sá val megvá ltozik a biotó p, és az új biotó pon a korá bbival ö sszefüggő, de attó l szá mos fajban külö nbö ző újabb biocö nó zis jelenik meg. Az egész fejlődési folyamat szá mos stá diumon á t eljut az ún. zá rótá rsulá sig (klimax). Ez a klimatikus viszonyokkal egyensúlyban van, stabil és relatíve á llandó . A mi éghajlati viszonyaink kö zö tti zá ró tá rsulá s az erdő.

2.3.1. Az ökosziszté má k felé píté se Minden ö koszisztémá ban két alapvető tényezővel kell szá molnunk: − élőlények − kö rnyezeti vagy ö koló giai tényezők (ezekről az előzőekben volt szó ) Az ö koszisztémá ban élő élőlények ö sszefoglaló neve: biota. Bá r az előbb felsorolt biomtípusok is mutatjá k az ö koszisztémá k sokféleségét mégis alapvetően mindegyik hasonló felépítésű. Mindegyikben a kö vetkező alapvető típusú élőlények együttműkö dése a dö ntő: − termelő (producens) szervezetek − fogyasztó k (konzumensek) − lebontó (reducens) szervezetek

18

2.3.1.1. Az ö kosziszté má k é lő lé nyei − Termelő k

A termelők azok az élőlények, amelyek a szervetlen anyagbó l szerves anyagot képesek előá llítani. Tö bbnyire zö ld nö vények, amelyek a fotoszintézist végzik. A fotoszintézis az a folyamat, amelynek sorá n a zö ld nö vény a fény energiá já t felhaszná lva szervetlen széndioxidbó l és vízből szerves vegyületeket (főleg külö nbö ző cukrokat) á llít elő, mikö zben oxigént bocsá t ki, mint a fotoszintézis melléktermékét. A nö vények képesek az ö sszes bonyolult szerves testépítő molekulá t előá llítani a talajbó l a víz segítségével felvett tá panyagok felhaszná lá sá val.

Az a molekula, amely a fotoszinté zishez szü ksé ges fé nyenergiá t tá rolja, a zö ld szí nű klorofil. Nem minden nö vé ny producens, pl. az „ Indian pipe” nö vé nynek nincs klorofilja, í gy szerves anyaggal tá plá lkozik. Ugyaní gy az ö sszes gombafaj.

19

2. á bra A producensek műkö dé se (Environmental Science nyomá n) − Fogyasztók

Fantasztikus vá ltozatossá gban fordulnak elő e típusú élőlények; a mikroszkopikus méretű baktériumtó l a cá pá ig, a külö nbö ző protozoá kon, gilisztá kon, rovarokon, madarakon á t az emlősö kig, és maga az ember is konzumens. Hogy egyszerűbb legyen megérteni az ö koszisztéma felépítését, a fogyasztó kat tová bbi alcsoportokra oszthatjuk attó l függően hogy honnan ered a tá plá lékuk. − elsődleges fogyasztó k: azon á llatcsoportok, amelyek a termelőket fogyasztjá k nö vé nyevő k (herbivorok) − má sodlagos fogyasztó k: azok az élőlények, amelyek elsődleges fogyasztó kon élnek húsevő k (karnivorok) − mindenevő k (omnivorok) nö vényt és húst is esznek (pl. ember). − ragadozók (predatorok): azok a húsevők, amelyek megtá madjá k és megö lik á ldozatukat, amit elfogyasztanak − é lő skö dő k (parazitá k): tá plá lékukhoz egy má sik élőlényen élőskö dve jutnak anélkül, hogy a gazdaá llatot / nö vényt megö lnék. − Lebontók

A lebontó szervezetek holt szerves anyaggal tá plá lkoznak. Ez lehet elhalt nö vény (pl. őszi erdő lombja) elhullt á llat, vagy ürülék. A lebontó k tá plá lkozá sa nem a holt szerves anyag azonnali eltüntetésében nyilvá nul meg, hanem ezeknek az anyagoknak a lebontá sá ban (penészedés, rothadá s, korhadá s, má llá s, mineralizá ció ) ami a gombá knak és baktériumoknak, mint a legfontosabb lebontó szervezeteknek kö szö nhető.

2.3.2. Tá plá lé kszerzé s az ökosziszté má n belü l Tá plá lé klá nc, tá plá lé khá lózat

Ha az ö koszisztémá k szervezeti felépítését tá rgyaljuk, nyilvá nvaló vá vá lik, hogy a legfontosabb kapcsolat az ö koszisztémá n belül a tá plá lékszerzési kapcsolat. A populá ció kat ö sszekapcsoló tá plá lékszerzési utak bonyolult szö vevényét tá plá lé khá lózatnak nevezzük, melyen belül az egyes populá ció k má sokhoz kapcsoló dhatnak. A nem elá gazó lineá ris kapcsolatokat tá plá lé klá ncnak nevezik. A kiindulá si lá ncszemtől függően lehet: − nö vé nyevő (herbivora) lá nc: nö vényevőt ragadozó t élő nö vény → nö vényevő á llat → fogyasztó → fogyasztó ragadozó ragadozó Pl.: ká poszta → ká posztalepke → széncinege →vö rö svércse hernyó − korhadé kevő (szaprofita) lá nc:

20

elhalt nö vény→

korhadékkorhadékragadozó t fogyasztó → fogyasztó → fogyasztó á llat ragadozó ragadozó

Pl.: fakorhadék → fö ldigiliszta → ragadozó szá zlá bú → vakond − é lő skö dő (parazita) lá nc: élő v. elhalt nö vény → nö vényevő v. → élőskö dő → élőskö dőn korhadékevő élőskö dő Pl.: fű

→

őz

→

kullancs

→ élőskö dő ostoros egysejtű

A tá plá lkozá si lá ncok á ltalá ban rö videk, legfeljebb 4-5 tagbó l á llnak, melynek oka, hogy a tá plá lékkal felvehető energiá nak á ltalá ban csak 10 %-a hasznosul a felvétel utá n, így a nö vények á ltal termelt energiá bó l a csúcsragadozó kná l má r csak 0,1 % a haszon. Ez az energiavesztés korlá tozza a tá plá léklá ncok hosszá t. A tá plá léklá ncok legtö bb esetben egymá ssal ö sszefüggő tá plá lékhá ló zatot alkotnak (trofikus szerkezet). Ennek oka, hogy a legtö bb á llat tö bb nö vény-, ill. á llatfajt fogyaszt, illetve maga is tö bb fajnak lehet a tá plá léka, az egyes lá ncok elá gaznak, egymá sba kapcsoló dnak. Megfigyelhető, hogy az egyes trofikus szinteken egyre csö kken a biomassza mennyisége. Biomassza: az adott életkö zö sségben a szá razfö ldö n és vízben talá lható élő és nemrég elhalt szervezetek ö sszes testtö mege. Mértékegysége t/km2 , t/ha. (Az ember testtö megét nem szoká s a biomassza fogalmá ba becsülni.) A biomasszá n belül a nö vények testtö megét fitomasszá nak, az á llatokét zoomasszá nak nevezzük.

Amerikai adatok szerint a fotoszinté zis sorá n a nö vé nyek a szá razfö ldeken és az ó ceá nokban együ ttesen é vente 100 x 109 tonna szerves anyagot produká lnak. (A Fö ld felszí ne 511x10 6 km2.)

21

22

3. á bra Elton fé le piramis (Ká rá sz Imre: Ö koló giai é s kö rnyezetvé delmi alapismeretek nyomá n) A legalsó , elsődleges energiatermelési szinten van a legnagyobb szá mú élőlény, melyeknek egyúttal a biomasszá ja is a legnagyobb. A nö vényekkel tá plá lkozó szervezetek (má sodlagos fogyasztó k) szá ma és biomasszá ja kisebb, és ez a sor folytató dik. Ezeket a mennyiségeket életkö zö sségenként (tá plá lkozá si szintenként) á brá zolva szá mszerűen má s és má s, de alapjá ban hasonló felépítésű piramis nyerhető. Ez az ún. Elton- féle piramis. (3. á bra)

2.3.3. Nem tá plá lé kszerzé sen alapuló kapcsolatok az ökosziszté má n belü l A 2.3.2. pontban megismertük az ö koszisztéma tá plá lkozá si há ló zatá n alapuló

zuzmó gomba é s egy algafé le kapcsolatrendszerét. Ebben a rendszerben a tá plá lékszerzési kapcsolaton yü tté lé sé nek az eredmé nye: a mba lehetővé teszi, hogy az á ltalá ban azt értjük, hogy az egyik faj a má sik rová sá ra jut előnyhö z ga a szá razsá gban is (tá plá lékhoz). Azonban nagyon sok olyan eset van, amikor kö lcsö nö s előny egé ljen, az alga, mivel szá rmazik a fajok együttéléséből. Klasszikus példa az ilyen kapcsolatra a oducens (termelő), a zuzmó . mbá nak tá panyaggal Má sik példa a kö lcsö nö s haszonra a virá gok és rovarok olgá l. A rovar a virá gbó l nektá rhoz jut, mikö zben a nö vé nyeket beporozza és í gy megtermé kenyí ti.

együttműkö dése. E tá rsulá sokat szimbiózisnak hívjuk.

2.3.4. Az ökosziszté má k terhelhető sé ge

Az ö koszisztéma terhelésén az ember á ltal előidézett egy vagy tö bb tényező hatá sá t értjük, amely természetes kö rülmények kö zö tt nem tartozik az ö koló giai rendszerhez. Egy adott ö koszisztéma terhelhetőségének mértéke a terheléssel szembeni érzékenységétől és a regenerá ció s képességétől függ. A 4. á bra mutat erre egy egyszerű példá t Ellenőrzö tt abiotikus felté telek mellett azonos nö vé nyeket neveltek csak egyetlen abiotikus té nyezőt, a hőmé rsé kletet vá ltoztatva. Az eredmé ny azt mutatta, hogy ha a hőmé rsé kletet a nö vekedé st gá tló alacsony szintről nö velni kezdté k, a nö vé nyek intenzí ven nö vekedni kezdtek, mí g elé rtek egy maximumot. Ha a hőmé rsé kletet tová bb nö velté k, az a nö vé nyekre kedvezőtlen hatá ssal volt, romlott az á llapotuk, a betegsé g tü neteit mutattá k, majd elpusztultak.

4. á bra Az é lő lé nyek alkalmazkodóké pess é ge (Environmental Science nyomá n) Az á brá n lá tható an az a pont, amelynél a

23

kedvező hőmérséklet hatá sá ra az nö vények elérték a nö vekedési hatá rt: az optimum. Való já ban ez nem egy pont, hanem egy sá v: az optimá lis hő mé rsé kleti tartomá ny. Az a hőmérsékleti tartomá ny, ami az á brá n a minimum és maximum hőmérsékleti pontok kö zö tt húzó dik: a tűré si vagy alkalmazkodá si sá v. Az előbb említett minimum illetve maximum pontok az adott nö vény esetében a tűré shatá rt jelö lik. A tűré shatá rok és az optimá lis hő mé rsé kleti tartomá ny kö zö tti sá vok a stressz-zóná k. Hasonló kísérleteket végeztek má s kö rnyezeti tényező hatá sá nak a megismerésére is, és az eredmények ugyanezt a jellegzetességet mutattá k. Tehá t minden élőlénynek (nö vénynek, á llatnak egyará nt) minden kö rnyezeti tényezőt tekintve van egy optimuma, egy stressz zó ná ja és tűréshatá ra. Ez azt jelenti, hogy minden faj esetében má s-má s értékeknél lesz a gö rbének maximumpontja. Ami pl. optimá lis víztartalom az egyik nö vény szá má ra, a má sik esetében má r a tűrőképességi hatá rt jelentheti. Vannak nö vények, amelyek nem viselik el a fagyot, má sok, pl. a tajga élőlényei a -60 °C-ot is túlélik.

2.3.4.1. A limitá ló té nyező Ha csak egyetlen ö koló giai tényező is az optimá lis sá von kívüli értéket vesz fel, az az egész élőlény tűrőképességét meghatá rozza (aká r pusztulá shoz is vezethet). Az élőlények nö vekedését, szaporodá sá t mindig az a tényető hatá rozza meg, amelyik az adott ö koszisztémá ban csak minimá lis mértékben fordul elő. Ezt limitá ló té nyező nek nevezzük. Ez a tö rvény, amelyik a limitá ló tényező nö vényre gyakorolt hatá sá t írja le, a Liebig-féle minimumtö rvé ny. Az ö koló giai tényezők, a limitá ló faktor, a minimumtö rvény ismerete alapjá n kö nnyű megérteni, hogy má s-má s területeken má s-má s ö koszisztémá k alakulnak ki. Mindenütt azok a fajok lesznek túlsúlyban, amelyek optimá lis feltételeinek az adott fö ldrajzi terület minden ö koló giai tényezője a legjobban megfelel. A stabil ö kosziszté má k ö nszabá lyozó rendszerük kö vetkeztében megújulá sra, ö ntisztulá sra képesek. Így meghatá rozott mértékű „szennyezést”; beavatkozá st kö zö mbö síteni tudnak, és a dinamikus egyensúlyi á llapot fennmarad. A labilis ö kosziszté má k zavaró hatá sra egyensúlyi helyzetükből kö nnyen kibillennek, normá lis műkö désük megszűnik, és elpusztulnak. Nagyobb terhelés esetén az ö koszisztémá k bioló giai egyensúlya má r irreverzibilisen (visszafordíthatatlanul) vá ltozik meg. Egy ö koszisztéma addig terhelhető, míg regenerá ció s képessége megvan.

24

ö kosziszté má k az ö koló giai nyezőkben bekö vetkező ltozá sokat folytonosan á szerveződő etkö zö ssé gekkel igyekeznek vetni. Ez a folyamat a ukcesszió. A szukcesszió lemzői a folyamatosan vekvő fajszá m és a omassza nö vekvő ennyisé ge. A szukcesszió fejezé se az igen stabil rótársulás (klimax). A mi matikus viszonyaink kö zö tt ró tá rsulá s az erdő .

Egy adott ö kosziszté ma regenerá ciós é s regulá ciós ké pessé ge anná l nagyobb, miné l kö zelebb van a zá rótá rsulá shoz. A regulá ció (szabá lyozá s) szempontjá bó l há rom fő ö koszisztéma-típus létezik: − termé szetes vagy ö nszabá lyozó ö koszisztéma: külső beavatkozá stó l mentes. A relatív á llandó sá got az ö koszisztémá ban végbemenő vá ltozá sok tartjá k fenn (természetvédelmi terület). − ember á ltal szabá lyozott ö koszisztéma. Az ö nszabá lyozó egyensúly megszűnt, és külső beavatkozá s, emberi szabá lyozá s szükséges az egyensúly fenntartá sá hoz (mezőgazdasá gi kultúrá k). − mestersé ges ö koszisztéma. Az egykori természetes ö koszisztéma helyén az ember hozta létre. A rendszerek műkö déséhez szükséges energiá t főleg fosszilis forrá sokbó l fedezi (vá rosok, iparvidék).

2.4. Produkcióbiológia A produkcióbiológia az ö koszisztémá k anyagforgalmá t és energiaá ramlá sá t vizsgá ló tudomá nyá g. Kutatja az élő szervezet szervesanyag-termelésének kö rnyezeti feltételeit és fokozá sá nak lehetőségeit. A kö vetkező fejezetekben azt vizsgá ljuk meg, hogy a természetes ö koszisztémá k hogyan tartjá k fenn magukat anélkül, hogy tá panyaghiá nytó l vagy a sajá t hulladékaik szennyezésétől szenvednének. A későbbiek sorá n lá tni fogjuk azt is, hogy mennyi kö rnyezeti probléma szá rmazik abbó l a pró bá lkozá sunkbó l, hogy a mi humá n ö koszisztémá nkat ezekkel az elvekkel ellentétben műkö dtessük.

2.4.1. Elemek, é let, szervezet é s energia Ahhoz, hogy megértsük azt, ahogyan az ö koszisztémá k műkö dnek, néhá ny alapvető kémiai elvnek az ö sszegzésére szükségünk lesz. Ezek mind ismétlések, hiszen a kémia illetve a fizika tá rgyakbó l az alapfogalmak má r ismertek.

2.4.1.1. Az elemek ö sszeté tele é lő é sé lettelen rendszerekben Sok bioló gus és kémikus tanulmá nyozta má r az élő anyagot, hogy megtalá lja az „élet alapvető elemét”. Azonban nincs ilyen elem, molekula, szubsztancia. Szent-Gyö rgyi Albert szavaival: „ Az é let ö nmagá ban egyá ltalá n nem lé tezik. Az é letet legalá bb annyira nem tudjuk elkü lö níteni az anyagtó l, mint ahogy a mosolyt az ajkaktó l.” Ugyanazok az elemek alkotjá k az élettelen dolgokat is, mint amik az élő szervezetekben talá lható k. A természetben talá lható mintegy 90 elem kö zül kö rülbelül 20 talá lható az élő szervezetekben. Ezekről, illetve a természetben való előfordulá si helyükről mutatunk egy tá blá zatot. biológiailag fontos molekula vagy ion, amelyben az elem elő fordul vegyjel né v ké plet C széndioxid CO2

biogé n elemek

elem szén

elő fordulá si hely L* V* K* + +

25

hidrogén oxigén

H O

víz H2O + + + oxigéngá z O2 + + víz H2O + + + nitrogén N nitrogéngá z N2 + + + + + + ammó niumNH4 ion + + nitrá tion NO32+ + + kén S szulfá tion SO4 3+ + foszfor P foszfá tion PO4 elő fordubiológiailag fontos lá si hely biogé n elemek molekula vagy ion, amelyben az elem elő fordul elem vegyjel né v ké plet L* V* K* + ká lium K ká liumion K + + kalcium Ca kalciumion Ca2+ + + 2+ magnézium Mg magnéziumMg + + ion 1/a tá blá zat nyomelemek

elem vas mangá n bó r cink réz molibdén kló r

*

L: V: K:

biológiailag fontos elő fordumolekula vagy ion, lá si hely amelyben az elem elő fordul vegyjel né v ké plet L* V* K* Fe vasion Fe2+, Fe3+ + + 2+ Mn mangá nion Mn + + + B bó rion B + + Zn cinkion Zn2+ + + Cu rézion Cu2+ + + 2+ Mo molibdénion Mo + + Cl kloridion Cl+ + 1/b tá blá zat levegőben vízben oldva kőzetben és talajalkotó á svá nyokban

A legjellemzőbbek ezek kö zül a szén (C), hidrogén (H), oxigén (O), nitrogén (N), foszfor (P) és a kén (S). Az élő és élettelen szervezetek kö zö tt ké miailag meghatá rozható külö nbség van, ez a molekulá k ö sszetettsége. A levegőben, vízben, és á svá nyokban a molekulá k viszonylag egyszerűek. A tiszta szá raz levegő pl. néhá ny alapvető gá z molekulá inak (O2, N2, CO2, Ar) egyszerű keveréke. Természetesen má s gá zok is jelen vannak, de ezek a dö ntőek bioló giai szempontbó l.

A molekula egy ké miai egysé g, ké t vagy tö bb atom ö sszekapcsoló dá sa ré vé n jö n lé tre. Ez az anyag ama legkisebb egysé ge, amelynek mé g ugyanolyan tulajdonsá gai vannak, mint magá nak az anyagnak.

26

Ezzel szemben az élő szervezet molekulá inak kémiai szerkezete sokkal bonyolultabb. Olyan ö sszetett molekulá k alkotjá k, mint a proteinek, szénhidrá tok, zsírok, lipidek, cukrok és nukleinsavak, mint pl. a DNS (dezoxiribo-nukleinsav), az á tö rö kítés alapvető molekulá ja. Ezek és egyéb molekulá k, melyek felépítik az élő szervezet szö veteit, legnagyobbrészt szénatomok egymá shoz kapcsoló dó lá ncolatá bó l á llnak, amikhez hidrogénatomok kapcsoló dnak. Bizonyos egyéb elemek, mint az oxigén, nitrogén, foszfor, és kén szintén részt vehetnek a struktúrá ban, de a „kulcs” elem mindig a szén-szén ill. a szén-hidrogén kö tés. Ezeknek a molekulá knak a szerkezete sok esetben bonyolult, némelyik millió nyi atombó l épül fel, és a vá ltozatossá guk végtelen. Ezeket a karbon kö tésen alapuló molekulá kat szerves molekulá knak hívjuk, és az élő anyag jellemzői.

lá n kissé zavaró té ny ez utá n magyará zat utá n, hogy sok űanyag é s szá mtalan ember al gyá rtott termé k szinté n rbon-karbon kö té sen alapul ké miailag szerves anyagnak kinthető, noha az é lethez, az etfolyamatokhoz nincs semmi ze. Ezé rt is kapta egkü lö nbö zteté sü l a „ mű” yag nevet.

Ö sszefoglalva tehá t, élő és élettelen szervezetek ugyanazon atomokbó l épülnek fel. Az alapvető külö nbség az atomok molekulá kba szerveződésében, annak bonyolultsá gá ban van. Ké miai szinten a producensek alapvető életfolyamatai, mint a nö vekedés és a szaporodá s nem jelentenek má st, mint a szén, hidrogén, oxigén és egyéb elemek felvételét a szervetlen kö rnyezetből, és ezek á talakítá sá t komplex szerves molekulá kká , amiknek a segítségével testépítő szö vetek jö nnek létre. A konzumensek nem tesznek má st, mint a tá plá lékkal felvett molekulá k kémiai á trendezését. Csak ebben az esetben a bonyolult szerves molekula alakul egyszerű szervetlenné. A cukorbó l CO2 és víz lesz. Ezt a folyamatot oxidá ciónak hívjuk. Azért a fent említett folyamatokban má s is lejá tszó dik, nemcsak egyszerűen „molekulaá trendezés”. A kémiai reakció kban energiamegkö tés ill. -felszabadítá s is jelen van. Mint tudjuk, az energia munkavégző képességet jelent. Két alapvető formá ja van: − mozgá si energia − helyzeti energia Sok kémiai vegyület (olaj, benzin) égés sorá n felszabadítja a helyzeti energiá já t (hővé, fénnyé) mozgá si energiá ra. Ezekben az anyagokban meglévő helyzeti energiá t ké miai energiá nak nevezzük. A termodinamika tételeit ismerve tudjuk, hogy a helyzeti energiá nak a mozgá si energiá vá való á talakulá sa sorá n egy rész hőenergiá vá alakul, és a hő a hidegebb test feléá ramlik, így az eredeti célt tekintve elvész. Ezért tehá t, ha egy rendszert műkö désben akarunk tartani, akkor folyamatos energiautá npó tlá s szükséges.

2.4.1.2. Energia é s a szerves anyag Hogyan érvényesül az előző fejezetben ismertetett elv a szerves molekulá k, élő szervezetek, ö koszisztémá k esetében?

27

Mint má r tudjuk, minden szerves molekula tö bb, mint szén, hidrogén és egyéb atomok együttese. A szerves molekulá k helyzeti energiá t is „elraktá roztak”. Ez nyilvá nvaló vá vá lik egyszerűen annak a felismerésével, hogy elégethetők. A hő és fény ennek a helyzeti energiá nak a mozgá si, kinetikus energiá vá való á talakulá sá t mutatja. Azonban a szerves molekulá k helyzeti energiá ja nem jö hetne létre a szervetlen atomokbó l, ha a kémiai reakció sorá n nem lenne valamiféle mozgá sienergia-bevitel. Ez az energia a mindig mindenütt rendelkezésre á lló napsugá rzá s. A kémiai reakció , aminek sorá n a szervetlen molekulá kbó l szerves anyag képződik, a fotoszinté zis.

2.4.1.3. Anyag- é s energiacsere az é lő szervezetekben A producens nö vények fotoszintetizá lá ssal á llítjá k elő a szerves anyagot. A reakció egyenlete: 6CO2+6H2O+napfény+zö ld nö vény=C6H12O6+6O2+2850 kJ/mol A reakció bó l lá thatjuk, hogy a nö vény szervetlen anyagbó l szerves molekulá t, glukózt készít, ez tá rolja a helyzeti energiá t kémiai kö tések formá já ban. A reakció hoz szükséges kinetikus energiá t a napfényelnyelő pigmentek, a klorofilmolekulá k biztosítjá k a nö vény szá má ra. A glukó znak két fontos funkció ja van a nö vény életében:

A szervezetben lé trejö vő hasznos munká ra felhaszná lható energiatö bblet az, ami ké miai energia formá já ban (helyzeti energia) megkö tődik és egyé b energiaigé nyes folyamatok sorá n felhaszná lható .

Elő szö r: a nö vekedés alapanyagá ul, nyersanyagá ul szolgá l. A glukó zban megvan az a szénhidrogén, ami minden szerves molekulá nak az alapja, aká r gyö keret, aká r levelet vagy má s szerveket kell létrehozni a nö vénynek. A tö bbi ehhez szükséges elem, mint a nitrogén, foszfor, ká lium, kalcium a nö vekedési folyamatban ehhez az alaphoz kö tődik. Ezeket a "já rulékos" elemeket a nö vény a talajbó l veszi fel. Má sodszor: a glukó z szolgá ltatja a nö vény ö sszes életfunkció já hoz szükséges energiá t. Mint ahogyan a há z építéséhez nemcsak építőanyag kell, hanem munka is, a nö vénynek is ugyanúgy szüksége van energiá ra a nö vekedéshez (testépítéshez). Ahhoz is energia kell, hogy a nö vény felvehesse és szá llítsa a tá panyagot. Ezek az életfunkció k a nap 24 ó rá já ban műkö dnek, az ezekhez szükséges energiá t a nö vény a glukó zban elraktá rozott helyzeti energiá bó l, energiaá talakítá ssal, sejtlé gzé ssel nyeri. A legtö bb nö vény a glukó zt keményítő formá já ban raktá rozza. Mivel a Nap a legelérhetőbb energiaforrá s a Fö ldö n, logikus, hogy minden nö vény ezt haszná lja a fotoszintézis sorá n, és így a legtö bb ö koszisztémá ban a fotoszintetizá ló nö vények a producensek. Van azonban néhá ny nagy helyzeti energiá val rendelkező szervetlen anyag is, a legismertebb pl. a hidrogénszulfid (H2S). Néhá ny baktérium képes lebontani ezt a molekulá t, és az így felszabaduló energiá t haszná lja a szerves anyag előá llítá sá ra (széndioxidbó l és vízből) a fotoszintetizá ló nö vényekhez hasonló an. Ezt a folyamatot kemoszinté zisnek nevezzük. A mély ó ceá ni rétegekben, ahol a H2S elegendő mennyiségben van jelen, viszont a fény nem hatol le olyan mélységig, a kemoszintézisen alapuló ö koszisztémá k léteznek.

28

A konzumens élőlények a tá plá lékként elfogyasztott szerves molekulá k helyzeti energiá já t alakítjá k á t mozgá si energiá vá , amire az életfolyamataikhoz szükségük van. Az á talakítá s folyamatá t itt is sejtlé gzé snek nevezzük. Ez a fotoszintézis fordítottja. A glukó z O2 hatá sá ra felbomlik széndioxidra és vízre, ekö zben felszabadul az elraktá rozott 2850 kJ energia. C6 H12 O6 + 6O2 → 6CO2 + 6 H2O - 2850 kJ/mol Azért nevezzük sejtlégzésnek, mert a test minden egyes sejtjében lejá tszó dik a kö vetkezőképpen: a tá plá lék elfogyasztá sa utá n a gyomor megemészti, „felbontja” a tá plá lékként elfogyasztott keményítőt és má s szénhidrá tot, cukrot. A kis szerves egységeket, molekulá kat a keringési rendszer az egyes sejtekig eljuttatja. Ugyanúgy eljut az oxigéngá z is a keringési rendszer útjá n a tüdőből ill. kopoltyúbó l az egyes sejtekhez. A lejá tszó dott reakció utá n a salakanyag (széndioxid) ugyanezen a rendszeren á t tá vozik. A korhadé kevő k é s lebontó szervezetek

A korhadékevők holt szerves anyaggal tá plá lkoznak. Ezeknek ugyanúgy magas az energiatartalma, és így nagyon hasznosak az olyan élőlények szá má ra, amelyek képesek megemészteni. Tö bbnyire nagy a celluló ztartalmuk ezeknek az anyagoknak, és má s konzumensek nem tudjá k megemészteni. Néhá ny gomba és baktériumfajta képes erre, és a szerves anyag elbomlá sa utá n (sejtlégzés) CO2, H2O és szervetlen nitrogén- és foszforvegyületek lesznek a végtermékek. Olyan gombafajtá k is léteznek, amelyek oxigén jelenléte nélkül is képesek lebontani a szerves molekulá kat, ezá ltal jutnak energiá hoz. Ebben az esetben a hulladék vagy végtermék C2H6O (alkohol) és CH4 (metá n), valamint ecetsav lesz.

2.5. Biogeológiai ciklusok Az élőlények és kö rnyezetük kö zö tt á llandó anyagforgalom van. Az elemek a biogeoló giai folyamatok sorá n két kö rforgalomban vesznek részt: − az ö koszisztémá ban − a bioszférá ban A bioszférá ban az elemek nagy biogeokémiai kö rforgá sa megy végbe, az ö koszisztémá ban pedig az ún. loká lis kö rforgalom. A ciklusok nem mindig szabá lyosak, sokszor hiá nyosak, egyes esetekben stagná lá si pontjaik vannak, ahol az anyag felhalmozó dik. Az ember a biogeokémiai ciklusokban nagyon jelentős tényező. Hatá ssal van az egyes ciklusokra az elemek elvételével (nö vénytermesztés, kaszá lá s, erdőirtá s), visszapó tlá sá val (trá gyá zá s), a hidroló giai ciklus vá ltoztatá sá val (lecsapolá s, ö ntö zés), új vegyületeknek a bioszférá ba való bevitelével. A mezőgazdasá gi és ipari tevékenység a biokémiai elemek normá lis ciklusá t nagymértékben mó dosítja. Alapvetően fontos tehá t a külö nbö ző elemek biogeokémiai ciklusá nak ismerete, hogy előre figyelembe vehessük a külö nbö ző emberi beavatkozá sok kö vetkezményeit.

2.5.1. A szé n körfogá sa Az élőlények egyetlen szénforrá sa az atmoszférá ban lévő vagy a vízben oldott széndioxid. A fotoszintézissel a nö vények á llandó an lekö tnek bizonyos mennyiségű CO2-t a szerves molekulá k és testanyagok előá llítá sakor. A tá plá léklá ncot kö vetve ezek má s élőlények testanyagá nak alapjá ul szolgá lnak. Ld. 5. á bra.

29

Ha a CO2 levegőbeli koncentrá ció ja a normá lis érték (0,03 tf%) alá csö kkenne, A humusz szerves anyag, mely a talajban é s a talaj felszí né n akkor a fotoszintézis lehetetlennévá lna, és ezzel egyidejűleg az élet is felhalmozodó á llati é s nö vé nyi megszűnne a Fö ldö n. Annak ellenére, hogy az élőlények nagy mennyiségű maradvá nyok ö sszessé ge. CO2-t haszná lnak fel, a gá znak az atmoszférá ban talá lható mennyisége természetes kö rülmények kö zö tt á llandó . Ennek tö bbek kö zö tt -az az oka, hogy a szén egy részét az élőlények lélegzésükkel visszajuttatjá k az atmoszférá ba. Ez azonban egymagá ban nem lenne elegendő, hogy pó tolja a fotoszintézissel beá llt hiá nyt, mivel nagy mennyiségű szén marad vissza az elpusztult nö vényi és á llati szervezetekben is. A bennük lévő szénmennyiség a lebontó szervezetek segítségével jut vissza a bioszférá ba. Bizonyos esetekben a szerves hulladék a talaj szintjén felhalmozó dik, a mikroorganizmusok nem mineralizá ljá k, hanem új szerves anyaggá alakítjá k á t. Ez az anyag a humusz.

5. á bra A szé n kö rforgá sa (Environmental Science nyomá n) Néha a kö rforgá s lelassul, vagy teljesen gá tolt. Bizonyos kö rnyezeti feltételek mellett (kis pH érték, O2 hiá ny) a lebontó lá nc nem tud műkö dni és a szerves hulladék tőzegként halmozó dik fel. Ha ezek a feltételek hosszú ideig (geoló giai korok) á llnak fenn, akkor kőszén, kőolaj, fö ldgá z formá já ban gyűlnek ö ssze. Ezek az anyagok mindaddig kimaradnak a szén kö rforgá sá bó l, amíg a természeti erők vagy az ember a Fö ld felszínére nem juttatja, és fűtőanyagként haszná lva CO2 formá já ban ismét vissza nem kerül az atmoszférá ba.

30

Tengerekben a szén karboná t és hidrogénkarboná t formá já ban halmozó dik fel és nagy víz alatti sziklá kat alkot. Ez csak akkor jut vissza kö rforgá sba, ha szá razra kerül, savas esővíz hatá sá ra kimosó dik, és CO2 formá já ban visszajut az atmoszférá ba.

2.5.2. A nitrogé n körforgá sa

6. á bra A nitrogé n kö rforgá sa (Moser Mikló s-Pá lmai Gyö rgy: A kö rnyezetvé delem alapjai nyomá n) A nitrogén ciklus kissébonyolultabb, mint a szén kö rforgá sa volt, mivel a nitrogén gá z és á svá ny formá já ban is részt vesz a kö rforgá sban (ez a szénre csak kismértékben jellemző). A nitrogén nélkülö zhetetlen az élő szervezet szá má ra, mivel a fehérjék, nukleinsavak és egyéb, élő szervezetekben előforduló vegyületek alkotó része. Az ember és az á llatok végső soron a nö vények á ltal szerves anyagokba beépített nitrogént haszná ljá k fel nö vényi tá plá lék alakjá ban vagy nö vényevő á llatok húsá nak fogyasztá sá val. A Fö ldö n a legfontosabb nitrogénforrá s a levegő, melynek kb. 78%-a nitrogéngá z. A nö vények sajnos nem tudjá k kö zvetlenül az atmoszférá bó l gá z formá já ban felvenni a nitrogént. Á svá nyi anyag formá já ban kell hogy legyen, példá ul ammó nium (NH4+) vagy nitrá t (NO3-). Szerencsére néhá ny baktérium és bizonyos kék-zö ld algá k á t tudjá k alakítani (reduká ljá k) a nitrogéngá zt ammó niá vá . Ezek kö zül a legfontosabbak a Rhizó bium fajok, amelyek a hüvelyesek gyö kérgumó iban élnek. (A levegő nitrogénjének megkö tésével á llítjá k elő a nitrogénműtrá gyá t is.) A keletkezett ammó nia egy részét a nitrifiká ló bakté riumok nitritté(NO2-) vagy nitrá ttá (NO3 ) oxidá ljá k. A nitrá tok még a gyö kérben á talakulnak szerves nitrogénvegyületté, aminosavvá , fehérjévé. Az elfogyasztott tá plá lékbó l a fehérjék előbb má s fehérjékkéalakulnak 31

á t, majd elhaszná ló dva elbomlanak, és egyszerűbb nitrogéntartalmú vegyületek formá já ban mint salakanyag kiürülnek a szervezetből. Ez a talajba kerül, valamint itt keletkeznek az elhalt nö vények rothadá sá val a nitrogénvegyületekből az ammó niumsó k is (ammonifiká ció ). Ezt a nö vények má r újra hasznosítani tudjá k, így a kö rforgá s biztosított. A talajban keletkezett ammó nia egy részét a denitrifiká ló baktériumok gá z alakú nitrogénné reduká ljá k, amely a levegőbe tá vozik komoly „veszteséget” okozva a talajnak. Elektromos kisülések hatá sá ra a levegőben kis mennyiségű ammó nia, salétromsav, salétromossav keletkezik, így a légkö ri csapadékkal valamennyi kö tö tt nitrogén visszakerül a talajba. A learatott terméssel a talaj nitrogéntartalma csö kken. Ezt nem tudjá k pó tolni a légkö ri csapadékkal bejutó szervetlen nitrogénvegyületek. (A pillangó svirá gú nö vények nem okoznak a talajban nitrogénveszteséget a fent említett tulajdonsá gok miatt.) A mélytengeri üledékekben felhalmozó dott szerves anyag nitrogén- tartalma hosszú időre kikerül a kö rforgá sbó l. A nitrogén kö rforgá sban az ember tevékenysége is egyre jelentősebb. Tényezői: − ipari mértékben végzi a levegő nitrogénjének megkö tését − technoló giai nitrogéngá z kibocsá tá sa a levegőbe Ezeknek kö vetkeztében nő a talajvíz és felszíni vizek nitrá t- és nitrittartalma, ami az emberre ká ros hatá ssal van.

2.5.3. A foszfor körforgá sa A foszfor a gének alkotó eleme és nélkülö zhetetlen az élő sejtek kö zö tti energiaszá llító molekulá khoz. Sok kőzet és á svá ny tartalmaz szervetlen foszfá tiont (PO43-). A foszfá t jó l oldó dik a vízben, de nem jut ki a levegőbe. A nö vények tehá t a talajbó l és vízből tudjá k felvenni oldott á llapotban a foszfá tiont és beépítik szerves molekulá ikba. A nö vényi és á llati szervezetek pusztulá sá val illetve a sejtlégzés sorá n is visszakerül a foszfor a szervetlen vilá gba, ahonnan ismét új kö rforgá sba kapcsoló dik. (Ld. 7. á bra.)

32

7. á bra A foszfor kö rforgá sa (Environmental Scince nyomá n) Miutá n a foszfá tnak nincs gá z fá zisa, nehezen pó tolható a kö rforgá sban. Bejut a vízfolyá sokba, ahol tá plá lékdúsulá st eredményezve felboríthatja az ö koszisztéma egyensúlyá t (ld. később eutrofizá ció) Tehá t a foszfor csak akkor kerül vissza egy ö koszisztémá n belül a kö rforgá sba, ha a hulladék anyagokat ott haszná ljuk fel, ahonnan eredetileg is szá rmaznak. A természetes ö koszisztémá kban ez így is tö rténik. A humá n ö koszisztémá kban pl. a gabonafélék termesztése sorá n ez persze nem teljesülhet, hiszen aratá s utá n má s területre, a felhaszná ló khoz visszük a megtermelt tá panyagot.

2.5.4. Biogé n elemek körforgá sa Biogén elemeknek nevezzük az élő szervezetek szá má ra nélkülö zhetetlen makro- és mikroelemeket. A zö ld nö vények a testük felépítéséhez szükséges anyagokat 95 %-ban szén-dioxidbó l és vízből, a fennmaradó kisebb részt pedig a talajban oldott sók ionjaiból veszik fel. A nö vény só ö sszetétele eltér a talaj só ö sszetételétől, tehá t a nö vény „vá logat” a rendelkezésre á lló tá panyagokban. Mint az előző fejezetekben arró l má r szó volt, az élő szervezetekben mintegy 20 olyan elem van, ami nélkülö zhetetlen. A 0,1%-ná l nagyobb mennyiségben előforduló kat makroelemeknek, az ennél kisebb mennyiségben jelenlévőket mikroelemeknek nevezzük. Pl.: makroelemek: (C, H, O, N, P, S, K, Ca, Mg, Na) mikroelemek: (Mn, Zn, Cu, Mo, Co) stb.

33

Ezen kívül még szá mos olyan szervetlen elem van, amelyik a nö vényi testbe jutva az életfolyamatot serkenti, de hiá nya nem okoz fejlődési zavart. A biogén elemek kö rforgá sa a foszforéhoz hasonló , tehá t hosszabb-rö videbb időre kikerülhetnek a kö rforgá sbó l. Az emberi tevékenység hatá sá ra az ö koszisztémá k kö rforgalmá ba a természeteshez képest nagy mennyiségben kerülhetnek olyan elemek, vegyületek, amelyek az élő szervezetekben felhalmozó dhatnak, és sokszor végzetes hatá súak lehetnek (DDT, nehézfémek).

2.6. Az energia ú tja

Nehé zfé meknek nevezzü k a 4,6 g/cm3 feletti sűrűsé gű fé meket, amelyek a litoszfé ra termé szetes alkotó kö vei. A nehé zfé mek kö zö tt lé tfontossá gú nyomelemek is vannak (ld. 4. fejezet), mennyisé gü ktől fü ggően azonban mé rgezé st is kivá lthatnak. Ebből a szempontbó l a legveszé lyesebb nehé zfé mek a higany (Hg), az ó lom (Pb) é s a kadmium (Cd).

Az ö koszisztémá n belüli energiaá ramlá s (mint az ismert vilá gegyetemben mindenütt) a termodinamika tö rvényei szerint megy végbe. Az ö kosziszté má k alapvető en energia-á talakító rendszerek. Az anyag kö rforgá sa, ahogy a 2.5. fejezetben lá ttuk, tipikusan zá rt kö rforgá s. Egyazon atomok szá mtalanszor vesznek részt a kö rforgá sok vá ltozá saiban. Ehhez a kö rforgá shoz nincs szükség újabb anyagra, mert a ciklus folyamá n ugyanaz az anyag marad meg, csak az alakjá t vá ltoztatja. Ez a kö rforgá s lényege, amelynek fenntartá sá hoz energia szükséges. A Nap sugá rzó energiá ja a fotoszintézis sorá n á talakul kémiai energiá vá ami „elraktá rozó dik”. Amikor a nö vényi részeket a baktériumok elbontjá k, vagy amikor az á llatok nö vénnyel tá plá lkoznak, ezek a szerves vegyületek oxidá ló dnak, kö zben ugyanannyi energia szabadul fel, mint amennyire a szintézishez szükség volt. Az energia hőenergiá vá alakuló része eloszlik, újbó li kihaszná lá sa lehetetlen. A tá rolt energia mennyisége tová bb csö kken, amikor a nö vényevő á llatok á ldozatul esnek a húsevőknek. A nö vényekből nyert szerves anyagok tová bb oxidá ló dnak, míg végül a fotoszintézissel abszorbeá lt ö sszes energia a külö nbö ző trofikus szinteken hőenergiá vá alakul és tá vozik a kozmikus térbe. Az ö koszisztémá n belül tehá t az anyag- és az energia-kö rforgá s külö nbö zik egymá stó l. Az ö koszisztéma műkö désének alapvető feltétele, kulcspontja az energia-utá npó tlá s. Tehá t az ö koszisztémá kat a szolá ris energia tartja fenn, ami − bőséges − nem szennyező − viszonylag á llandó − kifogyhatatlan (legalá bbis emberi léptékkel mérve). Nézzük végig ennek a fontos kijelentésnek minden á llítá sá t: − bő sé ges: a nö vények kb. 0,5%-á t hasznosítjá k a Fö ldre jutó napsugá rzá snak. Mivel a Fö ldö n a legtö bb energiaá talakítá s hőenergia nyerés útjá n tö rténik, ha az emberiség a Nap energiá já t tudná hasznosítani ipari célokra, sokkal kevésbé vá ltoztatná meg a bioszféra dinamiká já t. − nem szennyező : a napenergiá t eredményező nukleá ris folyamatok a Napban mennek végbe ami Fö ldünktől 150 millió km tá volsá gra van. A napenergia tiszta energia, nincs szennyező mellékterméke, mint a fosszilis energiahordozó knak vagy a fö ldi atomenergiá nak. − á llandó: a napenergia mindig, minden mennyiségben és ingyen elérhető. Nem lehet politikai embargó tá rgya. Bá r diffúz forrá s és így koncentrá lni kell, de ez a há trá nya előbbutó bb legyőzhető.

34

− kifogyhatatlan: a csillagá szok azt á llítjá k, hogy még évmilliá rdokig „élni” fog a Nap. Ennek a mi időintervallumunkban nincs is jelentősége. Ha megfontoljuk azt, hogy az ember az első kezdeti jeleket szá mítva csak mintegy 500 ezer éve él a Fö ldö n, még kb. 99,9%-nyi időnk há travan. A 2.3.2. fejezetben má r szó volt a biomassza trofikus szintenként csö kkenő mennyiségéről. Az energiaá ramlá s tá rgyalá sá val ez is kö nnyen megérthető. Akkor, amikor a fogyasztó szervezetek a tá plá lé kuk egy ré szé t energianyeré sre fordítjá k, a teljes biomassza azzal a ré sszel kevesebb lesz. Két fontos tényező já tszik még ebben a kérdésben szerepet. Elő szö r: minden populá ció t egy adott biomasszá nak tekinthetünk (az ö sszes élő szervezet együttes tö mege), amihez évente adó dik a nö vekedés és szaporulat, valamint levonó dik az elhullá ssal tá vozó biomassza. A stabil ö koszisztémá ban a biomassza tö mege á llandó . Ez úgy lehetséges, hogy a nö vényevők nem esznek tö bbet, mint a termelő szervezetek éves terméke. Ha tö bbet ennének (túllegeltetés), kimerítenék a termelők készletét. Má sodszor: A tá plá lék egy jelentős része nem emésztődik meg, csak á thalad az emésztőrendszeren és hulladék lesz belőle. Ha ezt a két tényezőt egybevetjük az első á lltá ssal, ami szerint az elfogyasztott tá plá lék nagyobbik része lebontó dik, hogy energiá t kapjon az élőlény, mindjá rt érthető, hogy miért van sokkal kevesebb nö vényevő, mint nö vény. Nem tartható fenn nagy mennyisé gű biomassza a tá plá lé klá nc vé gé n.

2.7. Az emberi tevé kenysé g hatása az ö kosziszté mára Amint azt a 2.2.3. fejezetben írtuk, forduló pontot jelentett az ember szá má ra az, amikor felfedezte a fö ldművelést. Mind a mai napig nagyon sikeresek voltunk a tá plá léklá nc építésében és kiterjesztésében, aminek eredményeként az emberi populá ció rö vid idő alatt virá gzá snak indult. Ekö zben nem vettünk tudomá st az egyéb olyan elvekről, amik képesek hosszú tá von egyensúlyban tartani egy természetes ö koszisztémá t. Az, hogy ma a kö rnyezetvé delmi problé má k szé les ská lá já val né zü nk szembe, ennek a „figyelmetlensé gü nknek” a kö vetkezmé nye. Vegyük csak sorra ezeket! Első elv A termé szetes ö kosziszté má k hasznot húznak a rendelkezé sre á lló forrá sokból é s mé ga hulladé kból is, mivel minden elem kö rforgá sban van az ö kosziszté má ban. Noha az anyagmegmaradá s tö rvényét má r tö bb mint 200 éve ismerjük, még mindig úgy viselkedünk (úgy műkö dtetjük a sajá t ö koszisztémá nkat), mintha az elemek folyamatosan keletkeznének az egyik helyen, és eltűnnének szemünk elől (de még a tudatunkbó l is!) a má sik ponton.

35

Ha nincs megoldva a termelésbe való visszaforgatá s (recycling) akkor egyrészt kimerülnek a nyersanyagforrá saink, má srészt a végponton megjelenik a szennyezés (az anyagfeldúsulá s). Má sodik elv A termé szetes ö kosziszté má k folyamatainak fenntartá sa a Nap energiá já nak segítsé gé vel tö rté nik, amiről má r tudjuk, hogy tiszta energia, elegendő mennyiségben, elegendő ideig, á llandó an rendelkezésünkre á ll. Az ipari forradalomig az emberek a sajá t munká jukat á llati erővel, a szél és a víz erejével vá ltottá k ki. Ezek mind a napenergia indirekt forrá sai. Csak az utolsó 250 évben haszná ljuk a kőolajat, fosszilis energiahordozó kat. E rö vid idő alatt kö zel jutottunk a kimerülésük hatá rá hoz. Tová bbá azzal, hogy ezeket az anyagokat elégetjük, nagyon sok kö rnyezeti szennyezés forrá sá t teremtjük meg. A nukleá ris energiá n alapuló erőművek, amiket az utó bbi 50 évben fejlesztettünk ki, szintén nem oldjá k meg ezt a gondot. Az sajnos nyilvá nvaló , hogy a nem szolá ris energiá k nem megújítható energiaforrá sokból nyerhetők. Harmadik elv: Nagy tö megű biomassza nem tartható el a tá plá lé klá nc vé gé n. Az emberi populá ció nagyon gyorsan nőtt az utó bbi 100 évben és ez folytató dik majdnem 90 millió fővel évente. Az emberek nagy szá zaléka, főleg a fejlett orszá gokban, nagyobbrészt húsevő, és a tá plá léklá nc végén á ll. Mivel kb. 10 ill. 20-szoros elfogyasztott gabonamennyiség tud „kitermelni” 1 kg húst, így elég nagy tö bbletterhelést ró a mezőgazdasá gra. Ld. 8. á bra. Ebből magá tó l értetődően adó dik a új kö vetkeztetés. Fenntartható fejlő dé s csak a megújuló forrá sok haszná latá val, a hulladék anyagok visszaforgatá sá val ill. újrahasznosítá sá val, egy teljes anyag- és energia-kö rforgalomban képzelhető el. Minél tá volabb kerülünk ezektől az elvektől a minden tá rsadalom á ltal vá gyott fejlő dé s érdekében, anná l kevésbélesz a műkö désünk fenntartható. A kö vetkező fejezetekben az emberi tevékenységek kö vetkeztében a legá ltalá nosabban jelentkező, és az alapvető ö koszisztémá kat érintő zavarokró l lesz szó .

8. á bra Fehé rjetermelé s (Environmental Scince nyomá n)

36

37

3. A tú lné pesedé s Egy természetes ö koszisztéma akkor stabil, ha a populá ció ja kö zel á llandó . Populá ció: egy faj meghatá rozott térben együttélő, tényleges szaporodá si kö zö sséget képező egyedei. A 9. á brá n a tipikus populá ció -életfá kat lá tjuk, amelyek az adott populá ció koreloszlá sá t mutatjá k meg. A piramis alak nö vekvő népességet, a harang alak stagná ló népességet, míg az urna alak csö kkenő népességű populá ció t jelent.

9. á bra Populá ció-é letfá k (Ká rá sz Imre: Ö koló giai é s kö rnyeezetvé delmi alapismeretek nyomá n) A dinamikus egyensúlyt az ö koszisztémá ban az élőlények életképessége (szaporodá si rá ta, túlélési képesség) és a vele szemben műkö dő kö rnyezeti ellená llá s (limitá ló faktorok, mint tá panyaghiá ny, ragadozó k, betegség) hozza létre. Ha ez az egyensúly megbomlik, az az ö koszisztéma vá ltozá sá hoz vezet. Ha ez a vá ltozá s természetes, akkor lépésről lépésre megy végbe rendkívül lassan, és ekkor beszélünk szukcesszióról. Az ember kö zreműkö désével rö vid tá vú vá ltozá sok mennek végbe, amik az eredeti ö kosziszté ma ö sszeomlá sá hoz vezetnek. Mi a helyzet az emberi ö koszisztémá ban? A gyűjtö gető, vadá szó őseink idején a szabá lyozá s ugyanúgy műkö dö tt, mint az á llati ö koszisztémá kban. A mezőgazdasá g bevezetésével a kö rnyezeti ellená llá st lecsö kkentettük, mikö zben a népesség nö vekedni kezdett, de még já rvá nyok tizedelték, valamint nagy volt a csecsemőhalandó sá g. Az 1800-as években a védőoltá sok bevezetésével ellenőrzésünk alá vontuk a legtö bb fertőző betegséget, így a népesség rohamos nö vekedésnek indult és ez még ma is tart.

38

É rdekes elgondolkodni azon, hogy addig az időpontig, amikor Julius Caesar á tkelt a Rubicon folyó n, hogy megvá ltoztathassa a sajá t é s a vilá g sorsá t, a vilá gon kb. 250 millió ember é lt. Majd az Amerika felfedezé sé ig eltelt kb. 1500 é vben ez a szá m megké tszereződö tt. Szá zadunk kö zepé re, a II. Vilá ghá ború vé gé re a Fö ld lakossá ga meghaladta a 2 milliá rdot. Vagyis az ember fö ldi megjelené sé től 1945-ig tö bb, mint 10 000 emberö ltő kellett ahhoz, hogy a vilá g né pessé ge elé rje a 2 milliá rdot. A becslé sek szerint 2050-re 8-9 milliá rdra nö vekszik a Fö ld lakossá ga. Tehá t egyetlen emberö ltő alatt fog megné gyszereződni! Ha a Fö ld né pessé gnö vekedé sé t ö sszehasonlí tjuk a bakté riumoknak tá panyaggal teli Petri-csé szé ben - vagyis korlá tozott mé retű é letté rben való nö vekedé sé vel, rá dö bbenü nk, hogy a gyors szaporodá snak kö szö nhető nö vekedé s nem tartható fenn huzamosabb ideig. A szü ksé ges nyersanyag- é s energiaforrá sok felhaszná lá sa utá n a kö zö ssé g a sajá t hulladé ká ba "fulladva" előbb stagná l, majd ö sszeomlik. A kü lö nbsé g az, hogy a bakté riumkultúra nem tudja magá t kontrollá lni, é s nem lehet felelős a sajá t pusztulá sá é rt.

− − − − − −

10. á bra A Fö ld né pessé gé nek alakulá sa ((Environmental Scince nyomá n)

3.1. A tú lné pesedé s veszé lyei Az alapelveket tekintve az emberi populá ció is ugyanolyan tö rvényszerűségek szerint vá ltozott, mint minden má s: a kedvező tényezők népességrobbaná sá hoz vezettek. Ami azonban a természetes ö koszisztémá któ l eltér, az az, hogy a kö rnyezeti rezisztencia lecsö kkenését sajá t magunk manipulá ltuk! Azzal, hogy az egyensúlyt biztosító tényezőt megvá ltoztattuk, elértük, hogy má s természeti egyensúlyt is megbontsunk. Ezek kö zül az egyik a biodiverzitá s veszélyeztetése az emberi gazdá lkodá s révén (erdőgazdá lkodá s, mezőgazdasá g, halá szat, stb.). A biodiverzitá s az élővilá g hierarchikus szintjeinek a sokfélesége, és mint ilyen, nagyon fontos tényező az ö koszisztéma egyensúlyá nak fenntartá sá ban. A természetvédelemről szó ló fejezetben lesz ró la bővebben szó .

Vegyük sorra azokat az emberi tevékenységeket, amelyek a bioszféra diverzitá sá t veszélyeztetik, és má r sok faj eltűnéséhez vezettek: − a természetes ö koszisztémá k nagyléptékű lerombolá sa az emberi fejlődés érdekében (erdőirtá s mezőgazdasá gi művelés céljá ra, vagy településfejlesztési célokra) − vízszabá lyozá sok, duzzasztá sok (egyes területek kiszá rítá sa má sok elá rasztá sa vízzel) szennyezőanyagok kibocsá tá sa levegőbe, vízbe, talajba szá ndékos és nem szá ndékolt új egyedek bevezetése má s ö koszisztémá kba túllegeltetés há ziá llatok révén, erdőirtá s tüzelőanyag megszerzéséért ragadozó k szá ndékos irtá sa vegyszeres védekezés ká rtevők ellen (á ttekinthetetlen mellékhatá sokkal) túlzott mértékű vadá szat, fakitermelés, halá szat, nö vénybegyűjtés sport ill. profit céljá bó l.

39

Tehá t mindezek a tevékenységek a populá ció k csö kkenését ill. egyes fajok eltűnését okozzá k a természetes ö koszisztémá kban, így a biodiverzitá st csö kkentik. Maga az emberi ö koszisztéma rendkívüli mó don egysíkú. Tá plá lékunk tö bb, mint 80 %-a pá r alapvető nö vényre épül: gabona, rizs, szó jabab, cukorná d ill. cukorrépa stb. Mindezeket monokultúrá kban termesztjü k. Ez ugyanis előnyö s a vetés, megművelés, betakarítá s és terméshozam szempontjá bó l. De emlékeznünk kell arra az elvre, hogy a fajok diverzitá sa az ö kosziszté ma stabilitá sá nak az alapja.

A vilá g mezőgazdasá ga egy nagyon is instabil rendszer. A gabonafajtá kat á llandó an fel kell „ frissí teni”, keresztezni kell vadon é lő fajokkal, hogy az é letké pessé gü ket fenn lehessen tartani. Ugyanilyen cé lbó l millió tonná nyi vegyszert haszná lnak el a ká rtevők ellen.

Az emberi ö koszisztéma a Fö ld ö koszisztémá inak sorá ban nagyon fiatal. Ha az eonok helyett (1 eon = 1 milliá rd év), amikkel a Fö ld geoló giai tö rténéseit szoktuk mérni, most egy évbe pró bá ljuk ö sszesűríteni az eseményeket az élet megjelenésétől az ember megjelenésén á t korunkig, azt mondhatjuk, hogy januá r 1-jén jelentek meg a szerves molekulá k és kb. december 31-én d.u. 4 ó rakor jelent meg az ember a Fö ldö n. A mezőgazdasá got éjfél előtt 2 perccel fedeztük fel, és az ipari forradalom 2 má sodperccel ezelőtt tö rtént. Visszatekintve vajon a halak, szá razfö ldi á llatok, madarak, emlősö k megjelenése utá n elértük-e az emberrel az evolúció végét? Biztosan nem. Éppen ellenkezőleg, ez a visszatekintés meggyőzhet minket arró l, hogy újabb és újabb fajok megjelenése és má sok eltűnése a természet rendje szerint való és folyamatos. Az egyetlen té nyező , ami meghatá rozza egy faj hosszú é leté t a Fö ldö n, az a stabil egyensúly fenntartá sa má s é lő lé nyekkel egy ö kosziszté má n belü l, ami - mint má r tudjuk - haté kony tá panyag- é s energia-kö rforgá st kell, hogy jelentsen.

3.2. A tú lné pesedé s é s egyé b té nyezők ö sszefü ggé sei Az emberiség kö rnyezetére gyakorolt hatá sa azonban nem csak a népesség lé tszá má n múlik. Nagyon fontos tényező az é letstílus is. Az anyagi javak halmozá sa, az energia túlzott mértékű felhaszná lá sa vezet a „throw-away society”-hoz a „haszná ld és dobd el” tá rsadalomhoz, és így a rengeteg hulladékhoz és kö rnyezetszennyezéshez. A harmadik fontos tényező az ö kológiai szemlé letmód. A há rom ö sszetevő együ ttes hatá sá n van a hangsúly. Hiá ba a természetkö zeli életvitel, ha nem tá rsul ö koló giai szemlélettel, sokkal kedvezőtlenebb hatá ssal van a természetre, mint a modern vá rosi civilizá ció k, hiszen a vá rosi élet bizony gyakran energia- és erőforrá s-takarékosabb, mint a kertvá rosi csalá di há zas életmó d. A há rom tényező kö lcsö nhatá sá ra érvényes ö sszefüggés:

népesség x életstílus kö rnyezetre gyakorolt hatá s = ö koló giai szemléletmó d

Nincs értelme arró l vitá zni, hogy há ny embert tud eltartani a Fö ld, ha egyúttal nem vesszük figyelembe az emberek életstílusá t és kö rnyezethez való viszonyá t. Mindezekkel szá molva végül is két alapvető népességgel ö sszefüggő probléma marad: − a fejlett orszá goké, ahol nem a létszá mbó l, hanem az é letstílusból adó dó an nő a kö rnyezetszennyezés − a fejlődő orszá goké, ahol a vilá g né pessé gé nek a tö bbsége él, és a túlélése érdekében vá lik kö rnyezetszennyezővé.

40

Sokan gondolkodnak úgy, hogy ne foglalkozzunk a harmadik vilá g bajá val, ha tö nkreteszik a kö rnyezetüket az az ő bajuk, nekünk megvan a magunké, elég azt megoldani. Ez sajnos olyan szemléletmó d, mintha egy süllyedő hajó kiemelkedő orrá n á llva figyelmeztetnénk a má sik csoportot: Vigyá zzatok! Azon a végén süllyed a hajó !

3.2.1. A né pessé grobbaná s következmé nyei Az életszínvonal foká t az egy főre jutó ö ssz nemzeti termékkel (GNP - Gross National Product) szoktá k jellemezni. Ismert, hogy a népességrobbaná s éppen a legszegényebb orszá gokban figyelhető meg, ezért míg a fejlett orszá gok gazdasá gi nö vekedése az életszínvonal emelkedését eredményezi, a fejlődő orszá gokban még gazdasá gi nö vekedés esetén is lehet csö kkenő az életszínvonal, ha a nö vekményt egyre tö bb főre kell szétosztani. A 2024-re vá rható népességi életfá t mutatja a 11. á bra.

11. á bra Né pessé gi korfá k (Environmental Scince nyomá n)

41

Az 1960-as, ’70-es években az iparilag fejlett orszá gok hitelekkel segítették a fejlődő orszá gok gazdasá gá t, amivel jelentős fejlődést értek el. Má ra a visszafizetés fá zisá ba jutottak ezek az orszá gok, a bevételük tö bb mint felét az adó ssá g visszafizetésére fordítjá k, és így nem marad elegendő pénzük a sajá t gazdasá guk finanszírozá sá ra, amire megint kö lcsö nö ket vesznek fel. Mostanra az a visszá s helyzet alakult ki, hogy a harmadik vilá g orszá gai évente tö bbet fizetnek a fejlett orszá goknak adó ssá gtö rlesztési kamat címén, mint amennyi segítséget, kö lcsö nt azoktó l kapnak.

A fejlődő orszá gokban né pessé g-eltolódás kö vetkezett be a fiatal generá ció javá ra. Ré gen, az 1800-as é vekig, amí g nagyon magas volt a csecsemőhalandó sá g, a magas szü leté si rá ta ellené re is stabil volt a né pessé g. Ez a „ primití v stabilitá s” az I. fá zis az á brá n. A II. é s III. fá zis a magas szü leté si ará ny é s csö kkenő halá lozá si mutató mellett kialakuló né pessé gnö vekedé st pé ldá zza, mí g eljutunk a IV. fá zisba a „ modern stabilitá sig”, ami alacsony halá lozá si rá tá hoz alacsony szü leté si ará nyt rendel. A fejlett orszá gok a IV. fá zis felé tartanak, mí g a fejlődő orszá gok a II. fá zis vé gé n já rnak.

12. á bra Demográ fiai á tmenet (Environmental Scince nyomá n) Az é hezé srő l szó ló híradá sok mindig szomorú tartozékai a népességnö vekedés kérdésének. Tudnunk kell azonban, hogy nem az élelem hiá nya, hanem a pénz hiá nya - amin élelmet lehetne venni - az oka sokak szenvedésének. A szegény orszá gok termőterületének nagy részét, pl. Brazíliá ban 60 %-á t a lakossá g 2 %-a birtokolja. Azon jó l fizető nö vényt termeszt, amit eladhat (pl. ká vé, dohá ny), nem pedig az orszá g élelmezéséhez alapvető gaboná kat. A gazdag orszá gok é lelmezé si segé lyei a Wartman-Cummings szerzőpá ros szerint tö bbet á rtottak a mezőgazdasá gi fejlődés életképességének a fejlődő orszá gokban, mint bá rmelyik má s tényező. Ennek az az egyszerű magyará zata, hogy az emberek annyit fizetnek az élelemért, amennyit muszá j, tehá t ha ingyen, vagy olcsó bban hozzá juthatnak a külfö ldi élelemhez, mint a sajá t orszá gukban megtermelhetőhö z, akkor nem lesz senki érdekelt abban, hogy a hazai mezőgazdasá got fejlessze. A hazai farmerek nem tudnak versenyképesek maradni a külfö ldi termékekkel szemben, és elszegényednek. Nem jelent egyértelmű segítséget a sok nagy kö zponti beruhá zá s sem (tö bbnyire külfö ldi hitellel) mint pl. víztá rozó k, modern kőhá zak, autó pá lyá k, modern szö vőgyá rak. Ezek rá nézésre azt sugalljá k, hogy az orszá g helyzete sokkal jobb lett, de ez csak kevés embert érint. Egy modern textilgyá r pl. jó l fizető munká t ad egypá r embernek, mikö zben tö nkretesz sok ezer kézi szö vőt. Ugyanígy egy modern autó pá lya egy szegény orszá gban azoknak előny, akiknek autó juk van, „aki szegény, az a legszegényebb”. Mivel a fejlődő orszá gokban az élelemtermelő mezőgazdasá gra nagyon fontos szerep jut, külö nö sen veszélyes az olyan külfö ldi beruhá zá s, amelyik nem fenntartható mezőgazdasá got tá mogat. Pl. Afriká ban mélyfúrá sú kutakkal tették lehetővéa legelők ö ntö zését, hogy tö bb á llatot tarthassanak, aminek kö vetkeztében tö nkrementek a legelők túllegeltetés miatt. Tö bbnyire ezekre a nagy kö zponti beruhá zá sokra fordítottá k a hiteleket, és mire vissza kellene fizetni, a vá llalkozá s csődbe jutott.

42

Visszatérve a stabil ö koszisztémá k kérdéséhez, az emberi ö koszisztéma populá ció ja is elérheti a stabilitá sá t a nö vekvő halá lozá si ará ny útjá n (és sajnos sok jel mutat erre a tendenciá ra, pl. újonnan fellépő súlyos já rvá nyok, éhínség, há borúk). De sokkal emberibb lenne ezt megelőzni. A népességcsö kkenés má sik mó dja a szü leté si ará ny csö kkené se, ami csalá dtervezé si, egé szsé gü gyi é s oktatá si ké rdé s. A tapasztalatok azt mutatjá k, hogy ez lenne a leghatékonyabb és legolcsó bb népességszabá lyozá s. Ha az anyá k lá tjá k, hogy gyermekeiket meg tudjá k védeni a betegségektől, akkor kevesebb gyereket akarnak, így a meglévőket jobb életkö rülmények kö zö tt biztonsá gosabban nevelhetik fel. Ezt azonban csakis á tgondolt politikai dö ntések és gazdasá gi intézkedések útjá n lehet elérni.

43

4.

A talaj. A talajvé delem

talaj

ökosziszté má ja.

Talajszennyezé s,

4.1. A litoszfé ra kialakulása, ö sszeté tele Eddigi ismereteink szerint 17 milliá rd évvel ezelőtt egy szuper méretű robbaná s (ősrobbaná s) sorá n keletkezett a vilá gegyetem. Á m csupá n 4,5 milliá rd éve annak, hogy egy korong alakú napkö dből a mi bolygó rendszerünkkel együtt kialakult a Nap. Az egyes bolygó k a Napot kö vető por- és gá zrészecskék egyesüléséből jö ttek létre. A fö ldké reg és a fö ldkö peny felső részének mintegy 100 km vastag rétegét nevezzük litoszfé rá nak (kőzetburok). A 6370 km sugarú Fö ld vá zlatos szerkezetét mutatja a 13. á bra. (Papp Sá ndor - Rolf Kü mmel Kö rnyezeti ké mia nyomá n) 13. á bra A fö ldkéreg vastagsá ga a kontinensek alatt á tlag 30 km, az ó ceá nok A fö ldké reg szerkezete alatt kb. 7 km. A viszonylag merev litoszféra a képlékeny asztenoszférá n úszik. A Fö ld szerkezetét a nagy mélysége miatt csak kö zvetett mó dszerrel, a szeizmikus hullá mok segítségével (fö ldrengés, robbaná s keltette hullá mok) lehet vizsgá lni. A vizsgá latok sorá n jö ttek rá , hogy bá r a keresztirá nyú hullá mok á thaladnak rajta, tehá t nem folyékony réteg, az asztenoszféra mégis külö nbö zik a kö peny má s részeitől, noha kémiai ö sszetétele is ugyanolyan. Nagyon kö zel á ll annak a kőzetanyagnak az olvadá spontjá hoz, amelyből a kö peny á ll. Bá r lényegében szilá rd, az adott zó ná ban mégis folyni is képes, lehetőséget adva ezzel a kontinensvá ndorlá sra. A vilá g térképére tekintve mindenkinek feltűnik, mennyire hasonlít egymá shoz az Atlanti-ó ceá n két partjá nak kö rvonala. Ld. 15. á bra (1858. Antonio Snider térképe). 14. á bra A kontinensek Valamikor az ö sszes mai kontinens egyetlen szuperkontinensben, a Pangeá ban egyesült, (ld. 15. á bra) amelyet az egyetemes tenger a keletkezé se Panthalassza vett kö rül. A Pangea 200 millió évvel ezelőtt A fö ldtudomá nyok szakembereinek túlnyomó széttö redezett, és lassan kialakultak a mai kontinensek. Alfred tö bbsé ge az 1960-as é vekig Wegener, akitől az elnevezés szá rmazik (1912), nem a felfedezője volt nem volt hajlandó elfogadni a a kontinensvá ndorlá snak, de ő tudta előszö r meggyőzően bizonyítani kontinensvá ndorlá s gondolatá t. fö ldtani, geofizikai, paleontoló giai, bioló giai adatokkal. Érvelését Ú gy gondoltá k, hogy a Fö ld mégsem fogadtá k el a szakemberek, mert Wegener nem volt geoló gus. ké rge ví zszintes irá nyban Azt a bizonyítékot, amely minden kétséget kizá ró an igazolta, hogy a mozdulatlan é s a kontinensek kontinensek vá ltoztatjá k helyüket, a paleomá gnesesség szolgá ltatta. abban a helyzetben rö gzü ltek amelyben a Fö ld őstö rté neté ben kialakultak.

− A Fö ld á tlagos sűrűsége 5,5 g/cm3.

44

aleomá gnesessé g: a zetekbe zá rt gyö nge á gnessé g. Amikor egy kőzet alakul, a benne lé vő á gneses ré szecské k a Fö ld á gneses teré hez igazodnak. mikor a fizikus megmé ri a zet má gneses ré szecské inek ientá ció já t egyszerű romszö gelé si mó dszerrel eg tudja hatá rozni azt a é lessé gi fokot, amelyen a zet kialakult, é s azt is, hogy lyen volt a múltban annak a ntinensnek a má gneses ientá ció ja, amelyen á lható . Ami nehezebbé teszi vá ndorlá s meghatá rozá sá t az , hogy nemcsak a ntinensek, de a Fö ld á gneses pó lusa is vá ndorol az . pó lusvá ndorlá si gö rbé vel rható mó don.

− A legbelső, szilá rd magban uralkodó nyomá s 4 milliá rd hektopascal. − A Fö ld mélye feléhaladva a hőmérséklet nő. A hő mé rsé kleti gradiens 30 oC/km. − A tö megének 99 %-á t kilenc elem alkotja: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti (ld. 2. tá blá zat) Elem O Si Al Fe Ca Na K

Tö meg% 46,60 27,72 9,13 5,00 3,63 2,83 2,59

Mg Ti H P Mn F S Sr Ö sszesen

2,09 0,44 0,14 0,118 0,10 0,07 0,052 0,045 99,706 2. tá blá zat

Ba C Cl Cr Zr Rb V

0,040 0,032 0,020 0,020 0,016 0,012 0,011

4.1.1. A Föld á svá nyai, kő zetek A Fö ld kémiai viselkedését gyakran jobban meg lehet érteni, ha nem elemekben, hanem á svá nyokban és kőzetekben gondolkodunk. A kő zetek á svá nybó l á llnak, rendszerint néhá nybó l, néha csak kettőből, vagy egyből. Az á svá nyok (néhá ny kivétellel, pl. higany, opá l) szilá rd elemekből vagy vegyületekből á llnak. Meghatá rozott belső szerkezetük és kémiai ö sszetételük van, amely korlá tozott mértékben ingadozhat. Á svá nyok ké pző dé se

A legszebb á svá nyok a fö ldkéregnek olyan tö réseiben talá lható k, ahol forró oldatok kö zlekednek. (Hidrotermá lis erek). Ezek az oldatok tartalmazzá k azokat az elemeket, amelyekből az á svá nyok keletkeznek. Magmá s kőzetben is keletkezhetnek á svá nyok, amikor az olvadék megszilá rdul. Az olvadékbó l képződő á svá nyok gyakran akadá lytalanul nö vekedhetnek, ezért szép alakjuk lesz. A hőmérséklet és nyomá s hatá sá ra a kőzet kémiai alkotó i á trendeződhetnek. Ezek a metamorf kőzetek. A kémiai á talakulá s 15. á bra sorá n, valamint a kémiailag aktív oldatok vá ndorlá sá val beszá llított új A kontinensvá ndorlá s anyagok segítségével új á svá nyok keletkeznek. Az á svá nyoknak tehá t bizonyité kai há rom alapvető előfordulá si helye van: (Understanding Earth − á svá nyosodott erek, breccsá k (kassziterit, tejkvarc, kvarcér) nyomá n) − magmá s kőzetek (olivin, prioxén, fö ldpá t) − metamorf kőzetek (grá ná t, csillá m) Á svá nyok ö sszeté tele: az á svá nyok lehetnek szabad elemek, vagy vegyületek − Terméselemek (ezüst, kén, nikkel, grafit) − Szulfidok (pirit, galenit, markazit) − Halogenidek (kősó , fluorit) − Oxidok és hidroxidok (hematit, opá l, magnetit, kalcedon, onix, bauxit) − Karboná tok (kalcit, dolomit, magnezit, malachit) − Szulfá tok (gipsz, barit) 45

− Foszfá tok (türkiz) − Sziliká tok (amfibol, grá ná t, topá z) A kő zetek ké pző dé se: Az olvadt magma a Fö ld kérgében lassan a felszín feléemelkedik lá vafolyá sokat, vulká nokat hozva létre. A lehűlé s sorá n keletkeznek a magmá s kő zetek (pl. grá nit, andezit, diorit). A metamorf kőzetek má s kőzetek á talakulá sá val képződnek. A metamorfó zist kö zvetlenül a hő okozza kontaktmetamorfózis esetén. Eredmény: kristá lyos kőzet (szürke má rvá ny). A regioná lis metamorfózis hő és nyomá s kö vetkezménye. Eredmény: palá s szerkezet (fekete pala, csillá mpala, gneisz). Ü ledé kes kő zetek a Fö ld felszínén, főleg a tengerfenéken képződnek. Rétegezettek. Az üledékes kőzet lehet − tö rmelékes üledék (má llá s, eró zió útjá n): breccsa, homokkő, lö sz − szerves eredetű üledék (fossziliá kbó l, egykor élt szervezetekből keletkezik): borostyá nkő − kémiai üledék (kősó kémiai kicsapó dá sá nak termékei): mészkő, dolomit, kőszén, tőzeg, kovakő.

4.2. A talajké pződé s folyamata, a talaj szerkezete A természeti kö rnyezet kémiai és bioló giai folyamatai szá má ra a fö ldfelülettől a má llá sfolyamatoktó l még nem érintett kőzetréteg felső hatá rá ig terjedő rész a talajzóna (pedoszféra) alapvető fontossá gú. Ez a litoszféra, hidroszféra és az atmoszféra érintkezési felületénél heterogén rendszert alkotó réteg intenzív anyag- és energiacsere színhelye. A talajok kialakulá sá ban az előző fejezetben tá rgyalt kőzetek fontos szerepet já tszanak. A kőzeteknek a hidroszférá val és a bioszférá val való kö lcsö nhatá s útjá n tö rténő á talakulá sá t má llá snak nevezzük. A má llá s fizikai, kémiai vagy bioló giai folyamat lehet. Mindegyik a szilá rd anyag felapró zó dá sá hoz és azt kö vető szétomlá sá hoz vezet, és ezzel a természetes talaj-kialakulá s jelentős tényezője. fizikai má llá s: gyors és jelentős hőmérséklet-vá ltozá s idézi elő. A kőzeteket alkotó külö nbö ző hőtá gulá si együttható jú á svá nyok külö nbö zőképpen reagá lnak, a repedésekbe bejutó víz jéggévá lva azokat tová bb feszíti, a nagyobb kőzetek felapró zó dnak. Fizikai má llá st idézhetnek elő a szél, az eró zió és a gleccserek is. biológiai má llá s: a bioló giai rendszerek (nö vények, á llatok) bomlá stermékeinek, vá ladékainak hatá sá ra vezethető vissza. A biokémiai mikrokö rnyezet á llapotá t vá ltoztatjá k meg. ké miai má llá s egész sor viszonylag egyszerű kémiai folyamatot foglal magá ban (hidrolízis, karbonizá ció , redukció , oxidá ció , kioldó dá s, kristá lyosodá s).

46

Az egyes kőzetekre megfigyelt má llá si sebességek külö nbö zőek. Értékük függ a hőmérséklettől és a levegő nedvességtartalmá tó l is. A tró pusi területekre a gyors folyamatok a jellemzőek, külö nö sen az alká lifém-tartalmú á svá nyok esetében. A 3. tá blá zatban a külö nbö ző éghajlati viszonyokra jellemző má llá stermékek lá tható k. A má llá s előrehaladá sá nak foka és a visszamaradó á svá ny természete a keletkező talaj típusá nak és tulajdonsá gainak szempontjá bó l meghatá rozó jelentőségű. A Á svá ny má llá sfolyam at szakaszai korai biotit

á tmeneti

előrehaladott

Kioldódó ionok é s molekulá k K+, Mg2+

kalcit gipsz olivin

Ca2+, HCO3Ca2+, SO42Mg2+, Fe2+

fö ldpá tok piroxén

Na+, Ca2+ Mg2+, Ca2+, Fe2+

agyagá svá nyok muszkovit

SiO2

agyagá svá nyok gibbsit hematit

SiO2

+

K , SiO2

Visszamaradó anyagok agyagá svá nyok, limonit, hematit kalcit gipsz agyagá svá nyok, limonit, hematit agyagá svá nyok agyagá svá nyok, limonit, hematit, bauxit muszkovit, agyagá svá nyok (pl montmorillonit) bauxit, vas-oxid

É ghajlati öv

arid (szá raz)

mérsékelt

humid (nedves)

gibbsit hematit

3. tá blá zat A talaj kémiai tulajdonsá gai kö zül a humusztartalom mellett igen fontos ö koló giai tényező még a kémhatá s és a szervetlen tá panyagtartalom.

47

A talajokat kémhatá suk szerint a kö vetkező csoportokba osztjuk: − erősen savanyú < 4,5 pH − savanyú 4,5 - 5,5 pH − gyengén savanyú 5,5 - 6,8 pH − semleges 6,8 - 7,2 pH − gyengén lúgos 7,2 - 8,5 pH − lúgos 8,5 - 9,5 pH − erősen lúgos > 9,5 pH Az emberi tevékenység sorá n a kö rnyezetbe jutó szennyező anyagok a má llá si folyamatokat és termékeket jelentősen mó dosíthatjá k. Savas kö zegben pl. gyorsabban lejá tszó dó folyamatokkal szá molhatunk, mindez azonban a keletkezett talaj minőségének a rová sá ra megy.

4.2.1. A talaj alkotóré szei A talaj négy alapvető alkotó részből á ll, amelyek egymá ssal dinamikus egyensúlyban vannak:

− talajvíz − talajatmoszféra Tehá t a talaj há rom fá zisú (szilá rd-folyékony-légnemű) polidiszperz rendszer.

Szervetlen komponensek: (Szilá rd ö sszetevők 93 %-a)

− homok: szemcseá tmérő 0,2 - 2 mm − má rga: szemcseá tmérő 0,002 - 0,2 mm, kalcium-karboná t és alumínium sziliká tok − agyag: szemcseá tmérő kisebb 0,002 mm-nél, sziliká tok, alumínium-sziliká tok

Szerves komponensek: (Szilá rd ö sszetevők 7 %-a)

− gyö kerek − élő komponensek: baktériumok gombafajok gyűrűsférgek makro-, mikroá llatok − humusz A humusz szerves anyag, amely a talajban és a talaj felszínén felhalmozó dó á llati és nö vényi maradvá nyok humuszsavakká való á talakulá sá val keletkezik. A szerves anyag legnagyobb része lebomlik széndioxiddá (CO2), vízzé(H2O), ammó niá vá (NH3), foszfá ttá (PO43-), ká liumionná (K+), kalciumionná (Ca2+). Ez a folyamat az á svá nyosodá s, mineralizá ció . A má sik részből sajá tos, a talajra jellemző szerves kö ztes- és végtermékek, huminsavak keletkeznek (humifiká ció ). A humusz

48

− fulvolsavakat − huminsavakat − huminokat tartalmaz. Méretük szerint a humuszanyagok kolloidok (0,5 ###m), amelyek a hasonló méretű anyagrészecskékkel együtt meghatá rozzá k a talaj adszorpció s képességét. A kollidok ugyanis nagy felületükö n külö nbö ző anyagokat, gá zokat, gőzö ket, vízmolekulá kat és egyéb külö nbö ző tö ltéssel rendelkező részecskéket (ionokat) képesek megkö tni. A talajkolloidok á ltalá ban negatív tö ltésűek, ezért felületükö n külö nbö ző kationokat (Ca2+, Mg2+, K+, Na+, H+) adszorbeá lnak, melyek kö zül külö nö sen a kalcium a kedvező, a ná trium és ká lium pedig kedvezőtlen a morzsalékos, jó l levegőző talajszerkezet kialakulá sá hoz. Á ltalá ban a jó minőségű talajok magas humusztartalmúak és kalciumban gazdagok (feketefö ld, barna erdei talaj). A homoktalaj csekély humusztartalma, a szikes pedig ná triumill. ká liumgazdagsá ga miatt gyenge termőképességű.

Talajvíz

A talajnak ez a folyékony halmazá llapotú alkotó ja oldott só kat, szerves anyagokat, gá zokat és diszperz elemeket tartalmazó nagyon dinamikus talajkomponens. A talajban lévő víznek csak az a há nyada tekinthető "talajoldat"-nak, folyékony talajalkotó nak, amelyik elektrolitokat, gá zokat oldani és kolloidokat diszpergá lni képes. A vízpá ra nem tartozik ebbe a há nyadba. Az á svá nyi és a szerves alkotó k oldatban lévő ará nya a talaj fajtá já tó l függ. (Pl. a podzol talajban tö bbnyire a szerves anyagok oldatbeli ará nya a nagyobb, míg a csernozjom talajban kö zel azonos mennyiségű a két ö sszetevő.) A folyékony talajalkotó nak a puffer-kapacitá sá t érdemes megemlíteni, amelynek kö szö nhetően meg tudja gá tolni a talaj pH-értékének jelentős megvá ltozá sá t. Ezt a jelenlévő gyenge savak, lúgok és só k segítségével éri el. A talajban a víz há rom külö nféle á llapotban létezhet − szivá rgó víz: d > 10 µm á tmérőjű csatorná kban á ramlik − kapillá ris víz: d < 10 µm kapillá risokban − vízpá ra Vízzel telített talajban reduká ló kö rülmények alakulnak ki.

Talajatmoszfé ra

Oxigéntartalma (10-20%) elősegíti a szerves anyagok lebomlá sá t. Ö sszetétele és tulajdonsá ga tö bb szempontbó l eltér a normá l atmoszférá tó l. Víztartalma nagyobb, a benne levő komponensek a külö nbö ző nagysá gú üregekben, pó rusokban megkö tődhetnek, és szén-dioxid koncentrá ció ja biokémiai folyamatok révén 5-100-szor nagyobb lehet. Ha a pedoszféra és az atmoszféra kö zö tt az anyagcsere nem kielégítő, akkor a talajatmoszférá ban nyomgá zok (N2O, NO, H2, CH4, C2H4, H2S, Rn) dúsulhatnak fel.

49

4.2.2. A talaj fizikai tulajdonsá gai Szemcseá tmé rő

d: a szilá rd alkotó k szemcséinek névleges á tmérője [mm] 2 < d [mm]

kavicstalaj, művelés szempontjá bó l kedvezőtlen 0,2 < d < 2 homok 0,02 < d < 0,2 finomhomok (homokliszt) 0,002 < d < 0,02 por (iszap) d < 0,002 agyag A talaj alkotó inak szá zalékos ará nya há romszö g diagramban á brá zolható (16. á bra). Az á brá n B ponttal jellemzett talaj: Agyag: 19 %, Iszap: 21 %, Homok: 60 % = homoktalaj. Legkedvezőbb a vá lyogtalaj, amelyik egyenlő ará nyban tartalmaz homokot, agyagot és iszapot. Pórusmennyisé g:

A talaj külö nbö ző szemcsenagysá gú részekből á ll. Ezek a rendelkezésre á lló teret nem egyenletesen tö ltik ki, és ezért kö zö ttük pó rusok keletkeznek. A talajtérfogat szá zaléká ban kifejezett pó rusmennyiség a hé zagté rfogat. 16 á bra A szemeloszlá s vh [m3] vh: a hé zagok té rfogata há romszö gö sdiagramos e [%] = vt: teljes té rfogat á brá zolá sa vt [m3] e: szá zalé kos pó rusmennyisé g (Szepeshá zi Ró bert: Geotechnika II. nyomá n) Permeabilitá s: A talajnak azt a képességét, amely megmutatja, hogy a levegő és a víz szá má ra milyen mértékben já rható á t, permabilitá snak nevezzük. Ez az érték a hézagtérfogattó l és a nedvességtartalomtó l függ. A hézagtérfogattal egyenes, míg a nedvességtartalommal fordított ará nyban á ll. Kapillaritá s

A talaj kapillaritá sa a pó rusok á tmérőjétől függ, de a talaj nedvességtartalma is befolyá solja. Kis á tmérőjű pó rusokban a kapillá ris emelkedés („vízemelés”) nagyobb, és lassan megy végbe. Agyagtalaj esetén 1-2 m vagy ennél is tö bb. Nagy pó rusú talajokban alacsonyabb és gyorsabban megy végbe. Homoktalajban 30 cm.

50

Vízkapacitá s (vízfelvevő ké pessé g)

A talaj vízkapacitá sá n azt a szá zalékos tö megveszteséget értjük, amelyet a talajminta 105 °Con tö megá llandó sá gig tö rténő szá rítá sakor észlelünk. Talajhő mé rsé klet

A talaj hőmérsékletét a Nap sugá rzá sa adja. A Fö ld belső hője, valamint a hőtermelő bioló giai folyamatok ehhez képest elhanyagolható ak. A talajra eső sugá rzá si energia függ: − fö ldrajzi helyzettől − égtá jtó l − lejtésszö gtől − évszaktó l Az elnyelt talajsugá rzá s függ: − talajfelület érdességétől − színétől − nö vénytakaró tó l − nedvességtartalomtó l − talajszerkezettől A visszavert fény ará nya (albedo) friss szá ntá son pl. 0,2, havon 0,7. Nö vényzettel borított talajon csö kken a felmelegedés és mérsékeltebb a felszíni ré tegek hő ingadozá sa. Laza szerkezetű, levegős talaj felszíne viszonylag gyorsan felmelegszik. Ez a talajréteg egyúttal szigetelőként is viselkedik, s csö kkenti az alsó bb rétegek hő ingadozá sá t. A talaj a felszínétől a belseje feléhaladva hő mé rsé kleti zóná kra oszlik. − felszíni zó na: 0 - 1,5 m elnyelt sugá rzó energiá bó l a napi hőmérsékleti ingadozá s elérheti a 38-40 °C-ot. (A levegőécsak 15-20 °C.) − fagymentes zó na: 1,5 - 2 m (mérsékelt égö v) a hőt vezetés útjá n veszi fel. 3 hó napos „késésben” van a légkö r hőingadozá sá hoz képest. − neutrá lis zó na: hőmérsékleti ingadozá s nincs. A talaj mechanikai, fizikai tulajdonsá gai szerepet já tszanak a talaj szilá rdsá gá nak, hő-vízlevegő há ztartá sá nak, a mikrofló ra, mikrofauna, á svá nyi anyagcsere és a talaj ö ntisztulá si folyamatainak kialakulá sá ban.

51

4.2.3. A talaj szerkezete A talaj az élelmiszereink elsődleges forrá sa. A mezőgazdasá gi termelés hozamá t a talaj minősége szabja meg. A talajoknak csak mintegy 20 %-a ad magas hozamokat anélkül, hogy az ember kö ltséges ö ntö zéssel, trá gyá zá ssal vagy vízelvezetéssel beavatkozna. A sivatagokban, a tundrá kon, és a magas hegységekben (a szá razfö ld 40 %-a) semmiféle termesztés nem lehetséges. A talajok 40 %-a csak mérsékelten termékeny. A talajtípus kialakulá sa függ: − anyakőzet fajtá já tó l − éghajlattó l − nö vénytakaró tó l − domborzat meredekségétől A tipikus talajszelvé ny külö nbö ző szintekből épül fel, melyeket felülről lefelé haladva A, B és C, D szintnek neveznek. Ld. 17. á bra. Az A szint tö bbnyire huminsavakban gazdag, ezért gyakran sö tétbarna színű. A B, vagy má llá si szint gyakran gazdag á svá nyokban, melyeket a nö vények felvehetnek. A C szint á tmenet az aljzat kőzetei (anyakőzet) és má llá si anyaga feléa D szinthez, mely má r csak a talaj-kialakulá s első jeleit mutatja. Ü ledékeken vagy a laza kőzetekben a talajképződés igen gyorsan végbemegy. Talajtípusok

− tundratalajok: tipikus glejek, sö tét lá pos A szinttel és szürke B 17. á bra szinttel. Az alatta fekvő mélyen á tfagyott talaj megá llítja a A talaj szerkezet leszivá rgó vizet, ezért a felső talajszint tö bbnyire vízzel telített marad. − sivatagok/félsivatagok talaja: a má llá s nem mélyrehatoló , a csupasz kőzetek egészen a felszínig emelkednek. Az üledékeken kialakult sivatagi talajok jellegzetesen durva szemcséjűek és humusz hiá nyá ban vilá gos színűek. Itt hiá nyzik a szivá rgó víz, amely a mészkö vekből kalciumot és magnéziumot oldana ki. − mérsékelt ö vi talaj: a lomberdők talaja, sö tétbarna A szinttel barna B szint fö lö tt. Bőséges a szivá rgó víz, ami a szint alsó részét vilá gosra lúgozza. A mélyebb B-szintbe települt humuszanyagok, az agyagá svá nyok, a vas- és alumíniumoxidok barna felhalmozó dá si szinteket képeznek. − szavanna talaj: az esős és a szá raz évszakok vá ltakozá sa a jellemző. A csapadék tö bbnyire nem elegendő ahhoz, hogy a talajt mélyen kilúgozza, még a füvek gyö kerei is hozzá férhetnek annak kalciumtartalmá hoz. A humuszanyagok mikrobioló giai bomlá sa itt korlá tozott, ezért humuszban gazdag feketefö ldek (csernozjom) képződnek. − tró pusok talaja: az á llandó an nedves tró pusok talajaiban a szerves humuszanyagok igen gyorsan lebomlanak.

4.2.4. A talaj szennyező dé sei, ká rosodá sai A talajba jutó szennyezőanyag eredete szerint beszélhetünk − ipari szennyezésről − kö zlekedési szennyezésről − mezőgazdasá gi szennyezésről 52

− hulladék leraká sbó l eredő szennyezésről.

4.2.4.1. A talaj szennyező á svá nyi anyagai A szennyező anyagok kö zvetlenül (emisszió ) és levegő kö zvetítésével (transzmisszió ) kerülhetnek a talajba. Kö zvetlen szennyezés lehet pl.: külö nbö ző nehézfém tartalmú vegyszerek talajba jutá sa (illegá lis hulladékleraká s), csatorná zatlan területek szigeteletlen derítői, vagy fémfeldolgozó üzemek nem kellően szigetelt lerakó i révén. Kö zvetett (levegő) szennyezés pl. benzinüzemű gépkocsik kipufogó gá zai révén ó lomszennyezés, kohó üzemek révén Cd, Cu, Ni, Zn. A nehézfémek némelyikére - Fe, Cu, Co, Zn - szervezetünknek nyomelemként (nagyon kicsi mennyiségben) szüksége van. Ezzel szemben a kadmium (Cd), higany (Hg), és ó lom (Pb) valamint az arzén (As) má r súlyos problémá t okoznak. Folyamatos bevitel esetén a szervezetben felhalmozó dnak, és enzimméregként lépnek fel. A talaj szempontjá bó l legjelentősebb szennyezőanyagokat és ezek emberre gyakorolt veszélyes hatá sá t a 4. tá blá zat mutatja (tá plá lékkal tö rténő felvétel). Szennyező anyagok ó lom

kadmium réz

nikkel

higany tallium arzén

*

Felvé tel a Tartósan Hatá sok tá plá lé kkal (heti tolerá lható (sajá tossá gok) á tlagé rté k) heti bevitel* 0,91 mg 3,5 mg gyermekeknél fokozott felszívó dá s 0,284 mg 0,525 mg 700 mg-ig 0,5 mg* halá los adag (rézszulfá tbó l): >8 g/fő 2-4 mg nincs adat szá jon keresztül, szervetlen; mérgezési eset nem ismert 0,063 mg 0,35 mg metil-higanyra: 0,23 mg * nincs adat 0,1 mg halá los adag: 8 mg/testsúlykg 0,2-0,3 mg 1 mg halá los adag: 100300 mg; rá kkeltő 4. tá blá zat

A napi bevihető mennyiségekből szá mítva.

53

4.2.4.2. Mező gazdasá gi eredetű talajszennyezé s A mezőgazdasá gi talajszennyezés forrá sai a talajjavítá sra, fertőtlenítésre és a nö vényi ká rtevők ellen felhaszná lt vegyszerek. Ezek veszélyessége abban á ll, hogy kimosó dhatnak a talajbó l a A ká rtevők termé szetes lebomlá suk illetve a nö vényi felhaszná lá suk előtt, és tová bbítjá k a ellensé gé nek megtalá lá sa é s talajvíznek a szennyeződést, kiterjesztve ezzel a veszélyeztetett alkalmazá sa, vagy pl. steril hí m kö rnyezeti elemeket ill. területeket. Ez a veszély a nem kellően ká rtevő rovarok kitenyé szté se kö rültekintő adagolá ssal fokozó dik.

és a fertőzö tt terü leten repü lőgé pről való szé tengedé se jó eredmé nyeket hozott Texastó l Floridá ig megmentve a szarvasmarha-á llomá nyt az orsó sfé reg á ltal okozott rettegett é s korá bban egé sz nyá jakat kiirtó fertőzé sektől. A kitenyé sztett, utó dnemzé sre ké ptelen steril populá ció kat ké szenlé tben tartjá k, és megrendelé sre szá llí tjá k a fertőzö tt terü letekre.

A mezőgazdasá g kemizá lá sa és főleg a nö vényvédelem felborítja a természetes ö koszisztémá kat, és ez a veszély súlyosabb, mint a kö zvetlen szennyezési á rtalom. Az ö koszisztémá ra gyakorolt hatá s egyik része előre megtervezett, előnyö s, de mindig megjelenik a ká ros mellékhatá s is, sokszor előre fel sem mérhetően. A természetes ö koszisztéma á talakulhat úgy, hogy olyan új ká rtevők jelennek meg, amelyek elterjedésének feltételeit sajá t magunk hoztuk létre. Erre figyelmeztet Carson Néma tavasz c. művében, a vegyszeres helyett a bioló giai védekezést ajá nlva.

4.2.4.3. A talajban elő forduló policiklikus szé nhidrogé nek A policiklikus aromá s szénhidrogének (külfö ldi eredetű rö vidítésük PAH, PAK) a fa, szén, fűtőolaj és benzin elégetésekor, valamint sütéskor, grillezéskor, füstö léskor szabadulnak fel. A benzo-a-pirén (18. á bra) rá kkeltő hatá sú. (Ne fogyasszuk el a füstö lt élelmiszerek külső héjá t!) A talajszennyezést okozó PAH-k tö bb forrá sbó l szá rmazhatnak. Erdei talajban, emberi településtől tá voli helyen 0,1 mg benzpirén/kg mennyiség fordul elő, feltételezhetően az erdőégések eredményeként. Ipari üzemek, gá zgyá rak, kőolajfinomító k, forgalmas kö zúti csomó pontok és nagyvá rosok kö rnyékén tö bbszö rö s értékben talá lható k. A szennyező forrá sokbó l a levegőben jelentkező aeroszollal ülepednek le a talajra, és innen vagy a szennyvizekből a talajvízbe szivá roghatnak. A talaj PAH-jai jó ö ntisztuló képességű talajban nem jelentenek nagyobb veszélyt, mint a baktériumok, vagy má sfajta szennyeződések. Rossz ö ntisztuló képességű talajban ká rosodá st okozhatnak, és az ivó vízben megjelenve az ember szá má ra is veszélyt jelenthetnek.

4.2.4.4. A talaj detergens szennyező dé se. Detergensek: a felületaktív, szintetikus úton előá llított mosó szerek. (Detergere = tisztítani(latin)) 18. á bra Vizes oldataik habzanak, mivel má r csekély A benzo-a-piré n mennyiségük csö kkenti a felületi feszültséget. A talaj mélyebb rétegeibe behatolva megjelennek a talajvízben, és a talajvízzel á ramlanak (300-500 m/év). Ezért a talajvíz szennyvíz-szennyezettségi ké miai indiká torá nak tekinthetők. Veszélyességük abban á ll, hogy a talajvizet elszennyezve annak minőségét jelentősen 54

lerontjá k (íz-, szaghatá s, habzá s). Ennél is súlyosabb, hogy „vívőanyagként” elősegítik, fokozzá k má s veszélyesebb szennyezőanyagok vízben való terjedését.

4.2.4.5. Hulladé kból é s hulladé kkezelé sbő l eredő talajszennyezé s Életünk és ipari- mezőgazdasá gi tevékenységünk nagy mennyiségű hulladéktermeléssel já r. A folyékony hulladékok egy részét, valamint a szilá rd hulladékoknak majdnem egészét a talajban helyezzük el. A feká lia, a há zi szennyvíz é s szennyvíziszap elhelyezésénél kó rokozó baktériumok és nagy mennyiségű szerves anyagot tartalmazó hulladék kerül a talajba. Az ö ntisztulá s sorá n a baktériumok elpusztulnak, a szerves anyagok mineralizá ló dnak. Ahhoz, hogy a talaj az ö ntisztuló ké pessé gé t kifejthesse, meghatá rozott talajré tegre é s idő re van szü ksé g. Ha a lebomlá s feltételei nincsenek meg, nagy mértékben szennyeződhet a talajvíz. Az ö ntisztulá si folyamatok lezajlá sá hoz legalá bb 1,5 m vastagsá gú szűrőréteg kell. Ezért külö nö s gondossá ggal kell(ene) eljá rni szemétleraká sok helyének kivá lasztá sá ná l és a talajvízzel való lehetséges kapcsolatá nak megakadá lyozá sakor. Az ipari hulladé kok veszélyessége a há zi hulladékhoz képest az azonos hulladékfajtá k mennyiségében keresendő. Tö bbnyire egy gyá rtá si folyamat végtermékeit rakjá k le a talajba, ami nem megfelelő kö rültekintéssel kialakított lerakó esetén koncentrá lt terhelést jelent a talaj ö koszisztémá já ra és a talajvízre. A fentieket figyelembe véve feltétlenül tö rekedni kell a talaj szennyezésének a megelőzésére, tudva azt, hogy a talaj természetes hulladékforgató , és rendelkezik olyan sajá tossá gokkal, amelyekkel az anyagok bizonyos fajtá já t á rtalmatlanítani tudja. Erről a lehetőségről a hulladékkezelés sorá n nem kell, de nem is szabad lemondani.

4.2.4.6. A talajerózió é s a má sodlagos szikesedé s A talaj és kö rnyezete kö zö tti egyensúly megbontá sa olyan emberi tevékenység útjá n is létrejö het, amelyik nem szennyező. A talaj ká rosodá sa ebben az esetben az erózió ill. a má sodlagos szikesedé s. Erózió: talajpusztulá s az emberi tevékenység kö vetkezményeként, vagy természeti erők okozta ká rosodá s.

− Vízerózió

Hegyvidéki erdők kiirtá sa, helytelen talajművelés kö vetkeztében a talaj felső, értékes termőrétegének a víz á ltali elmosá sa. (Évente 150 millió tonna, Magyarorszá gon évi 1,7 millió tonna humuszvesztés.) Védekezés mó dja: helyes művelési á gak megvá lasztá sa (gyeptakaró , szintvonalas talajművelés, csapadékvíz elfolyá si sebességének csö kkentése). − Szé lerózió (deflá ció )

A széleró zió nemcsak a talajt, hanem kö zvetlenül a nö vényeket is pusztítja. A homokverés fizikai sérülést okoz és így „fertőzési kapuk” nyitá sá val is csö kkenti a termést.

55

A deflá ció jellegzetessége: főleg tavasszal jelentkezik, amikor még nincs talajtakará s (kultúrnö vény). Védekezési mó d: − fá sítá s − füvesítés − Má sodlagos szikesedé s

Az ö ntö zéssel biztonsá gossá vá lt a termelés és nö vekedett a terméshozam. A kedvező hatá sok mellett azonban megjelent a há trá ny is: a szikesedés.

A talaj eró zió val szembeni ellená lló -ké pessé ge a talajfé lesé g jellegé től, (főleg homokos talaj) humusztartalmá tó l, nö vé nnyel való borí tottsá gá tó l fü gg. Hazá nkban 1,5 millió ha deflá ció s terü let van. Az ö sszes mezőgazdasá gi terü let 2,8 %-a szorul deflá ció elleni vé delemre. (Bá cs-Kiskun megye nagy ré sze).

Az ö ntö zéssel elkerülhetetlenül tö bb vizet juttatnak a talajba, mint amit a nö vény felszívni képes. Így a fö lö sleges víz elpá rolog, visszahagyva a vízben oldott só kat, vagy á tszivá rogva a talajon kimossa az á svá nyi só kat, és azok bemosó dnak a talajvízbe. Mintegy 200 ezer hektá ron a felszínkö zeli, eredetileg nem só s, nem szikes talajok má sodlagos szikesedé se kö vetkezett be a megemelkedő és só s talajvíz hatá sá ra. Ezeken a területeken a talajvízemelkedés emberi tevékenység (pl.: duzzasztó mű-építés, ö ntö zőfürtö k helytelen üzemeltetése) eredménye. − A talajsavanyodá s

Magyarorszá g teljes területéből 2,3 millió hektá ron a talaj savas kémhatá sa, vagyis alacsony pH-értéke okoz gondot. A talaj savasodá si folyamatai - kalcium- és magnézium-ionok kimosó dá sa a talajszelvényből - a természetes ö koszisztémá kban is létező folyamatok. Azonban savas kibocsá tá sokkal já ró emberi tevékenységek, a termé ssel kivont mé sz valamint a műtrá gyá k savanyító hatá sa kö vetkeztében talajtermékenységet korlá tozó mértékűvévá lnak. A savas kémhatá s kedvezőtlen hatá st gyakorol a talaj fizikai, kémiai, hidroló giai és bioló giai tulajdonsá gaira. Megszűnik a talaj kedvező morzsá s szerkezete, a kalcium helyett alumínium- és vasoxidok szaporodnak fel benne. A talaj hajlamossá vá lik a tö mö rö désre, így csö kken a víznyelő és vízvezető képessége. A nyomelemek és nehézfémek oldatba kerülnek, a nö vényeken mérgezési tünetek jelennek meg, illetve emberre, á llatra ká ros elemek halmozó dnak fel a fogyasztá si szinteken. Nemcsak az ö ntö zés, hanem a belvizek is hasonló ká rokat okoznak. Magyarorszá gon évente 1 millió hektá r termőfö ldet veszélyeztet a belvíz. Az időszakosan vizenyős területek egy részénél külö nbö ző ideig tartó vízborítá sok fordulnak elő a talaj felszínén, má shol pedig a talajvíz kö zelsége gá tolja a mezőgazdasá gi nö vények termesztését.

56

5. A lé gkör keletkezé se, összeté tele. Levegő szennyezé s „ Nehé z é rzelmeket tá plá lni olyan teljesen szemé lytelen dolog irá nt, mint a lé gkö r, pedig ugyanannyira ré sze é s termé ke az é letnek, mint a bor vagy a kenyé r..... Becsü ljü k meg tehá t azé rt, ami: a puszta mé reté é rt é s funkcioná lis tö ké letessé gé é rt - az együ ttműkö dé s messze legnagyszerűbb pé ldá ja az egé sz termé szetben.” Lewis Thomas

Fö ldünk egyedülá lló légkö rrel rendelkezik a Naprendszerben. A légkö r kialakulá sa és a fö ldi élet kifejlődése szorosan ö sszekapcsoló dott. Amikor a Fö ld 4,5 milliá rd évvel ezelőtt kialakult, a kö rnyező légkö rt főleg hidrogé n, szé ndioxid, szé nmonoxid, metá n, hé lium és vízgő z alkotta. A fö lfelszín megszilá rdulá sa sorá n új légkö r alakult ki azokbó l a gá zokbó l, amelyek a vulká nok műkö dése révén kerültek felszínre a Fö ld forró belsejéből. Fő alkotó részeik a szé ndioxid, ké ndioxid, nitrogé n és vízgő z voltak. A vízgőz a lehűlés kö vetkeztében erősen savas eső formá já ban csapó dott le, és a Fö ld szilá rd kérgének mélyedéseiben ö sszegyűlve kialakította a tavakat, ó ceá nokat. A fö ldtö rténet első felében szabad oxigén csupá n nyomelemként fordult elő a légkö rben. A tengerekben kifejlődö tt első nö vények életműkö désének eredményeként került előszö r a légkö rbe. Az erős ibolyá ntúli sugá rzá s az oxigénmolekulá k egy részét oxigénatomokká alakította, amelyek a kétatomos oxigénmolekulá kkal egyesülve megalkottá k az ózont. O + O2 → O3 Az ó zon hatékonyan abszorbeá lta (elnyelte) az ibolyá ntúli sugarakat, mikö zben á llandó kö rforgá sban volt a keletkezés és a szétbomlá s kö zö tt. Így a fö ldfelszínre jutó ibolyá ntúli sugá rzá s intenzitá sa csö kkent. Ez lehetővétette az élet nagyobb ará nyú elterjedését, ami az oxigénszint nö vekedését eredményezte. A légkö r ö sszetételének alakulá sá t mutatja a 19. á bra. 19. á bra A Fö ld lé gkö ré nek vá ltozá sa ( Bolygó nk szü leté se nyomá n) A fö ldkéreg vö rö s ü ledé keibő l tudjuk, hogy az oxigénszint 2 milliá rd évvel ezelőtt nö vekedett meg jelentősen. Ez előtt csak vastartalmú üledékek talá lható k az oxidá ció jele nélkül. A nagy mennyiségű szénlerakó dá sok, amelyek a mészkőben, kőszénben és kőolajban talá lható k, bizonyítjá k, hogy egykor a szé ndioxid-koncentrá ciónak jó val nagyobbnak kellett lennie, mint napjainkban. A korai és a jelenlegi atmoszféra kö zö tt az a lényeges külö nbség, hogy a koraibó l még hiá nyzott a szabad oxigén. A korai atmoszfé ra erősen reduká ló hatá sú volt, ami az élet

57

kifejlődésének egyik feltétele. Mihelyt az élet kialakult, létrejö tt egy jelentős oxigénforrá s, és az egyensúly á tbillent az oxidá ló légkö r irá nyá ba. A Fö ld tö rténetének külö nbö ző szakaszaiban az atmoszféra ö sszetételét külö nbö ző folyamatok alakítottá k. Kö zvetlenül a légkö r keletkezése utá n kulcsfontossá gúak voltak a fizikai és ké miai folyamatok, aztá n az élet létrejö ttével egyre nőtt a biológiai tényezők befolyá sa. A főleg kö vületek szolgá ltatta bizonyítékok arra mutatnak, hogy az elmúlt 60 millió évben a légkö r ö sszetétele megkö zelítőleg olyan volt, mint ma.

5.1. A lé gkö r szerkezete A fö ldi légkö r (atmoszféra) néhá ny ezer km magassá gig terjed a vilá gűrbe. A kozmikus méreteket tekintve azonban ez a védőburok nem vastagabb, mint az alma héja. Az atmoszférá t fizikai tulajdonsá gaitó l függően osztjuk külö nbö ző rétegekre, bá r ezek kö zö tt nincsenek éles hatá rvonalak. A rétegekben a hőmérséklet és a nyomá s külö nbségeit a Nap hőjének eloszlá sa és a gravitá ció hozza létre. A légkö r relatív ö sszetétele kb. 80 km magassá gig - a légá ramlatok á llandó keverő mozgá sa hatá sá ra - á llandó , noha a sűrűsége természetesen fö lfelécsö kken. A légkö rnek ezt a részét homoszférá nak nevezzük. A homoszféra tö bb sá vra külö níthető el, elsősorban a hőmérséklet vá ltozá sainak kö szö nhetően. Ezek a kö vetkezők (ld. 20. á bra).

58

20. á bra A Fö ld lé gkö ré nek szerkezete (Lá szló ferenc: Kö rnyezetvé delem korszerü en nyomá n) Troposzfé ra (felhőö v)

Az élő szervezetek szá má ra a legfontosabb réteg, a fö ldfelszíntől 8-10 km magassá gig terjed. Ebben élünk, itt já tszó dnak le a klimatikus folyamatok. A nyomá s itt a legnagyobb. Ebben a teljes légkö rhö z képest kicsiny sá vban tö mö rül ö ssze a légkö r anyagá nak 80 %-a, amint azt a kö vetkező (21.) á bra mutatja. A hőmérséklet a kezdeti magas értékről fö lfeléhaladva csö kken egészen a tropopauzá ig.

59

Sztratoszfé ra

A sztratoszféra a tropopauza fö lö tt kb. 50 km magassá gig terjed, magá ban foglalja az ó zonréteget. Az ó zonréteg 20-40 km magassá gban - mint egy védőpajzs - felfogja a Fö ldre a Napbó l érkező nagy energiá jú ibolyá ntúli sugá rzá st, így a hőmérséklet a magassá ggal nő, míg el nem éri a maximá lis 10 oC-ot. Mezoszfé ra

A sztratopauzá tó l kb. 80 km magassá gig terjed. A mezoszférá ban fokozatosan kb. -120 oC-ig csö kken a hőmérséklet. A mezoszférá ban nagyon alacsony a levegő sűrűsége, de még elegendő ahhoz, hogy a Fö ld légkö rébe lépő legtö bb meteoritot elégesse. A mezopauza zá rja a homoszféra rétegét. E fö lö tt helyezkedik el a heteroszféra. Rétegei a kö vetkezők: Termoszfé ra (kb. 500 km magassá gig terjed)

Ez a réteg elnyeli az ultraibolya sugá rzá s nagy részét, aminek kö vetkeztében a magassá ggal nő a hőmérséklet. Kb. 1200 oC-ot ér el, bá r a levegő ritkasá ga miatt nagyon csekély benne a hőenergia. Ezt a réteget ionoszfé rá nak is nevezzük, mivel a napsugá rzá s energiá já nak hatá sá ra vezetőképesség (ionizá ció ) jö n létre az egyes rétegekben. Az ionizá ció sorá n a halá los UV sugá rzá s (175 nm hullá mhosszúsá g alatt) felhaszná ló dik. A rö vid- és hosszúhullá mú rá dió adá sokat az ionoszféra külö nféle rétegei verik vissza, ennek nagy szerepe van a telekommuniká ció ban. A nagyon magas frekvenciá jú rá dió hullá mok szá má ra azonban az egész atmoszféra á tjá rható , így a tá voli csillagokró l érkező rá dió jelek is felfogható k a Fö ld felszínén.

21. á bra A lé gkö r tö meg- illetve té rfogatará nyos ö sszeté tele (Bolygó nk szü leté se nyomá n)

Exoszfé ra (magnetoszféra)

500 km felett az elektromá gneses jelenségeket mutató külső atmoszféra kezdődik.

5.2. A levegő ö sszeté tele A légkö ri levegő aerodiszperz rendszer, vagyis gá z halmazá llapotú, cseppfolyó s és szilá rd részek keveréke. A gá zfá zis egyes komponenseit alapgá zoknak nevezzük. Ezek ará nya a szá raz levegőben: gá z nitrogén (N2) oxigén (O2) argon (Ar) széndioxid (CO2) hidrogén (H2) és nemesgá zok 5. tá blá zat

té rfogat % 78,10 20,93 0,93 0,03 0,01

Az alapgá zokon belül külö n említést érdemel a széndioxid, amely a levegőben mint á llandó ö sszetevő 0,03 térfogatszá zalékban van jelen. Ez az ará ny a tenger, a légkö r és a bioszféra kö zö tt kialakult egyensúly kö vetkeztében á llandó , az utó bbi évtizedekben azonban az emberi

60

beavatkozá s hatá sá ra nö vekszik. Ez azért fontos, mert a széndioxid a Fö ld sugá rzá si mérlegének kialakítá sá ban já tszik szerepet. A rö vidhullá mú sugá rzá st á tengedi, de a hosszú hullá mú hősugá rzá st nagy mértékben abszorbeá lja, és visszasugá rozza a fö ldre. Ez az ún. „üveghá zhatá s” lényege. A széndioxid nö vekedése a légkö rben tehá t felmelegedéshez, csö kkenése pedig lehűléshez vezet. A fosszilis tüzelőanyagok égetése miatt szá zadunk eleje ó ta egyre nö vekszik a széndioxid mennyisége a levegőben. Az alapgá zokon kívül a természetes levegőben ún. „vendé ganyagok” is előfordulnak, aminek az az oka, hogy a bioszféra elemei kö zö tt á llandó dinamikus anyagcsere van. A vendéganyagok lehetnek légneműek, illetve cseppfolyó s vagy szilá rd aeroszol részecskék. magvak: a − Vízgő z: Az Egyenlítőnél 3-4 %-ban, a mérsékelt égö vben kb. 1 %-ban (Kondenzá ció s levegőben lebegő ré szecské k, pl. fordul elő. Szá raz levegő és vízgőz elegye a nedves levegő. Ha a vízgőz por, korom, só kristá lyok..) szilá rd vagy gá znemű kondenzá ció s magvakon kicsapó dik, felhő vagy kö d keletkezik. A víz így alapvető szerepet já tszik a lé gkö r ö ntisztulá sá ban is, mivel az eső a szennyező anyagokat ilyen módon mintegy kimossa a lé gkö rbő l. (Ezzel egyidejűleg viszont szennyeződnek a vízfolyá sok.)

− Gá zok: Az emberi tevékenységtől függetlenül is szá mos gá z halmazá llapotú vegyületet is tartalmaz a légkö r a bioló giai, vulkanikus vagy légkö ri (villá mlá s) folyamatok eredményeként. Ezek a kö vetkezők: CH4 metá n H2S kénhidrogén SO2 kéndioxid NH3 ammó nia NOx nitrogénoxidok (NO nitrogén-monoxid NO2 nitrogén-dioxid) O3 ó zon Bá r nagy mennyiségben á ltalá ban á rtalmasak a vendéggá zok, de kis mennyiségben való természetes jelenlétükhö z az ember má r hozzá szokott. Az ó zon a magasabb légrétegekben keletkezik és a légkö r energiahá ztartá sá ban van szerepe (ó zonpajzs). A nitrogénvegyületek kö zül a dinitrogén-oxid talá lható a légkö rben a legnagyobb mennyiségben, majd az ammó nia és a nitrogén-dioxid. A kénvegyületek kö zül a kéndioxid és a kénhidrogén a legjelentősebb. A teljes Tartózkodási idő : az az idő, 6 amely alatt az adott gá z a kénkibocsá tá s a Fö ldö n évente kb. 100×10 tonna, és ennek lé gkö rből eltűnne, ha nem mintegy a fele emberi tevékenység eredménye. A legfontosabb lenne folyamatos utá npó tlá sa. nyomgá zok koncentrá ció it és a légkö rben való tartó zkodá si idejüket a tá blá zat mutatja.

Nyomgá z H2O

A nyomgá zok koncentrá ció ja és tartó zkodá si ideje a légkö rben Koncentrá ció Tartózkodá si idő 3 térfogat % mg/m -2 10 nap (0.4-400)1×0 (3-3000)×104

61

O3 CO2 CO N2O NO2 NH3 SO2 H2S

(0-5)×10-6 3×10-2 (1-20)×10-6 (2,5-60)×10-5 (0-3)×10-7 (0-2)×10-6 (0-20)×10-7 (2-20)×10-7

0-100 6×105 (1-20)×101 (5-120)×102 0-6 0-15 0-50 3-30 6. tá blá zat

2 év 4 év 0,3 év 8 év 3 nap 7 nap 5 nap 40 nap

− Szilá rd é s cseppfolyós vendé ganyagok: A szilá rd valamint a cseppfolyó s részecskék -2 (méretük: 10 - 10µm) egy része a fö ld, illetve az ó ceá nok felszínéről diszpergá lódá ssal, má srészt vulká ni kitö ré sek sorá n kerül a levegőbe. Harmadik részük magá ban a légkö rben keletkezik külö nbö ző reakció k eredményeképpen (kénsav, ammó niumszulfá t). A há ttérlevegő 1 m3-ében kb. 250-500 millió db aeroszol részecske talá lható . A talaj természetes eredetű radioaktív izotó pjai kö zül a Rn222Hiba! A kapcsoló argumentuma hiá nyzik. nemesgá z, így a talajbó l a levegőbe jut, ahol tová bbi bomlá ssal szilá rd termékek keletkeznek. Így magyará zható , hogy a levegő aeroszoljai tö bbnyire kisséradioaktívak (az ó ceá n felett 1-2 nagysá grenddel alacsonyabb a levegő radonkoncentrá ció ja, mint a szá razfö ld felett). A fent felsorolt anyagok alkotjá k a légkö r há ttérszennyezettségét.

5.3. Lé gszennyező anyagok A légszennyező anyagok a levegőbe kö zvetlenül a szennyező forrá sbó l kerülhetnek (emisszió). Ezek az első dleges szennyező k. Keletkezhetnek szennyezőanyagok az elsődleges emisszió anyagaibó l kémiai reakció kkal is. Ebben az esetben má sodlagos szennyező krő l beszélünk. A légszennyező anyagok koncentrá ció ja függ: − a levegőbe jutó légszennyező anyag mennyiségétől − a befogadó légtér nagysá gá tó l − a légkö rt elhagyó szennyezőanyag mennyiségétől

5.3.1. A levegő szennyezé s forrá sai é s fajtá i Levegőszennyezőnek kell tekinteni szá rmazá suktó l és á llapotuktó l függetlenül azokat az anyagokat, amelyek olyan mértékben jutnak a levegőbe, hogy azzal az embert és kö rnyezetét kedvezőtlenül befolyá soljá k, vagy anyagi ká rt okoznak. Bá r a termé szetes szennyező forrá sok ö sszkibocsá tá sukat tekintve a mestersé ges szennyező forrá sokat jelenleg még tö bbszö rö sen meghaladjá k, a bioszféra szempontjá bó l ká ros szennyezőanyag-koncentrá ció k kialakulá sá hoz nem vezetnek. A mestersé ges szennyező forrá sok egyik fő jellegzetessége, hogy á ltalá ban terü letileg koncentrá ltan helyezkednek el, ezért a szennyezőanyagokat korlá tolt kiterjedé sű té rbe bocsá tjá k ki, és ezek á rtalmatlan szintre való hígulá sá ra má r csak a lakott terü leten kívü l kerül sor.

62

A légszennyezés folyamata há rom jó l elkülö níthető szakaszbó l á ll: Emisszió alatt a külö nbö ző típusú forrá sokbó l időegység alatt a kö rnyezeti levegőbe bocsá tott szennyező anyag mennyiségét értjük. − mé rté kegysé ge: kg/h − koncentrá ciója: g/Nm3 a légszennyező anyagoknak a hordozó gá z normá l térfogatá ra vonatkoztatott mennyisége. Transzmisszió: olyan folyamat, amelynél a levegőszennyező anyagok térbeli helyzete és megoszlá sa megvá ltozik a nyílt légkö rben való mozgá s hatá sá ra, vagy tová bbi fizikai, kémiai hatá sok kö vetkeztében. Immisszió: a szilá rd, folyékony és gá zformá jú légszennyező anyagok talajkö zelbe kerülése utá ni kö rnyezeti levegőminőség. Az agglomerá ció emisszió s csoportjainak hatá sá t az immisszió alakulá sá ra a 22. á bra mutatja. A lé gszennyező forrá sok fő típusai: Pontszerű forrá s (kémény, kürtő, szellőző)

A koncentrá lt paraméterű forrá sok (pontforrá sok) esetében egyértelműen meghatá rozható : − a légszennyező anyagok koncentrá ció ja − a hordozó gá zok térfogatá rama − a kö rnyezetbe kilépő ká ros anyagok mennyisége Az ún. magas pontforrá sokná l (erőművek magas kéményei) a légkö r természetes hígító képessége optimá lisan tud érvényesülni. Terü leti forrá s

A szó rt paraméterű, diffúz forrá sokná l meghatá rozható : − a szennyező anyagokat kibocsá tó felület nagysá ga nem hatá rozható meg: − a hordozó gá z térfogata és á ramlá si sebessége csak kö zvetett mérések és szá mítá sok útjá n kö vetkeztethető: − a kö rnyezetbe kerülő anyagok mennyisége Vonalas lé gszennyező forrá s (kö zút, vasút, légifolyosó , vízi út)

22. á bra Az emisszió é s az imisszió ö sszefü ggé se (Ulrich Fö rstner: Kö rnyezetvédelmi technika nyomá n)

a diffúz forrá sok fontos alcsoportjá ná l meghatá rozható : − a rajtuk á thaladó forgalom nagysá ga − a já rműfajtá k egyedi kibocsá tá sa kö zvetve a fenti adatok segítségével szá mítható : − a szennyező hatá s mértéke A lé gszennyező anyagok csoportosítá sa

A legegyszerűbb a halmazá llapot szerinti csoportosítá s, így beszélhetünk − szilá rd 63

− cseppfolyó s − gá z halmazá llapotú légszennyezőkről. A gá z halmazá llapotú szennyező k koncentrá ciójá t (k) mg/m3, mg/Nm3 vagy ppm, (esetleg g/m3, µg/m3, ppb) egysé gekben adjá k meg. A ppm (parts per million) té rfogatará nyban kifejezett koncentrá ció , jelentése:

A ppb (parts per

A ppm vagy ppb megadá s lényege, hogy hőmérsékletének és vá ltozá sá tó l

(cm3) lé gszennyező anyag 1 ppm = ------------------------------Hiba! A kapcsolóargumentuma hiányzik. (mm3) lé gszennyező anyag (m3) levegő 1 ppb = -----------------------------Hiba! A kapcsolóargumentuma hiányzik. (m3) levegő

billion) jelentése:

egységben tö rténő az a gá z nyomá sá nak gyakorlatilag független.

A k = mg/m3 ill. mg/Nm3 a tö meg szerinti koncentrá ció. A tö meg szerinti koncentrá ció és a térfogatará nyban megadott koncentrá ció ö sszefüggése a kö vetkező: Hiba! A kapcsoló argumentuma hiá nyzik. V = légszennyező gá z molá ris térfogata, m3/kmol M = a légszennyező gá z molá ris tö mege, kg/kmol k = a tö meg szerinti koncentrá ció , mg/m3 A por- é s kö dszennyezé s mé rté ké t a tö meg vagy ré szecskeszá m szerinti koncentrá cióval fejezthetjü k ki: − tö meg szerinti koncentrá ció vagy porterhelé s, mg/Nm3 − részecskeszá m szerinti koncentrá ció , db/Nm3 Ü lepedő porok jellemzé sé re a porszórá s megadá sa szoká sos: − porszó rá s: a kö rnyezet területegységére időegység alatt leülepedő por mennyisége − mértékegysége: g/(m2 × hó nap) t/(km2 × év) Az aeroszolok

Az aeroszoloknak két fő csoportja van: diszperzió s és kondenzá ció s. − diszperziós aeroszolok szilá rd, vagy folyékony anyagok aprítá sa illetve porlasztá sa vagy levegőá ram révén lebegő á llapotba hozá sa sorá n keletkeznek. Szabá lytalan alakúak. − kondenzá ciós aeroszolok gőzö k kondenzá ció ja vagy gá zok kémiai reakció ja révén képződnek.

64

A légkö rbe jutó idegen anyagok szerencsére nem maradnak meg soká ig vá ltozatlanul, mert az komoly veszélyekkel já rna. A levegőnek az élő vízhez és talajhoz hasonló an termé szetes ö ntisztulá sa van.

5.4. A levegő ö ntisztulása A tisztulá si folyamatok há rom csoportba sorolható k: a) a szennyező anyag a légtérből eltá vozik a tisztulá s mó djai: − ülepedés (szedimentá ció ): amellyel a szennyezés durva frakció ja tá vozik az atmoszférá bó l (szilá rd, cseppfolyó s) − kihullá s (fall out): radioaktív anyagok kikerülése a légkö rből − impakció és precipitá ció : a szennyeződések kivá lasztá sa ütkö zés és tapadá s útjá n − adszorpció , abszorpció : gá znemű szennyeződések megkö tése − kondenzá ló dá s (rain out): kondenzá ció s magok, mint szennyező anyagok csapadékképződés alapjá ul szolgá lnak, a csapadékkal kihullanak a légkö rből − kimosó dá s (wash out): a csapadékhullá s „á tmossa”, megtisztítja a légréteget. b) a szennyező anyagok kevésbéá rtalmas anyagokká alakulnak á t c) a szennyező anyag koncentrá ció ja csö kken, felhígul − diffúzió szelek turbulens mozgá sai a szennyező anyag koncentrá ltsá gá nak az enyhítését, a hígulá st eredményezik. Az atmoszféra egészére nézve ez azonban kö zö mbö s, a szennyezőanyag ö sszmennyisége nem vá ltozik.

5.5. A levegő fizikai állapothatározói A levegő fizikai á llapotá nak fontos szerepe van a levegőszennyeződés elviselésében. A levegő pillanatnyi á llapotainak sorozata maga az idő já rá s. Az időjá rá s tö rvényszerűségeinek vizsgá latá val a meteorológia foglalkozik. Az időjá rá sok ö sszessége a fö ldfelszín egy adott helyén az é ghajlat. Az éghajlattal a klimatológia tudomá nya foglalkozik. Az időjá rá s és az éghajlat jellemzéséhez, megértéséhez szükség van a fizikai á llapothatá rozó k ismeretére. A levegő fizikai á llapothatá rozói: − léghőmérséklet − légnyomá s − levegő nedvességtartalma − felhőzet mennyisége − lá tá stá volsá g − szélsebesség − szélirá ny Lé ghő mé rsé klet:

65

A napsugá rzá s hatá sá ra a talajkö zeli rétegek felmelegszenek és felemelkednek (függőleges mozgá s). Helyükre a hűvö sebb terület felől légrétegek á ramlanak (vízszintes mozgá s). Ezá ltal keverik a troposzférá t és hígítjá k a szennyezést. Inverziós ré teg: az légréteg, amelyik melegebb az alatta fekvő légrétegnél, és ezzel megakadá lyozza a természetes légcserét. (Ld. még 5.6.2.) Ha az inverzió s réteg magassá ga 700 m, akkor hatá sa veszélyes, ha 300 m alatti, akkor hatá sa kritikus. Felhő zet : leá rnyékolja a talajfelszínt, zá ró rétegként viselkedik, a szennyező anyag alatta reked. Nedvessé gtartalom: − abszolút: az 1 m3 levegőben lévő vízpá ra grammokban kifejezett mennyisége. − relatív: a tényleges pá ratartalmat az adott hőmérsékleten a telítési vízgőz szá zaléká ban adja meg. Mérsékelt égö vi klíma esetén ez á tlagosan nyá ron 40 - 60 % télen 70 - 90 % A levegő nedvességtartalma a bioszféra részére tö bbek kö zö tt a felhő- és csapadékképződés miatt is nagyon fontos tényező. A csapadék úgy képződik, hogy a levegő lehűlésekor telítődik, és a jelenlévő kondenzá ció s magokra (füst, korom, porszemcsék, külö nbö ző ionok és gá zmolekulá k) kondenzá ló dik a vízgőz, így keletkezik a kö d. A max. 10 µm á tmérőjű kö dszemcsék felhőket alkotva lebegnek. Amikor a kö dszemcsék nagyobb méretűekké „híznak”, a felhajtó erő má r nem tudja lebegő á llapotban tartani őket, és csapadék formá já ban lehullanak. Hőmérséklettől függően a csapadék lehet melegben: − harmat − eső hidegben: − dér − hó hirtelen lehűléskor: − dara (nincs idő a kristá lyosodá sra) − jég Az elmondottakhoz tartozik, hogy tö bb szennyező tényező egyidejű jelenléte súlyosabb kö vetkezményekkel já rhat, mint az egyes hatá sok ö sszege. Ez a jelensé g a szinergizmus.

5.6. Lé gszennyezé st okozó emberi tevé kenysé gek Az egyes orszá gok emisszió já nak fajtá ja és mennyisége szá mos tényezőtől függ. Ezek a tényezők a kö vetkezők: − lakossá g szá ma − az energiatermeléshez és lakossá gi fűtéshez haszná lt tüzelőanyag fajtá ja − ipari termelés mértéke, korszerűsége − légszennyező anyagok levá lasztá sá nak foka − gépjá rművek szá ma

66

− személy- és tehergépkocsik műszaki színvonala − éghajlat Az évente kibocsátott légszennyező anyagok mennyiségét tekintve az emisszió fele kö zlekedésből, kb. 1/4-1/4 része pedig az iparbó l és a fosszilis tüzelőanyagok égetéséből ered. A levegő szennyezését tehá t elsősorban é gé si folyamatok (oxidá ció ) okozzá k, bá rhol mennek is végbe; há ztartá sokban, hőerőművekben vagy gépjá rművek robbanó motorjaiban. A fosszilis tüzelőanyagok a szénen kívül tartalmaznak más elemeket is, ez kihat a füstgázok ö sszetételére. É gé stermé kek hatá sa a kö rnyezetre

A szén tö kéletlen égésekor szé nmonoxid (CO) keletkezik, ami nagyon erő s mé reg. A tö kéletes égés terméke, a szé ndioxid (CO2) viszont hasznos a nö vények számára. A kéndioxid (SO2) egyike a legkárosabb légszennyező anyagoknak. A városok kéndioxid- és szilárdrészecske-emisszió jának mértéke elsősorban a kommunális fűtés és az ipari hőenergia-termelés tüzelőanyagaitől és berendezéseitől függ. A kéndioxid-szennyezettséget az átlagkoncentráció csö kkenő sorrendjében felsorolt első 10 magyar város esetén a 7. táblázat mutatja.

Sorszá m 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Telepü lé s Tatabánya Dorog Miskolc Ózd Kazincbarcika Pécs Komló Debrecen Nyíregyháza Győr

Ké n-dioxid á tlagkoncentrá ciója (µg/m3) é ves nem fűté si fűté si 71,73 21,97 121,53 66,18 21,50 110,88 36,60 10,65 62,63 32,08 9,93 54,87 30,65 12,92 48,43 30,55 13,10 48,07 29,48 9,52 49,52 28,42 18,53 38,33 24,50 13,77 35,25 23,87 14,92 32,85 7. tá blá zat

A pernyekibocsátás csö kkentésére mechanikus vagy elektrosztatikus leválasztó -berendezéseket alkalmaznak. A kéndioxid-kibocsátás csö kkentése a szén vagy a füstgázok kéntelenítésével lehetséges. Tö bbek kö zö tt a nö vekvő kéndioxid-kibocsátás is felelős a savas eső k pusztításáért. A kéndioxid ill. korom, pernye szinergikus kapcsolata a hőmérsékleti viszonyokkal okozza a londoni szmogot (ld. 5.6.2.).

67

A gé pkocsik lé gszennyezé se

A nagyvárosok járműforgalombó l eredő légszennyezése az egyik kö zponti probléma. Ennek értékelésekor ismerni kell az Otto- és dízelmotorok kipufogó gázainak eltérő ö sszetételét (ld. 8. táblázat). Komponens Otto-motorok Dízelmotorok nitrogén 74-77 tf% 76-78 tf% oxigén 0,1-3 tf% 2-14 tf% vízgőz 3-6 tf% 0,5-6 tf% szén-dioxid 5-12 tf% 1-6 tf% szén-monoxid 0,5-10 tf% 0,01-0,2 tf% nitrogénoxidok 500-3000 ppm 200-5000 ppm szénhidrogének 100-10000 ppm 10-500 ppm aldehidek 0-200 ppm 0-50 ppm korom 0-2 mg/m3 10-1100 mg/m3 benzo-a-pirén 10-20 µg/m3 0-10 µg/m3 8. tá blá zat

Hatá s nem mérgező

mérgező

rákkeltő

A kétféle motorban eltérő égésfolyamatok játszó dnak le, más az üzemanyag is. Az egyes komponensek mennyiségét a motor üzemállapota nagymértékben befolyásolja. Kö zvetlen egészségártalom szempontjábó l legveszélyesebb a szénmonoxid, amely már 0,01 % térfogatszázalék koncentráció felett mérgezési tüneteket okozhat azáltal, hogy a vér hemoglobinját hatástalanná teszi (nem tudja megkö tni az oxigént). A szennyező hatás értékelésére a robbanó motoroknál elsősorban a szénmonoxidot, a kompresszió s gyújtású motoroknál a koromtartalmat, nitrogénoxidokat, szénmonoxidot és kénhidrogéneket mérik. A kipufogógá z koromtartalma max. 550 mg/m3 lehet. Elsősorban a kö zlekedés felelős az ún. Los Angeles-i szmog (ld. 5.6.2.) kialakulásáért. Az emisszió csö kkenté sé nek lehető sé gei: − gondos karbantartási tevékenység − benzin ó lomtartalmának csö kkentése, ó lommentes benzin forgalmazása − gázolajok kéntartalmának csö kkentése Az ipari szennyezé sek

Az ipar rendkívül változatos szennyező anyagaival és koncentrált forrásaival tűnik ki. Néhány példa: − szénbányák (szén-meddőpor kibocsátása) − cementgyárak (porszennyezés) − kohászat (szénmonoxid, metán, por) − foszforműtrágya-gyártás (hidrogénfluorid) − alumíniumgyártás (hidrogénfluroid) − szerves vegyipar (kló r) − kénsavgyártás (kéndioxid)

68

− nitrogénműtrágya-gyártás (nitrogénoxidok) − salétromsavgyártás (nitrogénoxidok) Mező gazdasá gi tevé kenysé gbő l szá rmazó lé gszennyezé sek

Magyarország területének 70 %-a áll mezőgazdasági művelés alatt. Ennek kö vetkeztében az ország fele fel van szántva, nagy része hó napokig fedetlen, így a szél hatására jelentős a levegő porszennyezése. A vegyszerek mezőgazdasági használatánál nemcsak a műtrágyák pora, hanem bioló giailag aktív anyagok egész sora kerül a levegőbe, külö nö sen mió ta repülőgépről szó rják, permetezik azokat. A peszticidek alkalmazása miatt ma már a mezőgazdaság a természet bioló giai egyensúlyát nagyon veszélyezteti.

Peszticidek (nö vé nyvé dő szerek) csoportosí tá sa cé ljuk szerint: − herbicidek (gyomirtó szerek) − defó liá nsok (lombtalaní tó k) − baktericidek (bakté riumö lők) − fungicidok (gombaö lők) − inszekticidek (rovarö lők) − akaricidok (atkaö lők) − nematicidek (fé regö lők) − rodenticidek (rá gcsá ló ö lők) − molluszkicidek (puhatestűeket pusztí tó k)

5.6.1. A savas eső A levegőszennyező anyagok kö zül a kéndioxid (SO2), nitrogénoxidok (NOx) és a só sav (HCl) felelősek a levegő egyre fokozó dó savasodásáért. A károsító anyag − kö zvetlenül (szá raz ü lepedé s) − oldatként (nedves ü lepedé s = savas eső ), a levegőből kimosó dva gyakorolhat hatást az élőlényekre és anyagi javakra. A csapadék (esővíz) Fö ldünk legtö bb területén természettől fogva savas. Természetes átlagérték: pH = 5,6 A savassá g, lúgossá g (a kémhatá s) jellemzésére a pH-érték szolgá l. A pH számértéke azt mutatja meg, hogy az adott oldat egy literében hány gramm H+ ion található . Ez az ionmennyiség tízes alapú negatív logaritmusában van kifejezve. Például pH=3 azt jelenti, hogy 1 liter oldatban 10-3 g, azaz 0,001 g H+ ion van. A pH-skála 0-tó l 14-ig terjed. A pH=7 érték a semleges kémhatás pH-ja, ettől kisebb értékek a savasodást, a nö vekvő számok (amik kisebb mennyiségű H+-iont jelentenek) a lúgosságot jelzik. Savnak szá mít tehá t minden olyan vegyü let, amelyik hidrogé niont szabadít fel, ha vízben oldjuk. A H+-ionnal egyidőben negatív OH- gyö kö k is felszabadulnak. Vagyis lúgnak szá mít minden olyan vegyület, amelyik vízben oldva hidroxilgyö kö t szabadít fel. Ne feledjük el, hogy a logaritmikus skála miatt pH=4 tízszer olyan savas, mint a pH=5 értékű folyadék. Ezt szem előtt tartva kö nnyebben megértjük, miért olyan érzékenyek az élőlények a pH-érték változására (savas eső). Mié rt savas az eső víz?

69

A tiszta légkö rben található széndioxid, ha vízben oldó dik, részben enyhe szénsavvá válik. (Ld. 23. ábra.) A savas eső kialakulá sa kü lö nbö ző szennyező anyagok eseté n Ké ndioxid (SO2)

A kéndioxid vízben részben ké nessavvá oldó dik (H2SO3). A troposzfé rá ban lévő ózon (O3) és a hidrogé nperoxid (H2O2) hatására ké ntrioxiddá (SO3) oxidáló dik, amely vízzel egyesülve ké nsavat (H2SO4) eredményez. Nitrogé noxidok (NOx)

A nitrogén-monoxidot (NO) elsősorban az ózon (O3) és az oxigén (O2) nitrogé ndioxiddá (NO2) oxidálják, melyből salé tromossav (HNO2) és salé tromsav (HNO3) keletkezik. NO + O3 → NO2 + O2 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3 NO + NO2 + H2O → 2HNO2 23. á bra Mié rt savas az eső víz ? Enviromental Sciencine nyomá n)

A SO2 elsősorban hagyományos erőművekből, a NOx főleg kö zlekedésből származik. A SO2 részesedése a csapadék savtartalmában kb. 50 %. Mivel e gáz élettartama magas, és nagy tö megekben bocsátják ki, még a forrástó l 2000 km távolságban is érezteti hatását.

A savas esők elsősorban erdő pusztulá st okoznak, de károsítják a vízi életet és az épületeket is. Az épületek károsítása külö nö sen a nagy értékű műemlékek, kö ztéri szobrok veszélyeztetettsége miatt vált ismertté. A karbonáttartalmú kőzetek, pl. meszes homokkő, márvány, vagy meszes habarcs a kénsavval reagálva gipsszé(CaSO4) alakulnak. CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + CO2 + H2O

A gipsz a hajszálrepedésekbe jutva a víz felvétele esetén megduzzad, a feszültség a kőzetet szétfeszíti. A gipsz a felületen gipszkérget, gipszvirágzást okoz, amely a kő felszínét rétegesen leválasztva rombolja azt. H2SO4 hatására tö nkremennek a festett ü vegek, a SO2 kifakítja, homályossá teszi őket. A savas eső a talajban is káros hatást fejt ki: a H+ ionok kicserélik a talaj agyagásványainak K+, Na+, Mg2+, és Ca2+ ionjait (szilikátpuffer). Ha a talaj pufferkapacitása kimerül, Al3+ ionok szabadulnak fel, amelyek nagymolekulájú alumíniumhidroxid kationok formájában a talajban maradnak. Az Al3+ ionok és a velük együtt felszabaduló nehézfém-ionok tö nkreteszik a gyö kérzetet.

5.6.2. A szmog A szmog kialakulása tipikus példa a szinergizmusra, vagyis arra, hogy tö bb kedvezőtlen tényező együttes hatása nagyon súlyos kö vetkezményekkel járhat.

70

A szmognak két alapvető fajtája ismeretes: − té li szmog (London-típusú) ez a fajta szmog főleg télen, a kö vetkező jellemzők mellett alakul ki: − magas légnyomás − magas relatív páratartalom (> 80 %) − -3 és + 5 oC kö zö tti hőmérséklet − szennyezőanyagok feldúsulása (por, SO2, stb.) − inverzió s légréteg kialakulása − szélcsend Az inverziós ré teg kialakulá sa: télen, fűtési szezonban, az éjszaka folyamán sok szennyező anyag kerül a levegőbe az ipari szennyezésen túl a háztartási tüzelések révén is. A reggeli ó rákban a nagy páratartalom kö vetkeztében (a szennyezőanyagok kondenzáció s magként műkö dnek) nagy kö d (füstkö d) keletkezik. A gyenge napsütés a felső tisztább réteget hamarabb átmelegíti, így ez az inverzió s réteg lezárja az alsó hidegebb réteget, ahol ennek 24. á bra kö vetkeztében a szennyező anyagok koncentráció ja egyre Az inverziós ré teg nagyobb lesz. (Ld. 24. ábra) Ha az inverzió s réteg elég kialakulá sa alacsonyan alakul ki (300 m alatt), az komoly veszélyeket rejt (Enviromental Sciencine magában, légszennyezési katasztró fához vezethet. nyomá n) A London-típusú szmog reduká ló sajátosságokkal rendelkezik. A keletkező H2SO4 és SO2 a lúgos kémhatású szájnyálkahártyán semlegesítődik. A SO2 azonban porszemcsékre abszorbeáló dva, a higroszkó pos ké nsav pedig aeroszolt képezve bejuthat a tü dő be és szétmarhatja a kapillárisok falát, asztmát, tüdőö démát, halálos betegséget okozva.

Londonban 1952 decemberé ben csaknem 1000 ember halt meg egy ilyen tí pusú szennyeződé si helyzet kialakulá sakor, amikor is az inverzió s ré teg tö bb napon á t elzá rta szennyezőanyagok tá vozá sá nak az útjá t. Azó ta nevezik a szinergizmusnak ezt fajtá já t Londoni szmognak.

− fotoké miai szmog (Los Angeles-típusú) Forgalmas nagyvárosokra jellemző jelenség, elsősorban Kaliforniában lép fel. A szinergizmus alkotó elemei: − 25-35 oC hőmérséklet (főleg déli ó rák) − alacsony páratartalom − kis szélsebesség (< 2 m/s) − szennyezőanyagok, elsősorban autó k kipufó gázai (NOx, aromás szénhidrogének) − nagy forgalom − inverzió s réteg Az inverzió s réteg kialakulá sa: A tengeri levegő (hideg) a meleg stacionárius levegő alá áramlik. A hideg légréteg hőmérséklete a talajtó l felfelécsö kken, majd a meleg légrétegbe érve ismét emelkedik. A két légtö meg határán nem jö het létre gázcsere.

71

A nagy forgalom hatá sá ra a szennyezőanyagok má r reggel felszaporodnak, és a napfelkelte utá n az UV-sugá rzá s hatá sá ra a NO2 fotolitikus úton NO+O-néalakul. Az atomos oxigén a molekulá val (O2) egyesül ó zonná (O + O2 ® O3), de reagá l a szénhidrogénekkel is. A szénhidrogénekből szá rmazó gyö kö k (OH-, HO2-) a NO-t NO2-dá oxidá ljá k, és fokozzá k az ó zonszintézist. Az ó zonbó l UV-sugá rzá s hatá sá ra gerjesztett O-atomok hasadnak le, melyek a vízzel OH- gyö kö ket képeznek: H2O + O- → 2OHAz OH- gyö kö k elősegítik a szénhidrogének lebontá sá t, melynek sorá n O2, NO és NO2 részvételével külö nbö ző reaktív szerves gyö kö k, végül peroxialkil-nitrá tok keletkeznek. A peroxi-acetil-nitrá t (PAN) izgatja a nyá lkahá rtyá t. Az O3 ká ros az egészségre és a PAN-hoz hasonló san ká rosítja a levelek szerkezetét.

5.6.3. Az „ózonlyuk” Az előzőekben volt már szó az ó zonréteg elhelyezkedéséről és szerepéről. A tiszta lé gkö rben ez a kb. 15-40 km magasságban húzó dó „védőpajzs” 25. á bra elnyeli a nagy energiájú UV sugarakat, és így megvédi annak káros hatásátó l Az ózonpajzs műkö dé se a bioszférát. Ennek a folyamata a kö vetkező: (ld. 25. ábra) (Enviromental Sciencine nyomá n) Ha az ibolyántúli sugarak elérnek egy O2 molekulát, két szabad oxigénatom keletkezik, melyek mindegyike O2-molekulával egyesülhet és így ó zont képezhet. UV O2 → O + O O + O2 → O3

UV O3 → O2 + O O + O2 → O3 O + O → O2

A létrejö tt ó zon ismét képes ibolyántúli sugárzást elnyelni, és O2-re valamint aktív O-atomra hasadni. A felszabadult O vagy másik O-atommal találkozva O2 molekulát, vagy O2 molekulával találkozva O3-t hoz létre. A reakció k láncolata során természetes egyensúly jö n létre. A hetvenes években végzett kutatások azt mutatták, hogy a fokozó dó kö rnyezetszennyezés megzavarta az érzékeny egyensúlyt az atmoszférában. A kloro-fluoro-karbonok (CFC) vagy más néven freonok hatására elvékonyodott az ó zonréteg az Antarktisz felett. A freonok fö ldkö zelben ártalmatlan, nem mérgező, kevésséreakció képes gázok. Ezért hosszú ideig megmaradnak a fö ldfelszín kö zelében, és csak nagyon lassan (évek alatt) érik el a sztratoszférát. Ott viszont 65-130 éven 26. á bra A freonok hatá sa (Enviromental Sciencine nyomá n) 72

át fejtik ki romboló hatásukat, míg valamilyen szerves vegyületből származó hidrogénnel HCldá egyesülve ki nem mosó dnak a légkö rből (ld. 26. ábra). A freonok a hűtőszekrények hűtőfolyadékaiként, a habosított műanyagok buborékképző anyagaiként, és a spray-k hajtó gázaiként ismertek. Sok freonszármazék ismeretes, a legegyszerűbb a trikló r-fluor-metán. (CCl3F) a freon 11. Minél tö bb ó zon bomlik el, annál tö bb UV sugárzás éri el a Fö ldet. Az ó zonréteg folyamatos elvékonyodását az Antarktisz, és újabban az Arktisz felett is, „ó zonlyuknak” nevezzük. Az ózonré teg vastagsá gá t Dobson-egysé gekben mé rik. 100 Dobson egység 1 mm vastag (0oC hőmérsékleten és 1 atm nyomáson), csak ó zont tartalmazó atmoszférarétegnek felel meg. Az „ó zonlyuk” vastagsága kb. 150 Dobson, míg más helyeken kb. 400 Dobson az ó zonpajzs. A kutató k csak 1985-ben fedezték fel, hogy nem mindenütt, hanem csak az Antarktisz felett vékonyodott el az ó zonréteg. Azt is megfigyelték, hogy az é vszaktól fü ggő en változik a vastagság. 1992-ben az Arktisz felett is észlelték ezt a jelenséget. Az ó zonréteg elvékonyodása tavasszal kezdődik. A jelenségnek a kö vetkező a magyarázata:

Ha a CCl3F-molekulá t ibolyá ntúli sugá rzá s é ri, egy kló ratom lehasad. A szabad kló ratom egy ó zonmolekulá bó l elragad egy oxigé natomot, é s kló rmonoxidot ké pez. (ClO) Visszamarad egy O2 molekula. Ha a ClO oxigé natommal talá lkozik, akkor O2 keletkezik, é s a Cl atom ismé t felszabadul, hogy az egé sz folyamat kezdődhessen elö lről. Ez a reakció korlá tlan szá mban megismé tlődik a freon 65 é ves tartó zkodá si ideje alatt.

A sztratoszféra alsó ritka, hideg rétegében, -80 oC hőmérsékleten, a sarkvidéki tél idején jég- és NOx-kristályokbó l álló felhők képződnek (sztratoszfé ra felhő k). Ezekben a légrétegekben a kémiai folyamatok leállnak. A felszaporodó ClO molekulák akkor kezdik el rombolni az ó zonmolekulákat, amikor a tavaszi Nap újra a sarkvidé k felett süt, elegendő energiát adva az ó zon rombolásához. A sztratoszféra-felhők ekkor még „fagyosak”, nem keverednek el az ó zonban dús rétegekkel. Erre akkor kerül sor, amikor a Nap felolvasztja a NOx-kristá lyokat. Ekkor a nitrogénvegyületek az ó zont „mentesítve” reakció ba lépnek a ClO-dal, és ennek hatására az ó zonritkulás csö kken, az „ó zonlyuk záró dik”.

73

Ká ros hatá sok:

A λ = 242 nm alatti hullámhosszúságú, nagy energiájú sugárzás szintjének megemelkedése megtámadja a bőrt és a szemet. Az ó zontartalom 1 %-os csö kkenése a bőrrák előfordulásának 5 %-os nö vekedését eredményezi. A nö vények terméshozama csö kken. Az UV sugárzás egyre tö bb nö vényi planktont pusztít el az ó ceánokban. A planktonok nagyon sok széndioxidot használnak fel, pusztulásuk esetén nő a széndioxid mennyisége. Az ózonlyuk és az ü veghá zhatá s kö zö tt ilyen mó don is ö sszefü ggé s van.

5.6.4. Az ü veghá zhatá s Ha a légkö rben nem lenne vízgőz és széndioxid, a Fö ld -18 oC-os évi kö zéphőmérsékletű jéggö mbbédermedne. Ezek és még más gázhalmazállapotú anyagok abszorbeálják a hosszúhullámú fö ldi sugárzást, ezáltal évi + 15 oC hőmérsékletet biztosítanak. A CO2 nö velésével azonban nemkívánatos hatások várható k. Az ü veghá zhatá sú gá zok:

vízgőz széndioxid metán nitrogénoxidok freonok

H2O \ CO2 elsősorban természeti folyamatok CH4 / NOx kö zlekedés, ipar CFC ipar

A jelenlegi tendenciát alapul véve a jö vőben a nitrogénoxidok mennyisége a légkö rben 50 %kal nőhet, a légkö r metántartalma pedig 100 %-kal. Az üvegházhatásban a vízgő z 67 %-ban részes, a szé ndioxid 25 %-ban. A szé ndioxid-mennyisé g nö vekedé sé nek oka: − fosszilis tüzelőanyagok égetése (40 000 t/perc) − tró pusi erdők felégetése (700 t/ha) − hiányzó nö vényzet hiányzó fotoszintézise A szé ndioxid-mennyisé g alakulá sa:

100 000 éven át 180-280 ppm ma: 350 ppm 2030-ban 560 ppm o Ez 2-5 C hőmérséklet-emelkedést jelent a bolygó nkon. Mié rt okoz felmelegedé st a CO2-gá z?

A napenergia − infravö rö s sugárzás − látható fény − ibolyántúli sugárzás formájában jut a Fö ldre. Egyharmada visszaverődik a világűrbe (légkö r 25 %, fö ldfelszín 5 %). Egynegyedét elnyelik a felhők, 45 % jut le a Fö ldre. A fö ldfelszínről kisugárzó infravö rö s sugárzás az atmoszférában abszorbeáló dik, és ennek 88 %át az atmoszféra visszasugározza a Fö ldre, ezzel globális felmelegedést okoz.

74

A globá lis felmelegedé s

Ha a Fö ld hőmérséklete való ban lényegesen emelkedne, a sarkvidékek erősebben felmelegednének, mint a tró pusok. Főleg a tavaszi, őszi időszakban lenne szembetűnő a változás. Ennek eredményeként − felmelegednének az ó ceánok − a tró pusi forgó szelek intenzitása, iránya megváltozna − az esőt hozó ciklonok a sarkok irányába toló dnának el − az aratási hozamok az USA-ban, a volt SZU-ban és Euró pában csö kkennének − Alaszkában, Kanadában, Skandináviában és Szibériában kedvezőbbek lennének a termesztési feltételek − az északi Jeges-tenger jégmentesséválna − a hegységek gleccserei, az antarktiszi és grö nlandi jég elolvadna − megemelkedne a tenger szintje − nagy kultúrterületek, világvárosok víz alá kerülnének.

5.7. A levegőszennyezé s elleni vé dekezé s műszaki eszkö zei A légszennyezés csö kkentésére tö bb alternatív lehetőség is ismeretes: energiahordozó k struktúrájának megváltoztatása − tüzelőanyagok kéntelenítse − füstgázok kéntelenítse − porleválasztás − magas kémények építése − zárt technoló giák alkalmazása − gáztisztízás − üzemek áttelepítése − gépkocsik emisszió jának szabályozása A helyhiány miatt itt csak rö viden felsoroljuk az alapvető gá ztisztítá si eljá rá sokat, mivel az újonnan telepítendő ipari létesítményeknél az új kö rnyezetvédelmi tö rvény szigorúan előírja a levegőtisztítási normák betartásához szükséges technoló gia, védőberendezések használatát. A meglévő létesítményeknél is fokozatosan el kell érni a levegőszennyezettség csö kkentését új gáztisztítási berendezések, technoló giák bevezetésével. Rendkívül fontos az, hogy a gáztisztításra a legmegfelelőbb, olcsó és hatékony technoló giát találjuk meg, mivel a tisztítás mértékét sosem gazdasá gi megfontolások, hanem levegőtisztaságvédelmi elő írá sok határozzák meg. Tudni kell, hogy a tisztítási hatásfok nö velésével az eljárás kö ltsé ge exponenciá lisan nő. A mó dszer kiválasztásakor nem elegendő azt vizsgálni, hogy a tisztítandó gázbó l a káros komponensek a megfelelő mértékben eltávolítható k-e, arró l is dö nteni kell, hogy mi legyen a leválasztott komponensekkel a tisztítá s utá n. A tisztítá si eljá rá sok elve a kö vetkező lehet:

− szennyező anyagok ártalmatlanítása átalakítással (pl. szénhidrogének égetéssel való átalakítása széndioxiddá és vízzé) − szennyező anyagokat hasznosítható anyaggá alakítjuk és újra felhasználjuk − tisztítás során a szennyező anyagok dúsítása és végleges elhelyezéséről való gondoskodás (pl. dolomitos füstgáz kéntelenítésnél a magnézium- és kalcium-szulfát elhelyezése) A tisztítá si módok lehetnek:

75

− száraz eljárások: a szennyező anyagok fizikai tulajdonságai alapján tö rténik a szétválasztás. Felté tele: a tisztítandó levegőből gőzö k ne kondenzáló djanak. − nedves eljárások: a gázok és porok valamilyen ún. mosó folyadék alkalmazásával együttesen távoznak a füstgázbó l. Felté tele: a korró zió veszély kiküszö bö lésére és a keletkező, visszamaradó mosó folyadék kezelésére megfelelő technoló gia alkalmazása. A tisztítási mó dok kombinálható k, tö bb lépcsőben végezhetők (pl. durva porleválasztás után nedves gáztisztítás).

5.7.1. Szá raz eljá rá sok Porlevá lasztá s

A megfelelő berendezés kiválasztásához ismerni kell − a porterhelést − a tisztítás mértékét − a por szemcseeloszlását − a vivőgáz tulajdonságait A porlevá lasztá s mechanikus eszkö zei (leválasztási szemcsenagyság 50-100 µm): porkamrák ld. 27. ábra.

27. á bra Porkamrá k (Moser Mikló s-Pá lmai Gyö rgy: A kö rnyezetvédelem alapjai nyomán) Az ábrábó l jó l látható az ütkö ztetéses eljárással (légáramba benyúló terelőfal) műkö dő porkamra műkö dési elve.

76

Elektrosztatikus levá lasztók

Ezeknek a berendezéseknek az elve az, hogy a gázt elektromos erőtéren vezetik keresztül, miáltal a részecskék feltö ltődve az ellenkező tö lté sű elektród felévándorolnak, annak felü leté n lerakódnak, ahonnan a port bizonyos időkö zö nként eltá volítjá k. Porszűrő k

A szűrés általánosan alkalmazott mó dszer a porok, kö dö k és füstö k gázárambó l tö rténő leválasztására. A szűré s elve: a tisztítandó gázt pó rusos anyagon vezetik át, amelyen a porok visszamaradnak. Ennek oka a − szűrőréteg rácshatása − tehetetlenségi erők − elektromos erők − diffúzió kö vetkeztében fellépő tapadás A szűrés előrehaladtával megnő a szűrőréteg ellenállása, ezért a szűrőrétegből a port időnként el kell távolítani, vagy a szűrőréteget cserélni kell.

5.7.2. Nedves gá ztisztítá s A nedves gáztisztítás külö nö sen a kohászatban és vegyiparban használatos eljárás, ahol a porok mellett gázhalmazállapotú szennyezők egyidejű eltávolítása is szükséges. A por elvá lasztá sa nedves eljá rá ssal: A porszemcséket folyadékkal nedvesítik, azok a mosó folyadékhoz kö tődve a gázfázisbó l eltávoznak. A nedvesítés háromféle mó don tö rténhet: − átbuborékoltatással − hűtéssel, a keletkező kondenzvíz eltávolításával − ütkö ztetéssel, mosó folyadék beporlasztásával, vagy a gáz vékony folyadékfilmmel való szembeáramoltatásával Leggyakoribb berendezé sek − permetező mosó k − tö ltetes tornyok (ld. 28. ábra) − nedves dinamikus berendezések − tányéros tornyok − nedves centrifugális berendezések − Venturi-mosó k

77

28. á bra Tö ltetes tornyok (Moser Mikló s-Pá lmai Gyö rgy: A kö rnyezetvédelem alapjai nyomán)

Gá zok elnyeleté se a mosófolyadé kban

A szennyező gázok elnyeletésére a gázabszorpció alapvető ö sszefüggései érvényesek. Fizikai oldó dás esetén a folyadékban oldott gáz koncentrá ciója arányos a gáz parciális nyomásával. A hatásfok nö velésére tehát a gázt és az elnyelető folyadékot ellená ramban célszerű vezetni. A hatá sfok tovább nö velhető, ha a szennyező gázkomponens és a mosó folyadék kö zö tt ké miai reakció játszó dik le.

78

6. A víz. A víz körforgá sa, vízszennyezé s, vízvé delem Ha a tudó sok megvizsgá lnak egy bolygó t valahol a Naprendszerben, arra keresve vá laszt, hogy kifejlődhetett-e rajta az élet, az első tényező, ami utá n kutatnak, a víz. Víz nélkül ugyanis nem létezhet élet. A Fö ldö n rengeteg víz van (a hidroszféra 1,34×109 km3 vizet tartalmaz), a fö ldfelszín kb. 70 %-á t víz borítja, de ennek nagy része só s. Minden szá razfö ldi ö koszisztéma, beleértve az emberét is, természetesen az édesvíz haszná latá n alapul. (Édesvíz só tartalma: < 0,01 %.) Ez a fajta vízkészlet má r jó val korlá tozottabb mértékben van a Fö ldö n, kevesebb, mint 1 %-a a teljes vízkészletnek. A Fö ldö n minden víz a tisztítás és újrafelhasználás kö rforgásán megy keresztül.

6.1. A víz fizikai állapotai A mindennapi életünk során a víz három fizikai állapotával találkozunk: − folyékony (víz) − szilárd (jég) − légnemű (vízpára, vízgőz) Ez a három fázis a vízmolekulák kö zö tti kö lcsö nhatás eredménye. A kö lcsö nhatásban alapvetően két tényező játszik szerepet: (ld. 29. ábra) − hidrogénkö tés − kinetikus energia A hidrogé nkö té s révén az egyik vízmolekula hidrogénatomja kö tődik a másik molekula oxigénatomjához, szilárd szerkezetet alkotva. A hidrogénkö tés ereje á llandó. A mozgá si energia a molekulákat ö sszetartó erő ellen hat. Nagysága arányos a hő mé rsé klettel. A molekulák kö zö tti ö sszetartó erő nagysága, és így a víz halmazállapota a két hatás egyensúlyának az eredménye. A szilárd - folyékony - légnemű halmazállapotok átalakulása visszafordítható folyamat, és ez a lényege a víz kö rforgásának és tisztulásának a bioszférában.

29. á bra A víz fizikai á llapotai (Environmental Science nyomá n)

6.2. A víz kö rforgása A víz légneművévá lá sa, majd visszaalakulá sa újra folyadékká magá ba foglalja a desztillá ció folyamatá t, ami egy nagyon fontos tisztítá si (tisztulá si) eljá rá s. Amikor ugyanis a víz elpá rolog, csak a vízmolekula hagyja el a felszínt, a só k és má s oldott anyagok visszamaradnak. Így az újra kondenzá ló dó víz má r tiszta lesz. Ez a víz természetes tisztulá sá nak egyik mó dja. Ipari méretekben ez nagyon kö ltséges eljá rá s. Mivel a Fö ldfelszín legnagyobb része víz, természetes, hogy az ó ceá nok felszínéről tö rténő pá rolgá ssal kerül az atmoszférá ba a legtö bb vízpá ra. Ugyanígy pá rolog a vizes fö ld, a kisebb folyó k, tavak. A zö ld nö vények a talajbó l felvett víz egy részét az életfolyamataik sorá n (sejtlégzés) pá rologtatá ssal juttatjá k vissza a légkö rbe.

79

A légkö rben lévő pá ra mennyisége a nedvességtartalom (ld. 5.5.). A víz a kö rforgá sa sorá n tehá t a vízpá rá bó l csapadékká alakulva (1. sz. tisztulá si pont) lehullik. Egy része lefolyik a fö ldfelszínen és bejut a legkö zelebbi befogadóba (folyó , tó , tenger, épített kö rnyezetben víznyelő). Má sik része beszivá rog a talajba, ahol a talaj ö sszetételétől, a csapadék mennyiségétől függően rö videbb-hosszabb szivá rgá si idő alatt (2. tisztulá si szakasz) lejut a talajvíz felszínéig és a talajvizet gyarapítja.

30. á bra A víz kö rforgá sa (Environmental Science nyomá n) A szivá rgá s sorá n a víz nemcsak tisztulhat, hanem gyarapodhat is néha értékes, má skor veszélyes anyagokkal azá ltal, hogy kioldja a talajbó l a benne lévő só kat, elemeket. A leszivá rgó víz nagy részét a nö vények gyö kere veszi fel, illetve egy része a talajban megkö tődik, a talaj szerkezetétől függő mennyiségben (ld. 30. á bra). Ahol a talajvíz a felszínre kivezető nyílá st talá l, forrá s formá já ban folytatja útjá t, mígnem elér egy befogadó folyó t, vagy tengert és a kö rforgá s kezdődik elö lről. Vízzá ró réteg felett a víz a felszín alatt is eljuthat egy befogadó ba. Ö sszefoglalva tehá t a víz kö rforgá sa mindig − pá rolgá sbó l − kicsapó dá sbó l (kondenzá ció ) − csapadékképződésből á ll.

80

3 fő kö rforgá si út lé tezik:

ó ceá n - légkö r - ó ceá n ó ceá n - légkö r - szá razfö ld - ó ceá n szá razfö ld - légkö r - szá razfö ld

6.3. A termé szetes vizek osztályozása előfordulási helyü k szerint A vizek természetes előfordulá suk szerint lehetnek: − felszíni vizek − felszín alatti vizek

6.3.1. Felszíni vizek Hosszú, nagy folyó ink á tfolyó vízkészletét és vízjá rá sá t dö ntően az orszá gon kívüli meteoroló giai kö rülmények, tová bbá a hazai domborzati viszonyok hatá rozzá k meg. Folyók

(Csak a két legnagyobb folyó t említjük.) Magyarorszá g teljes egészében a Duna vízgyűjtőterületéhez tartozik. A Duna Kö zép-Euró pa legnagyobb folyó ja. Hossza: Magyarorszá gon 410 km (2850 km-ből) Kö zepes vízhozama (KÖ Q): Pozsonyná l 2080 m3/s Mohá csná l 2330 m3/s (Kö zepes vízhozam: valamely hosszabb időszak kö zépvízhozamainak szá mtani á tlaga.) Vízszintkülö nbsége a Magyarorszá gi szakaszon 49 m az alá bbi, 9. sz. tá blá zat szerinti elosztá sban.

81

a Duna esé se Pozsonytó l Komá romig 26,33 m innen Esztergomig 2,83 m innen Budapestig 4,93 m innen Bajá ig 12,86 m innen Mohá csig 1,72 m innen a Drá va 4,14 m torkolatá ig 9. tá blá zat

(26,2 cm/km) (5,8 cm/km) (5,8 cm/km) (6,9 cm/km) (5,0 cm/km) (5,0 cm/km)

A Tisza az orszá g má sodik legnagyobb folyó ja. Hossza: Magyarorszá gi szakaszá n 500 km (966 km-ből) Vízszintkülö nbsége: 35 m Esése: Vá sá rosnaményná l ∼ 10 cm/km Csongrá dná l ∼ 3 cm/km Mindkét folyó nak két (esetleg há rom) á rvize van évente: − tavaszi á rvíz − kora nyá ri − téli (jeges) á r Tavak

Balaton Felszíne: ∼ 600 km2 Á tlagos mélysége: 3m Felületéről tö bb víz pá rolog el, mint amennyi csapadék hull rá évente. Vízpó tló ja a csapadékon kívül a Zala folyó . Ennek a hordaléká t hivatott visszatartani a Kis-Balaton. A KisBalaton régi, természetes vízszűrő rendszerének visszaá llítá sá val, a Balatont tá plá ló Zala folyó vízgyűjtő területének védelmével, a Keszthelyi-ö bö l szerves üledékének kotrá sá val, valamint a Balaton kö rnyéki települések infrastruktúrá já nak a javítá sá val pró bá ljá k a Balaton vízminőségét helyreá llítani. A Velencei-tó Felülete: kb. 25 km2. Ebből 12 km2 ná ddal borított híná ros, a mocsarasodá s jeleit mutatja. Legnagyobb mélysége: 2 m A Fertő -tó Felülete: 337 km2, amelyből 87 km2 tartozik Magyarorszá ghoz. Ennek 98-99 %-a ná ddal borított, mocsaras jellegű. Sekély vizű, 60-70 cm mély kö zepes vízá llá skor. A tö bbi felszíni vizünkkel terjedelem hiá nyá ban nem foglalkozunk. Magyarorszá g évente megújuló vízkészlete 172 km3/év. − Ebből 66 % külfö ldi vízgyűjtőkből szá rmazik. − 34 %, azaz 58 km3 az évi á tlagos csapadékmennyiség. Ebből 52 km3 elpá rolog és csak 6 km3 jelentkezik lefolyá sként a vízfolyá sokban, vagy beszivá rgá sként a felszín alatti

82

vizekben. Ez a tény is arra figyelmeztet, hogy nem gazdá lkodhatunk meggondolatlanul a vízkészletünkkel.

6.3.2. Felszín alatti vizek − Talajvíz

Az első nagy vízzá ró réteg fö lö tt elhelyezkedő felszín alatti víztö meg, amely a víztartó poró zus réteg hézagain keresztül kö zvetlenül érintkezhet a szabad levegővel és a felszín alá szivá rgott esővízzel. A talajvíz felszíne „nyílt” vízfelszín, amire a légkö ri nyomá s hat. A talajvíz a nehézségi erő irá nyá ba mozog a víztartó rétegben. − Ré tegvíz, arté zi víz

Egy má sodik vízzá ró réteg felett és az első vízadó réteg alatt elhelyezkedő víztö meg. A talajvíztől vízzá ró réteg vá lasztja el (ld. 31. á bra), ezért nincs kö zvetlen kapcsolatban a beszivá rgó csapadékvízzel, sem a talajvízzel (kivétel a Szigetkö z, ahol nincs meg ez az ö sszefüggő védőréteg), és így a rétegvíz szennyezésmentessége biztosítható . Á ltalá ban nyomá s alatti víz, aminek kö vetkeztében a szintjéig lefúrt kútban felemelkedik a víz. Ha a felszín fö léjö n, pozitív artézi kútró l, ha a felszín alatt marad a csőben, negatív artézi kútró l beszélünk.

31. á bra Termé szetes vizek elő fordulá si helye (Environmental Science nyomá n) − Parti szűré sű víz

Ivó víz-kivételi helyek céljá ra a folyó k partja mentén fúrt kutak vize, amelyben a folyó oldalá ró l érkező szennyezéseket az á ltalá ban kavicsos talajréteg kitűnő szűrőhatá sa tartja tá vol − Karsztvíz

A víztartó réteg alapjá n elnevezett víz. A karsztvíztartó mészkő vagy dolomit, amelyben repedések keletkeznek és a leszivá rgó víz oldó hatá sá ra ezek tá gulnak, így kialakul egy ö sszefüggő víztartó -vízvezető rendszer. A rétegnek szűrő hatá sa nincs. − nyílt karszt: felszínkö zeli, szennyeződésre fokozottan érzékeny − fedett karszt: felszínkö zeli szennyeződésre érzékeny, − seké ly karszt: felszínkö zeli szennyeződésre érzékeny, − mé lykarszt: nem szennyeződésérzékeny, á ltalá ban jó minőségű ivó víz − Hé víz

A felszín alatti víznek a hőmérséklet alapjá n megkülö nbö ztetett csoportja (26-90 oC).

83

Hőfoká t a mély előfordulá si helyének hőjéből nyeri. Magas oldott á svá nyianyag-tartalma á ltalá ban gyó gyhatá súvá teszi. Magyarorszá g gazdag hévizekben (pl. Bük, Harsá ny, Hévíz).

6.4. Vízgazdálkodás A vizek természetes kö rforgá sá ba, a lejá tszó dó kö rfolyamatokba való , az emberi é let szá má ra szü ksé ges beavatkozá sok ö sszessége a vízgazdá lkodá s. A vízgazdá lkodá snak két alapvető irá nya van: − a passzív vízgazdá lkodá s feladata a vizek ká rtételeinek elhá rítá sa érdekében végzett munká k megszervezése (pl. á rvízvédekezés, belvízrendezés); − az aktív vízgazdá lkodá s a vizek hasznosítá sá ra irá nyul (pl. vízi utak kialakítá sa, energiahasznosítá s, ipari- és ivó vízellá tá s). A vízgazdá lkodá s nagyon ö sszetett feladat, és a hidroló gia tudomá nyá nak alapvető ismeretére épül. A vízgazdá lkodá s szakterületei: − vízrendezés − á rvízmentesítés − folyamszabá lyozá s − mezőgazdasá gi vízhasznosítá s − ivó vízellá tá s − csatorná zá s − szennyvíztisztítá s − ipari vízgazdá lkodá s − vízminőség-védelem − hévízhasznosítá s A felsorolá sbó l is kiderül, hogy az élet minden területén alapvető fontossá gú a víz, de az is szemléletesen lá tszik, hogy há nyféle céllal tö rténhet beavatkozá s a természetes vízkö rforgá sba. Ennek a beavatkozá snak két lényeges pontjá t említjük itt meg, mert ez a kettő az, amelyik alapvetően meghatá rozza a vízkö rforgalom egyensúlyá nak helyzetét. Az első, amikor a kö rforgá sbó l elvesszük valamilyen vízhaszná lati céllal a vizet: a vízkivé tel, vízkinyerés. A má sodik az, amikor a vizet haszná lat utá n visszaadjuk a kö rforgá snak való színűleg szennyezettebben, mint ahogyan megkaptuk; ezért ez tö bbnyire a szennyvízkibocsá tá s, szennyvíztisztítá s témakö rébe tartozik. Az első esetben alapvetően a vízmennyisé g az, ami gondot okozhat a természetes rendszerben, míg a má sodik esetben a vízminő sé gi kérdéseken van a hangsúly.

6.4.1. A vízhaszná lat A vízzel való gazdá lkodá s, a vízké szlet-gazdá lkodá s feladata a vízké szlet és vízigé ny ö sszevetése alapjá n a vízmé rleg egyensúlyá nak biztosítá sa. A Fö ld vízkészlete, ahogy erről má r szó volt, 1,34 milliá rd km3. Ebből édesvíz: 37 millió km3. A vízigények kielégítésekor felső korlá tké nt mindig a vá rható legkisebb vízhozam értékét kell vá lasztani. Ez az a vízmennyiség, amelyik akadá lytalanul a rendelkezésünkre á ll (természetes úton pó tló dik, ezá ltal nem csö kkentjük a vízkészletet). 84

Ha ezt az elvet nem tartjuk be (és ez sajnos nagyon sokszor előfordul), akkor ez a vízkészletek csö kkenésével és súlyos kö vetkezményekkel (aszá ly stb.) já r. Ld. 32. á bra.

32. á bra A vízhaszná lat é s a vízhozam ö sszefü ggé se Az á brá n azt mutatjuk be, hogy a természetes kö rforgá sban is vannak olyan évek, amikor nem hullik elegendő csapadék, és a szá razsá g miatt időszakos vízhiá nyok lépnek fel. Ezek á ltalá ban meghatá rozott rendben kö vetik egymá st és az értékek egy á tlagos vízhozam kö rül ingadoznak. A vízhaszná lat fokozott nö velésével ezek a vízhiá nyos perió dusok egyre sűrűbben jelentkeznek, és a vízkészlet a kö ztes időben nem tud megújulni. A vízhaszná lat célja meghatá rozza a vízkivétel (vízkinyerés) helyét és a felhaszná lni kívá nt víz minőségét is. Vízkivé tel a kö vetkező cé lokra tö rté nhet:

6.4.1.1. Ivóvízellá tá s Ivóvíz az a víz, amit a szervezetünk folyadékszükségletének kielégítésére kö zvetlenül megiszunk vagy az elkészített ételekkel elfogyasztunk, illetve mindaz az ivó víz-minőségű folyadék, amit má s célokra (fürdés, mosá s, takarítá s stb.) haszná lunk fel. Az ivóvíz minő sé ge A vízszennyező anyagok egészségká rosító hatá sai 100 éve ismertek. A fertőző betegségeknek tö bb mint a fele a víz útjá n terjed. Az ivóvíz nem tartalmazhat az egészséget bá rmilyen mó don ká rosító anyagot. Az ivóvíznek tartalmaznia kell a legfontosabb só kat, amelyekre a szervezetnek szüksége van. Az ivó víznek ezenkívül á tlá tszó an tisztá nak, jó ízűnek és szagtalannak kell lennie. Valamely víznyerőhelyről vett vízminta vizsgá lata dö nti el, hogy a víz ivó víz-minőségű-e. A vizsgá latokat szabvá nyok szabá lyozzá k és előre megadott hatá rértékek jelentik a korlá tokat. A minősítés fizikai, kémiai és bakteroló giai vizsgá lat alapjá n tö rténik. A 10. tá blá zatban a fizikai-kémiai ivó víz-minősítés hatá rértékeit mutatjuk be.

85

Jellemző k hőmérséklet (oC) íz- és szagerősség, higítá si viszonyszá m, P lebegőanyag (g/m3) pH ö sszes só tartalom (g/m3) fajlagos elektromos vezetőképesség 20 oC-on (µS/cm) ö sszes keménység (CaO, mg/l) szulfá t (g/m3) vas (g/m3) mangá n (g/m3) Jellemző k réz (g/m3) cink (g/m3) ammó nia-detergens (g/m3) fluorid (g/m3) fenolok (g/m3) kőolaj (g/m3) metá ntartalom 0 oC-on, 1 bar nyomá son (dm3/m3)

Hatá ré rté k megfelelő tűrhető 20 30 4 8 1 7,0-8,0 1000 1350

2 6,8-8,5 1200 1500

150

350

200 0,2 0,1

300 0,3 0,2

Hatá ré rté k megfelelő tűrhető 0,2 1,0 0,2 1,0 0,2 0,5 0,9-1,7 0,002 0,02 0,01 0,3 0,8 10. tá blá zat

Ivóvíznyerő helyek

Az orszá g ivó vízellá tá sá nak tö bb, mint 90 %-á t felszín alatti vízké szletbő l fedezzük. Az utó bbi 50-60 évben a vízkivétel kezdte meghaladni a szá mítható utá npó tlá s mértékét. Évente kb. 1 km3 felszín alatti vizet haszná lunk el ivó vízként. Az orszá g legjelentősebb ivó vízbá zisai a parti szűré sű vízkészletek. (Pl. Duna, Rá ba tö rmelékkúpja a Kisalfö ldö n, a Duna á rtéri és teraszkavicsainak vízadó i a vízfolyá s mentén, a Sajó és a Herná d tö rmelékkúpjai.)

A vízkivé tel lé tesítmé nyei

A felszín aló li vízszerzés létesítményei a kutak. A kutak készülhetnek − á sott − süllyesztett − vert

86

− fúrt kivitelben.

− Á sott kút

Kis vízigény kielégítésére alkalmas (0,5 - 5 m3/d). Mélysége á ltalá ban 12 méterig terjed, és az első vízadó réteg talajvizének megcsapolá sá t teszi lehetővé. Á ltalá ban előregyá rtott beton kútgyűrűket süllyesztenek a tö bbnyire kézi erővel kiá sott kútba.

− Fúrt kút

A fúrt kutakat (csőkút) á ltalá ban 30 m mélységig fúrjá k, de tö bb szá z méterre is lefúrható k, ha szükséges. Készítése egyszerű, mivel á tmérője kicsi ( ∼ 250 ∼ 350 mm). Rendszerint acél béléscső védelme mellett fúrnak le a tervezett mélységig. Ennek elérése utá n helyezik be a műanyag szűrőcsö vet, amelynek az alsó része a vízadó réteg vastagsá gá ban perforá lt. A béléscső kihúzá sa előtt a béléscső és a szűrőcső kö zétiszta apró szemű kavicsot szó rnak (a két cső á tmérőjének külö nbsége kb. 50-200 mm), hogy a vízadó réteg apró szemcséinek a szűrőcsőbe való bejutá sá t megakadá lyozzá k. A szűrőcsö vet alul lezá rjá k, így csak a perforá lt részeken oldalró l juthat be a víz. A kis á tmérő miatt az ilyen kútban csak kevés víz tá rozó dik, a víznyeréshez tehá t folyamatos szivattyúzá s kell. (Ld. 33. á bra.)

33. á bra Á sott é s fúrt kút (Varga Lá szló : Vízvé delem nyomá n) − Csá pos kút

A parti szűré sű víz kitermelésének a berendezése. A parti szűrésre a lassú szűrés, azaz a természetes - fizikai, kémiai és bioló giai - részfolyamatok együttes hatá sa jellemző. A vízkészlet felszíni víz, á ltalá ban folyó víz, amelynek a minősége a partiszűrés jö vője szempontjá bó l alapvető jelentőségű, hiszen a szemcsés kö zeg tisztító képessége véges kapacitá sú. A csá pos kút lényegében egy nagy á tmérőjű (2,2 - 5 m) akna, amelyet a vízadó réteg alatti vízzá ró rétegig lesüllyesztenek. Az akná bó l sugá rirá nyban vízszintes acél csá pokat (160-220 mm á tmérő) sajtolnak ki a vízadó rétegbe. A csá pok perforá ltak, ezek a tulajdonképpeni

87

víznyerő csö vek. A vízadó réteg vastagsá gá tó l, vízhozamá tó l függően tö bb szinten (1-3) szintenként 5 vagy 7 perforá lt cső biztosítja a napi 2000-5000 m3 vízhozamot. A vizet természetesen itt is szivattyúzá ssal hozzá k a felszínre. (Ld. 34. á bra.)

34. á bra Csá pos kút (Mé rnö ki ké zikö nyv nyomá n)

A víznyerő helyek vé delme

Az ivó vízhá ló zatra termelő műtá rgy (pl. parti szűrésű kutak) felső felülete nem lehet szabad. Illetéktelenek elől elzá rt helyen kell lennie. Nemcsak a műtá rgyakat kell azonban védeni, hanem azt a területet is, ahonnan az ivó vízellá tá sra szolgá ló vizet nyerjük. Ez a vízvé delmi terü let. A vízvédelmi terület ivó - vagy gyó gyvíz nyerésére, tá rolá sá ra, kezelésére kijelö lt terület és kö rnyezete, amelyen csak olyan tevékenység folytatható - ható sá gi engedéllyel - amely a víz mennyiségét és minőségi megó vá sá t nem zavarja. A vízvédelmi területnek 3 ö vezete van: − belső vé dő ö vezet Bekerített, lezá rt terület; idegeneknek tilos a belépés. Csak a vízkitermelés létesítményei talá lható k itt. − kü lső vé dő ö vezet A belső védőö vezet szélétől szá mított kb. 100 m szélességű sá v. Erre a területre belépni vagy szennyezést nem okozó tevékenységet folytatni csak ható sá gi engedéllyel és korlá tozottan lehetséges. − hidrogeológiai vé dő ö vezet

88

Kiterjedése a víznyerő hely kö rnyezetének geoló giai adottsá gaitó l függ, és kilométeres nagysá grendű is lehet. Területén mezőgazdasá gi művelés, bá nyaművelés, erdőirtá s csak ható sá gi engedéllyel lehetséges. A vízvédelmi terület mélységi kiterjedését is magá ba foglaló tér a vé dő idom, a víznyerő helyet kö zvetlenül védő terület hatá rá hoz tartozó fö ldtest, melyben tilos bá rmely vízhozamot vagy minőséget befolyá soló létesítményt elhelyezni. Ha a vízvétellel nyert víz a minősítési vizsgá latok szerint nem megfelelő minőségű, akkor vízkezelé si eljá rá sokkal lehet javítani rajta. A kezelés tisztítá s jellemző mozzanatait mutatja a 35. á bra. Az á brá n nem szerepel az esetleges felszíni kivétel esetén szükséges szűré si folyamat, ami a nagyobb vízben úszó szennyeződésektől szűri meg a vizet (gereb, szita).

35. á bra Vízkezelé s, -tisztitá s (Environmental Sciencie nyomá n)

Az apró szemű lebegő szuszpendá lt anyagokat vízhez kevert vegyszerek segítségével lehet eltá volítani. A leggyakrabban alumíniumszulfá tot adunk koagulá ció s anyagként. Ennek hatá sá ra ülepedőképes pelyhek képződnek (flokkulá ció ). Ez a folyamat a deríté s.

A kö vetkező fá zis a derítőből is tová bbjutott szennyeződések szűré se. A szűrés a víz szemcsés kö zegen tö rténő á tá ramoltatá sá val tö rténik. Lehet: − homokanyagú gyorsszűrő (1 m vastag, á tá ramlá si sebesség 4 m/h, szemcseméret 0,8 - 1,2 mm) (Koagulá ció : a folyadé kban oldott, vagy diszpergá lt − homokanyagú lassúszűrő (0,8-1,2 m vastag, szivá rgá si sebesség 0,2 m/h, szemcseméret 0,3 - 0,8 mm) anyagok tö mö rü lé se, szilá rd fá zisúvá alakulá sa.) − aktívszén szűrő (1-3 m vastag, á ramoltatá si sebesség 7-10 perc a teljes keresztmetszeten á t) Fertő tleníté s

A víz csírá tlanítá sa á ltalá ban kló rgá zzal tö rténik, de ibolyá ntúli sugarakkal is lehet fertőtleníteni, ennek is megvan má r a kidolgozott technoló giá ja. A kezelési eljá rá sok sorá n lehet beiktatni az egyes íz- és minőségjavító anyagok hozzá adagolá sá t is. Ezutá n a tá rozó kba kerülhet az ivó víz, ahonnan az ivó vízellá tá s kialakult rendszerein keresztül a napi ivó vízszükségletnek megfelelő mennyiség eljut a fogyasztó hoz.

89

6.4.1.2. Mező gazdasá gi vízhasznosítá s Nagy folyó ink ví zhozamá t ntö zőbá ziské nt is figyelembe ell venni. Az Alfö ld folyó inak zabá lyozá sa é s a ví zrendezé s orá n megé pü ltek azok a nyitott őcsatorná k, amelyek a agyobb folyó k vizé t az Alfö ldre vezetik, és ott ntö zőcsatorná kba juttatva sztjá k szé t. Ezek a csatorná k, em egyszer az ntö zőcsatorná k is, efogadó ké nt is szolgá lnak é s zerepet kapnak a belví z és a elepü lé si szennyví z lvezeté sé ben is. A só felhalmoó dá s fő forrá sai az ipari é s elepü lé si szennyvizek, a mezőgazdasá gi eredetű emosó dá s, valamint az utak ó zá sa. Az alfö ldi ví zfolyá sok ó tartalmá t tová bb nö veli a é ví zhasznosí tá s sorá n eletkező vizek bejutá sa a í zbá zisokba.

A mezőgazdasá g az elsődleges termékeket a természeti erőforrá sokbó l á llítja elő. Éghajlati adottsá gaink kö zö tt á ltalá ban kétirá nyú szabá lyozá sra van szükség ugyanazon a területen; bizonyos időszakokban − ká ros vízfelesleg ellen, vízelvezeté s − ká ros vízhiá ny ellen, vízpótlá s, ö ntö zé s A mezőgazdasá gi hasznosítá sú vizeknek nem olyan szigorú a minőségi előírá si rendszere, mint az ivó vízé, de a ná lunk jelenleg haszná latos ö ntö zési technoló giá k ö ntö zésre ké miailag jó minőségű, ipari szennyeződésektől mentes vagy alig terhelt vizeket igényelnek. Nitrá tra, á ltalá ban tá panyagokra vagy oldott szerves anyagokra nem érzékenyek, bakteriá lis szennyezettségük azonban nem kívá natos, a nagy sótartalom pedig egyenesen há trá nyos. A mezőgazdasá g ö ntö zéssel haszná lja el a legtö bb vizet, de má s felhaszná lá si területek is vannak. Pl. tó gazdasá gok vízhaszná lata á llattenyésztésben itatá sra és tisztogatá sra haszná lt vizek

6.4.1.3. Ipari vízhaszná lat

Az iparban a vizet kö zvetlenül a termelési folyamatban vagy kö zvetve segédanyagként haszná ljá k. A felhaszná lni kívá nt víz minősége a termelési céltó l és az alkalmazott technoló giá tó l függ. Néhá ny ipará g vízminőségjellemzőjét mutatja a 11. tá blá zat. 11. tá blá zat Az ipar teljes É lelmiszeripar Vízminő sé - Erjedé ses Tej-, Cellulóz- Gyógyszer vízigénye, vízszükséglete az a gi jellemző iparok tejtermé ké s -, (é lesztő -, , papírgyá r vegyszerg vízmennyiség, amelyet az ipar egy esztendő szesz- stb.) konzervgy tá s yá rtá s alatt termékei á rtá s előá llítá sa sorá n ö sszes <200 <200 <200 <200 elhaszná lt ill. oldott hasznosított. Ennek tartalom csak egy há nyada a (mg/l) frissvízigény. A teljes ö sszes <8 <200 <8 <8 vízigé ny és a keménység frissvízigény (CaO, mg/l) külö nbö zetét vas (mg/l) <0,1 <0,1 <0,2 0 ipará ganként a 12. mangá n <0,05 <0,05 <0,1 0 tá blá zat mutatja. (mg/l) pH 7-7,8 7-7,8 7-7,8 ∼7 nitrit (mg/l) 0 ∼0 ∼0 ∼0 KOI (mg/l) <2 <2,5 <3 <6

90

A magyar iparra 1980-ban jellemző vízfogyasztá s Ipará g frisstö bbszö rö s teljes vízfelhaszná lá s (millió m3) bá nyá szat 44 17 661 kohá szat 138 414 552 gépipar 99 44 143 építőanyag-ipar 24 65 89 vegyipar 185 453 638 kö nnyűipar 133 208 341 élelmiszeripar 118 139 257 villamos2385 2482 4867 energia-ipar egyéb ipar 8 3 11 12. tá blá zat A mezőgazdasá gi és ipari vízhaszná lat tö bbszö rö se a lakossá gi vízhaszná latnak.

6.4.1.4. Vízminő sé gi kategóriá k Bá r a gyakorlatban a víz minősítését mindig azoknak a paramétereknek a mérésével végezzük, amelyek a vízhaszná lat célja szempontjá bó l fontosak, a felszíni vizeinknek a vízi ö koszisztéma viszonylagos stabilitá sá t biztosító és egyidejűleg a mértékadó vízhaszná lat (ivó víz, ö ntö zés, ipari vízellá tá s) igényeit kielégítő integrá lt kö vetelmé nyrendszer alapjá n minő sítjü k. I. osztá ly: tiszta víz − ö koló giai feltételeket kielégíti − víztisztítá ssal ivó víz II. osztá ly: kissészennyezett víz − nincs ká ros hatá ssal az ö koló giai rendszerre − bonyolultabb víztisztítá si technoló giá val tisztítható , hasznosítható III. osztá ly: szennyezett víz − ö koszisztéma ká rosodik − vízhaszná latra nem alkalmas A felszíni vizek fenti kategó riá ba sorolá sá t orszá gos tö rzshá ló zati mintavételi rendszer mérései (évi 26 alkalom) alapjá n végzik el. A mérések alapjá n a víz: I. osztá lyú: ha a mérések 80 %-a I. osztá lyú II. osztá lyú: ha a mérések 80 %-a I-II. osztá lyú III. osztá lyú: ha a II. osztá ly feltételei nem teljesülnek A 13. tá blá zat a minősítés alapjá ul szolgá ló komponensek hatá rértékeit mutatja.

91

ví zminősé g megí té lé sé hez ntos a ví z oldott igé ntartalma (mg/l) ami az rob bakté riumok, halak, stb. etlehetősé geinek lkü lö zhetetlen felté tele. OI5 = biológiai oxigé nigé ny, az oxigé nmennyisé g ami egy ennyví z biológiai tisztításához 5 nap alatt 20 -on szü ksé ges. é rté kegysé ge mg/l, g/m3. A tiszta folyó ví z BOI5 é rté ke 1-3 mg/l erősen szennyezett folyó ví z BOI5 é rté ke 5-8 mg/l telepü lé si szennyví z BOI5 é rté ke 200-350 mg/l.

szerves anyagok gyors é s ké letes meghatá rozá sa pl. lium-dikromá ttal való idá lá ssal lehetsé ges. Ezt az é ket, mint KOI-t (= ké miai igé nigé nyt) adjá k meg. é rté kegysé ge mg/l. lagos telepü lé si szennyví z: OI = 600 mg/l ari szennyví z: KOI = tö bb er mg/l

Komponensek

vízhőmérséklet (oC) fajlagos vezetőképesség 20oC (mS/cm) ö sszes oldott anyag (mg/l) pH oldott oxigén (mg/l) KOI (eredeti, mg/l) BOI5 (mg/l) Ö sszes keménység (CaO, mg/l) lúgossá g (mmol/l) magnéziumion (mg/l) ammó niumion (mg/l) nitrition (mg/l) nitrá tion (mg/l) ortofoszfá tion (mg/l) kloridion (mg/l) szulfá tion (mg/l) á svá nyolajok (mg/l) fenolok (mg/l) anionaktív detergens (mg/l) ná trium (mg/l) mangá n (mg/l) vas (ö sszes, mg/l) olajfedettség (%) Pantle-Buck-index

Kívá natos hatá sé rté kek I. osztá ly 25 800

Tűrhető hatá ré rté kek II. osztá ly 30 1600

500

1000

6,5-8 6 25 5 150

6,5-8,5 4 40 10 350

2-15 50 1,0 0,1 20 0,3 100 100 0,02 0,005 0,2

<2, >15 100 2,5 0,3 40 2,0 200 250 0,2 0,02 0,5

35 0,5 0,5 0 2,5 13. tá blá zat

45 1,0 2,0 10 3,5

A BOI5-tel való meghatá rozá s elsősorban a kö nnyen lebontható , oldott anyagokra pl. a há ztartá sok és kisipari üzemek természetes anyagaira terjeszthető ki. Bizonyos kémiai termékeket a baktériumok csak lassan, vagy egyá ltalá n nem képesek lebontani. Ezért fontos az értékelésbe ezeket az adatokat is bevonni.

6.5. Szennyvizek A szennyvíz há ztartá si, mezőgazdasá gi, kézműipari és ipari haszná lat kö vetkeztében elszennyezett haszná lt víz. Tá gabb értelemben a tetőfelületekről, az udvarokró l, utakró l lefolyó víz, tehá t a településekre hulló és gyűjtőn á t a befogadó ba jutó víz is szennyvíznek szá mít. A szennyvizeket csatornahá ló zatba ö sszegyűjtik és (jó esetben) a szennyvíztisztító telepre (kedvezőtlenebb esetben egyből a befogadó ba) juttatjá k.

92

A csatornahá lózat lehet:

− egyesített rendszerű (mindenféle szennyvizet egy vezeték szá llít el) − szétvá lasztott rendszerű (egyik vezeték a csapadékvizek, a má sik az ö sszes tö bbi szennyvíz elvezetésére szolgá l).

6.5.1. A szennyvíz hatá sa az é lő vizekre Az ipari szennyvizek szennyezőanyag-tartalma igen vá ltozatos attó l függően, hogy milyen ipará gbó l és milyen technoló gia haszná latá bó l szá rmazik. Az ipari szennyvizeket az ipartelepeken tö rtént előkezelés nélkül nem lehet a vá rosi szennyvizeket vivő csatornahá ló zatba engedni. A befogadó ba kerülő szennyezőanyagok ö sszetétele, koncentrá ció ja külö nféle fizikai, fizikaikémiai és bioló giai hatá sok kö vetkeztében vá ltozhat, de egyben a befogadó eredeti vizének minőségét is rontja. A vízminőség-szabá lyozá s (tisztítá si eljá rá sok) hatékonysá ga elsősorban attó l függ, hogy az egyes vízminőségi jellemzők befogadó kban mért koncentrá ció ja milyen mértékű. A vízminőségi jellemzők értékeit természetes és mesterséges tényezők hatá rozzá k meg. A természetes és az emberi tevékenység okozta hatá sok á tlagos szá zalékos megoszlá sá t a legfontosabb vízminőségi jellemzőkre a 36. á bra szemlélteti. (TOC = Total Organic Carbon, ö sszes szerves széntartalom; ANA tenzidek = anionaktív tenzidek.)

36. á bra Az emberi tevé kenysé g hatá sa a vízminő sé gre (Mé rnö ki ké zikö nyv nyomá n) A nem kellően, vagy egyá ltalá n nem tisztított szennyvíz kö zvetlen bevezetése egy adott élő befogadó ba (elsősorban tó ) nem kívá natos gazdag szervesanyag-tartalmá ná l fogva megvá ltoztatja a tó ö koszisztémá já t. Ez a jelenség az eutrofizá ció .

6.5.1.1. Az eutrofizá ció Az eutrofizá ló dá s megértéséhez a legegyszerűbb, ha egy eredetileg tiszta vizű, oligotróf tó alapvető műkö dését ismerjük meg. Az oligotróf (tá panyagban szegény) tó oldott oxigénmennyisége magas, a víz á tlá tszó sá ga jó , a vízi nö vények mélyen is megélnek benne a bejutó napfény hatá sá ra. A tó ban alapvetően két típusú nö vény él:

93

− gyö keres vízi nö vé nyek amelyeknek az a sajá tossá ga, hogy gyö kerükkel a tó talajá ba kapaszkodnak, tá plá lékukat - foszfor és nitrogén - a tó üledékéből nyerik, de erősen függnek a víz fényá teresztő képességétől, mert a fotoszintézishez elegendő fényre van szükségük. Ezért a legmélyebb tó , ahol még ezek a nö vények megélnek, ha a vize tiszta, kb. 30 m. − fitoplanktonok, aljzat nélküli, lebegő, apró nö vények, algá k. A fotoszintézishez szükséges fényt a felszínen vagy kö zelében úszva akkor is megkapjá k, ha a tó vize nem eléggé á tlá tszó . Mivel azonban gyö kerük nincs, csak a vízben oldott szerves anyaggal tudnak tá plá lkozni. Természetes kö rülmények kö zö tt kevés szerves anyag mosó dik be talajeró zió val, vagy talajbó l való kioldó dá ssal a tó ba, így a tavak természetes á llapota oligotró f, egyensúlyt tartva a kétféle nö vénytípus nö vekedésében. A gyö keres vízinö vények fotoszintézisük révén azonnal oldó dó oxigént juttatnak a vízbe, ami a légkö rből csak nagyon lassan jutna be. Ezzel megfelelő életfeltételeket teremtenek a vízi á llatoknak. A fitoplanktonok ugyanakkor a víz felszínén úszva a fotoszintézissel termelt oxigént buborékok formá já ban a levegőbe juttatjá k, és nem já rulnak hozzá a tó oldott oxigénszintjének nö veléséhez. Mi tö rté nik, ha a tóba tá panyagdús víz (szennyvíz) ö mlik? − a víz zavarossá vá lik, nincs elég fény mélyen − a lebegő tá panyagok a fitoplanktonok elszaporodá sá nak kedveznek (a víz felszínét egyre sűrűbb rétegben borítjá k) − a gyö keres vízi nö vények nem jutnak elég fényhez, elpusztulnak − ezá ltal az elpusztult nö vényi biomasszá val még tö bb lesz a tó ban a szerves anyag − az elpusztult vízinö vények miatt nem termelődik az oldott oxigén − az oxigén hiá nya miatt a halak és egyéb vízi á llatok elpusztulnak tová bb nö velve a víz szervesanyag-tartalmá t, ami a fitoplanktonoknak kedvez − elszaporodnak a lebontó szervezetek Lassanként a tó teljes ö koszisztémá ja á talakul. Az így kialakult ö koszisztéma sokkal gazdagabb, de az ember szá má ra az autróf (eutrofizá ló dott) tó az oligotró fhoz képes értéktelenebb. Az a folyamat, amíg az oligotróf vízből autróf tó vá lik, az eutrofizá ció. Ld. 37. á bra. Végül a természetes vizekre ható szennyeződéseknél említést kell tenni olyan szennyező anyagokró l, amelyek felhalmozó dnak a tá plá léklá ncban, és így hosszú időn keresztül veszélyeztetik az egészséget. Ilyen szennyezőanyagok a kadmium, a higany, a szerves halogénvegyületek, a szerves ó nvegyületek és a kőolajszá rmazékok.

6.5.2. Szennyvíztisztítá s A kommuná lis szennyvíz tisztítá sa tö bb fokozatbó l á ll: − mechanikai − bioló giai − kémiai 37. á bra Eutrofizá ció 94

Minden szennyvíztisztítá s mechanikai tisztítá ssal kezdődik. Mechanikai tisztítá s

Célja: durva szennyezések eltá volítá sa Eszkö zei: − durva és finom rá cs, − gépi ill. kézi tisztítá sú ívszita − dobszűrő Má sodik fokozat mindig a bioló giai tisztítá s. Biológiai tisztítá s

Célja: − szervesanyag-eltá volítá s − nitrifiká ció Eszkö zei: − csepegtetőtest + utó ülepítő − levegőztető medence utó ülepítő recirkulá ció val − fakultatív stabilizá ció s tó − fűtö tt rothasztó Harmadik fokozatú tisztítá sra (fizikai-kémiai) akkor van szükség, ha az első két fokozat utá n a tisztított víz minősége nem megfelelő, vagy a befogadó terhelése nem engedi meg, hogy a két fokozat utá ni szennyvizet vezessük bele (pl. Balaton). A befogadó előírá saihoz igazodó an speciá lis tisztítá s lehet.

Nitrifikáció: a nitrogé n mikroorganizmusok ré vé n tö rté nő újrahasznosí tá sa, a nitrit (NO2-) oxidá ló dá sá val. + O2 → 2NO32NO2-146kJ/mol Az í gy keletkezett nitrá t (NO3-) é rté kes nö vé nyi tá panyag. a tavas Fakultatív tó: szennyví ztisztí tá s egyik tí pusa. Ké t ré tegű: a felsőn 40-60 cm friss szennyví z folyik á t aerob tisztulá ssal, az alsó ré tegben az ü lepedő anyagok á svá nyosodnak.

A 38. sz. á bra egy kétfokozatú szennyvíztisztító telep folyamatá brá já t mutatja.

95

38. á bra A szennyvíztisztitá s folyamata (Ulrich Fö rstner: Kö rnyzetvé delmi technika nyomá n)

96

Fizikai-ké miai tisztítá s

Célja: − finom lebegőanyag eltá volítá sa − nitrogén kivoná sa − só talanítá s − vírus eltá volítá sa stb. Eszkö ze: − vegyszerbekeverő + ülepítő − anaerob csepegtetőtest − só talanító berendezés − kló rgá z adagoló stb. A bioló giai tisztítá s utá n szükség lehet még utókezelé sre (pl. szennyvíziszap víztelenítése stb.), fertő tleníté sre (kló rgá z á tbugyborékoltatá sa a tisztított szennyvízen a befogadó ba tö rténő beengedés előtt, az esetleg bennmaradt fertőző anyagok á rtalmatlanítá sá ra).

97

7. Az é pített környezet vé delme Az emberi civilizá ció fejlődésének, a népesség alakulá sá nak, tá rsadalmi szoká sainknak van egy nagyon jó mutató ja, és ez a hulladé k. Abbó l, hogy egy tá rsadalom mennyi és milyen hulladékot termel, meg lehet ismerni a gazdasá gá t, tá rsadalmi fejlettségét. A hulladék ebből a szempontbó l nagyon értékes lehet a régészeknek, hiszen letűnt korok életét tudtá k megeleveníteni a talá lt hulladékok vizsgá latá val. Mit fognak tartani ró lunk a jö vő régészei? „A huszadik szá zad embere hulladéklakó volt.” Lesújtó vélemény. Mi ennek az oka?

7.1. A hulladé k Az egész emberiséget foglalkoztató hulladékgondok arra a helytelen szemléletre vezethetők vissza, amely egyrészt nem szá molt a rohamosan nö vekvő hulladéktö meg kö rnyezetre á rtalmas kö vetkezményeivel, má srészt nem vette figyelembe a veszendőbe ment értékes anyagok gazdasá gi kö vetkezményeit, vagyis a korlá tozott mennyiségben rendelkezésre á lló nyersanyagok pazarlá sá nak hatá sait. A nö vekvő fogyasztá s kö vetkezménye, hogy egyre nő a maradék, a szemét, a csomagoló anyag. A termelőeszkö zö k korszerűsítése azt eredményezi, hogy egyre gyakrabban cserélnek le fizikailag még nem is elhaszná lt, csupá n "erkö lcsileg" elavult termékeket. Még a túl gyorsan vá ltozó divat hatá sa is sietteti haszná lati tá rgyaink selejtezését. A hulladékkal hovatová bb má r nem tudunk mit kezdeni. Ahá ny település, annyi hulladékhegy az orszá gban. Hulladékhegyek kö zö tt, hulladékhegyeken élünk.

7.1.1. A hulladé k fogalma, osztá lyozá sa A természeti folyamatokban a hulladék fogalom ismeretlen, azt az emberi tevékenység hozta létre. A hulladék á ltal előidézett kö rnyezetszennyezés a civilizá ció megjelenésével kezdődö tt. Hulladé k az az anyag, termék, maradvá ny, amelyet tulajdonosa az adott műszaki, gazdasá gi és tá rsadalmi feltételek kö zö tt sem felhaszná lni, sem értékesíteni nem tud ill. nem kívá n, és ezért kezeléséről - a kö rnyezetszennyezés megelőzése érdekében - gondoskodni kell. A hulladé kok csoportosítá sa

Kö zö s jellemző tulajdonsá gaik alapjá n 3 hulladé ktípust külö nbö ztetünk meg. Mindhá rom lehet − szilá rd − folyékony − iszapszerű

− Termelé si hulladé k

Termelési hulladék a kitermelő, feldolgozó és szolgá ltató tevékenységből szá rmazó technológiai ill. amortizá ciós hulladék. Eredet szerint:

− − − − −

technoló giai amortizá ció s javító , szolgá ltató ipar hulladéka adminisztratív és szociá lis létesítmények és üzemépületek takarítá si hulladéka üzemi, kö zterületi hulladék

Az utolsó kettő a kommuná lis hulladékkal együtt kezelhető. 98

Az előző há rom csoport nagy része veszé lyes hulladé k, és külö n kezelendő. Fajtá ja szerint:

− ipari hulladék − mezőgazdasá gi hulladék − kö zlekedési hulladék

− Telepü lé si (kommuná lis) hulladé k

A lakossá gi fogyasztá si, intézményi, kiskereskedelmi és vendéglá tó tevékenységből, valamint kö zterületek tisztá n tartá sá bó l szá rmazó hulladék. Eredet szerint:

− települési szilá rd hulladék − települési folyékony és iszapszerű hulladék (szennyvíztelep) Fajtá ja szerint:

− − − − − − − −

há ztartá si intézményi kerti kö zterületi víztelenített szennyvíziszap szennyvíztisztítá si szennyvíziszap csatornaiszap rá csszemét

− Veszé lyes hulladé k

A termelés, a szolgá ltatá s, az elosztá s és a fogyasztá s sorá n egyará nt keletkezhet külö nleges kezelést igénylő veszélyes, fertőző, mérgező hulladék (veszélyes hulladék). Fajtá ja szerint:

− − − − − −

mérgező hulladék (toxikus) fertőző korrozív tűz- és robbaná sveszélyes lakossá gi fogyasztá sbó l visszamaradó radioaktív

7.1.2. A hulladé k mennyisé ge, minő sé ge A műszaki, technikai fejlődés, a gyorsuló urbanizá ció , az életmó d és az életszínvonal vá ltozá sá nak eredményeként a termelés, a szolgá ltatá s és a fogyasztá s területén jelentős mértékben nő a hulladék mennyisége, úgy, hogy a mennyiségi vá ltozá ssal együtt a minőségi jellemzők is vá ltoznak. Ez a vá ltozá s a kö vetkező okokra vezethető vissza: − gazdasá gi nö vekedés (termelés nő, nő a hulladékmennyiség) − termelés szerkezete, az alkalmazott technoló gia jellege − gyorsuló vá rosodá s − műszaki haladá s (termékek korszerűtlenedése gyorsabb, mint a fizikai avulá suk) − csomagolá stechnika fejlődése, csomagolá sra felhaszná lt anyagok mennyiségének a nö vekedése 99

A hulladékok mennyiségéről ld. a 14. tá blá zatot. Telepü lé si szilá rd hulladé k Vá ltozók Jellemző k 1992-es á llapot Hulladékképződés A képződő hulladék 2,5-3×106 t/év mennyisége Hulladékhasznosítá s A hasznosított 0,05×106 t/év hulladék mennyisége Égetéssel 0,35×106 t/év á rtalmatlanított hulladék HulladékSzabá lyosan lerakott 0,2×106 t/év á rtalmatlanítá s hulladék Szabá lytalanul 1,2-1,7×106 t/év lerakott hulladék 14. tá blá zat

7.1.3. A hulladé k ká ros környezeti hatá sa Az emberi tevékenység - a megvá ltozott szükségletek kielégítése érdekében - egyre nagyobb mértékben alakítja á t a természetből kiemelt anyagokat, a természetes anyagoktó l eltérő ö sszetételű termékeket á llítva elő. Ezeknek kö vetkeztében: − a hulladék vagy nem alkalmas arra, hogy bekapcsoló djék a természetes kö rfolyamatokba − vagy ha bekapcsoló dik, olyan zavarokat okozhat, aminek a hatá sá t a természetes kö rfolyamatok má r nem képesek ellensúlyozni − kö zvetlenül vagy kö zvetve a természeti elemeken keresztül veszélyezteti magá t az embert is. A hulladé k − szennyezi valamelyik kö rnyezeti elemet (víz, levegő, talaj), ezá ltal nagy népességet érint, és hatá sa sok esetben időben elhúzó dik − egyes alkotó részei beépülnek á llati, nö vényi szervezetekbe és a tá plá léklá ncon keresztül végül is az embert ká rosítjá k − egyes termelési/települési hulladékok fertőző betegségek okozó i lehetnek − új természeti erőforrá ssal helyettesítendő, tehá t a természeti erőforrá sok igénybevétele felgyorsul. A hulladék veszélyes alkotó részeinek kioldó dá sá t fizikai és kémiai kö rülmények befolyá soljá k. Példá ul: − Ha a szennyező anyag megkö tődik a talajban, gá tolhatja a szerves és szervetlen vegyületek vá ndorlá sá t. − A fenol jó l oldó dik vízben és kö nnyen kilúgozható , így igen veszélyes talajszennyező. − Baktériumok okozta bioló giai lebomlá s kö vetkeztében igen veszélyes anyagok is képződhetnek, pl. a trikló r-etilén, vagy egyéb rá kkeltő anyagok.

100

7.1.4. Hulladé kgazdá lkodá s A hulladékok ká ros kö rnyezeti hatá sa elleni védelem megvaló sítá sá t segíti a hulladékgazdá lkodá s. Eszkö zei: − hulladék keletkezésének megelőzése − hulladék mennyiségének csö kkentése − hulladékkezelés Szabá lyozá sa: − jogi (tö rvények, rendeletek) − műszaki (szabá lyzat, szabvá ny, műszaki előírá s) − gazdasá gi (bírsá gok, tá mogatá sok, Kö rnyezetvédelmi Alap termékdíj betétdíj stb.)

7.1.5. Hulladé khasznosítá s A há ztartá si hulladék nagyon sok hasznosítható anyagot tartalmaz, amint azt a 15. tá blá zat adatai mutatjá k. A há ztartá si huladé kba kerü lő hasznosítható anyagok szá mított mennyisé ge hazá nkban (ezer t) Hulladé kkomponens 1975 1980 1985 1990 fém 28 39 54 90 üveg 43 57 73 112 műanyag 36 63 95 145 papír és karton 160 252 368 545 egyéb szerves anyag 432 461 499 590 15. tá blá zat A hulladéknak bá rmilyen technoló giá ban való hasznosítá sá hoz mindig kapcsoló dik kö rnyezetvédelmi elvá rá s, kö telezettség, érdek, felelősség. A technoló giá k kö ltségei és eredményei tö bbnyire kiegyenlítik egymá st, de sokszor a hasznosítá s kö ltségei nagyobbak, mint a gazdasá gi előnyö k.

7.1.5.1. A hulladé khasznosítá s minő sé gi ké rdé sei Két fő irá nyzat szerint rendezhetők: − minő sé g vá ltozá sa az anyagkezelés sorá n (pl. papírhulladék tö bbszö rö s visszaforgatá sa sorá n az elemi szá lak apró zó dnak, ez a tová bbi hasznosítá s akadá lya; vas és acél hulladék esetén a bevitt ö tvö zőanyagok kedvezőtlenül hatnak a termék végső anyagö sszetételére, ezért nem haszná lható k újra 100 %-ban) − a hasznosítá si eljá rá ssal kapott anyag, mint új termé k, és a hagyomá nyos termé k minő sé gé nek viszonya (pl. hasznosítá s sorá n jobb termék: zomá ncipari hulladék, tűzá lló kerá mia bevonat, rongyhulladékbó l tűnemezelt szőnyeg; de sokszor az ellenkezője igaz, vagyis az új termék szilá rdsá ga, minősége nem éri el a hagyomá nyos termékét)

7.1.6. Hulladé ká rtalmatlanítá s é geté ssel Hulladékégetésnél a fő célkitűzés a hulladék térfogatá nak a csö kkentése. − A té rfogatcsö kkené s: salakfelhaszná lá s nélkül 80 %, salakfelhaszná lá s és -feldolgozá s mellett eléri a 95 %-ot.

101

− A súlycsö kkené s: 60-70 %. Az égetésnél nemcsak a térfogatcsö kkenés, de a nyert hő hasznosítá sa is lehet szempont. A hulladék-égetőmű tá rsadalmi elfogadottsá ga á ltalá ban csekély, ennek a füstgá zszennyezésektől való félelem az oka. A hulladé ké geté s megoldandó feladatai:

− a gá z halmazá llapotú emisszió kat a minimumig kell csö kkenteni − a szilá rd maradékokat (salak, pernye) úgy kell kondicioná lni, hogy azokat értékesíteni, vagy kö rnyezetká rosítá s nélkül tá rolni lehessen − a lehető legkisebb maradé kban kell a szervetlen ká ros anyagokat koncentrá lni, azokat újra visszanyerni, vagy vá ltozatlanul veszélyes hulladékként tá rolni. Hulladé ké gető berendezé sek:

beszélhetünk: − veszélyeshulladék-égető műről (Dorog) − kommuná lishulladék-égető műről (Budapest) A 39. á bra mutatja egy kommuná lis égetőmű alapvető munkafá zisait.

39. á bra A kommuná lis hulladé ké gető munkafá zisai A települési szilá rd hulladék rendkívül heterogén és időben vá ltozó ö sszetétele, fizikai-kémiai tulajdonsá gai miatt tüzeléstechnikai szempontbó l igen nehezen kezelhető anyag. Elégetésére csak speciá lis, külö n erre a célra szolgá ló tüzelőberendezések alkalmasak. A hulladé ké gető mű egysé gei: − Szemé tbunker

Az égetőműbe szá llított hulladékot mérlegelés utá n tá roló bunkerbe ürítik. A gépjá rműből kiürített hulladék vagy rézsűn vagy speciá lis adagoló berendezéssel kerül be a bunkertérbe. A szemétbunker kapacitá sá t az égetőmű ó rá nkénti teljesítmé nye, az ü zemidő , a hulladé k té rfogatsúlya hatá rozza meg. (Minimum 3 napos feldolgozá si teljesítménynek megfelelő hulladékmennyiségnyi tá roló kapacitá s az előírt.)

102

A nagydarabos hulladékokat tüzeléstechnikai és adagolá si okokbó l a bunkerbe tö ltés előtt aprító berendezéssel darabolni kell. A szagszennyeződés megakadá lyozá sá ra a bunker ajtajá t zá rni kell. Az égetéshez szükséges levegőt a bunkertérből szívjá k el, csö kkentve ezá ltal a szaghatá st is. − É gető té r

A hulladékégetők legfontosabb része a tüzelőberendezés, ami lehet rostélyos vagy forgó dobos kemence. A települési hulladékégetőben a szoká sos égésihőmérséklet-tartomá ny 800-900 oC. A legá ltalá nosabban alkalmazott rostá lytípusok: − hengerrostély (Budapesti Égetőmű) − visszatoló rostély − előtoló rostély − lépcsős vá ndorrostély − billenő rostély A forgó dobkemence, forgó rostély á ltalá ban a veszélyes hulladékok égetésére szolgá ló tüzelőberendezéseknél haszná latos. Ebben az esetben az égetési hőmérséklet magasabb (1200 o C). A tüzelőberendezéssel szemben tá masztott kö vetelmények: − szagmentes füstgá z (CO-tartalom < 0,1 tf%) − a hulladék tö kéletes kiégetése (szervesanyag-tartalom < 0,25 tö meg%) − maximá lis üzembiztonsá g A fenti kö vetelményeket az égetőtérben a hulladé k haladá si sebessé gé nek helyes megvá lasztá sá val (forgó hengerek sebessége), égésá gyba ill. égéstérbe a rostély aló li primé r levegő bevezetésével, valamint az égéstérbe felülről ill. oldalró l tö rténő szekunder levegő befúvá sá val biztosítjá k. Ugyancsak nélkülö zhetetlen az égetendő anyag ingadozó fűtőértéke miatt az ún. tá masztótü zelé s, amit olaj- vagy gá zégőkkel biztosítanak. − Fü stgá zhűtő (hőhasznosítá ssal)

A hulladékégető füstgá zai a tűztérből 900-1000 oC-on vagy ennél nagyobb hőmérsékleten tá voznak, és azokat 250-300 oC-ra le kell hűteni a kö vetkezők miatt: − tisztító berendezések hőtűrőképessége (felső korlá t) − harmatponti korró zió (alsó korlá t) A füstgá z hűthető − kö zvetlen mó dszerrel (hideg levegőbefúvá s, vízbepermetezés) − kö zvetett mó dszerrel (hőcserélők, melegvíz- és gőzkazá nok) A hőhasznosítá s fűtőműves, vagy erőműves vá ltozatú lehet, az első esetben a termelt kis nyomá sú gőzt tá vhő-szolgá ltatá sra hasznosítjá k. A má sodik esetben a keletkezett gőz turbiná t hajt, és villamos á ramot termel. 1 t hulladékbó l max. 350-450 kWh villamosenergia nyerhető. − Kisalakoló berendezés

A salak eltá volítá sá ra szolgá l. A salakot a tűztér végén kialakított nedves rendszerű salakeltá volító ban hűtik le, és hordjá k ki a salakbunkerbe vagy á tmeneti tá roló ba. − Fü stgá ztisztító berendezés

Kö rnyezetvédelmi szempontbó l a hulladékégetés egyik legjelentősebb problémá ja a kibocsá tott füstgá zok á ltal okozott légszennyezés, és annak a megengedett érték alá csö kkentése. Régebben arra tö rekedtek, hogy ezek a szennyező anyagok -főként a nehézfémek- a salakban koncentrá ló djanak. Ma viszont azt kívá njá k elérni, hogy az illékony

103

komponensek a füstgá zba kerüljenek; így viszonylag á rtalmatlan keletkezik, a füstgá zt pedig nagy hatékonysá gú berendezésekkel a kívá nt mértékig meg tudjá k tisztítani. A füstgá ztisztítá sró l az 5.7. fejezetben má r volt szó .

7.1.7. Hulladé kleraká s A hulladékleraká s a hulladéká rtalmatlanítá s legá ltalá nosabb formá ja Magyarorszá gon. A lerakó hely területi adottsá gai kö zül a geoló giai, hidroló giai és hidrogeoló giai jellemzők az alapvetőek. Az adottsá gok egyes helyeken lehetővéteszik a műszaki vé delem né lkü li leraká sokat, má shol ennek kiépítésével kell elérni, hogy a terület a hulladék fogadá sá ra alkalmas legyen. A hulladéklerakó létesítéséhez ismerni kell: − a tervezett terület réteg- és talajtani leírá sá t − a kőzetek műszaki fö ldtani tulajdonsá gait (Lerakó hely csak k= 10-8 m/s-ná l kisebb szivá rgá si tényezőjű vízzá ró rétegre telepíthető.) − a vízzá ró rétegek elhelyezkedését, vastagsá gá t, mélységét − a lerakó hely kö rzetében tapasztalható dinamikus geoló giai és eró zió s folyamatokat − a terület hidrogeoló giai viszonyait, vízhá ztartá sá nak jellemzőit. A terü letalkalmassá gi vizsgá lat sorá n elemezni kell a lerakó hely meteoroló giai viszonyait (uralkodó szélirá ny, szélerősség, légszennyező anyagok vá rható terjedése, csapadékviszonyok stb.) Meg kell vizsgá lni a kivá lasztott terület értékét mező- és erdőgazdasá gi szempontbó l. A lerakó műkö dtetéséhez tö mö rítőberendezés, szá llító eszkö z szükséges. Gondoskodni kell a hulladék réteges elterítéséről és napi fö ldtakará sá ró l. A lerakó ra hulló és a beszivá rgott csapadékvizeket egységes rendszerben ö ssze kell gyűjteni és elhelyezését megoldani. A képződő biogá z ellenőrzésére ill. hasznosítá sá ra gá zkutakat kell létesíteni. Végül a lerakó hely megtelése utá n a depó niá t le kell zá rni, fö lddel befedni és a rekultivá ció já t megoldani. A 40. á bra egy alakuló hulladékdepó niá t mutat.

40. á bra A hulladé kdepónia vá zlata (Mé rnö ki ké zikö nyv nyomá n) 104

7.2. A zaj A hulladék utá n a má sik igen jellemző urbanizá ció s tünet a zaj. A technika hozta magá val, hogy kö rülö ttünk egyre tö bb rezgés és hangforrá sként szereplő gép műkö dik. Az embert a zaj idegileg és mechanikailag is megviseli. A zaj tulajdonképpen hang. A hang fizikai fogalomként rugalmas kö zegben terjedő, mechanikus rezgőrendszer á ltal keltett hullá m, amely az emberben hangé rzetet kelt. Ily mó don a zaj (mint hangfajta) keletkezése és terjedése pontosan meghatá rozott mennyiségekkel és fizikai tö rvényekkel leírható . A hallható hangok tartomá nyá t a 41. á bra mutatja. A hanghatá shoz kö tö dő zaj megítélése ugyanakkor erősen szubjektív. Ezért a zaj fogalmá t tá gabb értelemben kell meghatá rozni: A zaj olyan nemkívá natos vagy túl hangos hangjelenség, amely az emberre kellemetlenül hat, életfunkció it, munká já t vagy pihenését zavarja.

41. á bra A hallható hangok tartomá nya A kö rnyezeti zaj tö bbféle lehet: − ipari − laká sokon belüli − kö zlekedési A zajterhelés évről évre nő. Becslések szerint a nagyvá rosok zaja évente 1 dB nö vekedést mutat. Kö rnyezeti rezgé s minden olyan rezgési jelenség, amely sorá n lakó -, üdülő- vagy kö zépületekben az emberre nézve kellemetlen „egész testre ható rezgések” keletkeznek. Kö rnyezeti zaj- é s rezgé své delem tevékenységi kö rébe a fenti zajok, rezgések keletkezésével (emisszió), terjedésével (transzmisszió) és terhelésével (immisszió) kapcsolatos ismeretek, mérések, minősítések és a csö kkentésre tett intézkedések, mó dszerek tartoznak. 105

7.2.1. Zajá rtalmak, rezgé sek A zaj é lettani hatá sa függ a − zaj erősségétől − frekvenciá já tó l − időbeli vá ltozá sá tó l − zajhatá s időtartamá tó l − Tartó san ható 85 dB feletti zajszint maradandó hallá ská rosodá st okoz. − 65 dB - 85 dB vegetatív idegrendszeren keresztül egyes szervek á llapotá t befolyá solja − 30 dB - 65 dB zavarja az alvá st

106

Ö sszehasonlítá sul: halk televízió beszéd légkalapá cs sugá rhajtá sú repülő „halá los adag”

- 40 dB - 50 - 60 dB - 100 dB - 140 dB - 175 dB

A rezgé sé lettani hatá sa

Rezgéstani szempontbó l az emberi test bonyolult rendszer, külső gerjesztő rezgés hatá sá ra rezgésbe jö n. Az egyes szervek rezonanciafrekvenciá i külö nbö zők: 3-6 Hz 5-9 Hz 7 Hz 9-15 Hz 60-90 Hz 100-200 Hz

= csípő - vá ll - fej = má j - lép - gyomor = agy = szá j - torok = szemgolyó = á llkapocs

42. á bra Hangnyomá s é s hangintenzitá sszint

Rezgések kö vetkeztében gerincbá ntalmak, légzési panasz, szívritmuszavar, szédülés léphet fö l, ízületi, csont- és érrendszeri elvá ltozá sok vá rható k. Alapfogalmak

A fizika című tá rgybó l az alapfogalmak ismertek má r, itt egy rö vid ö sszefoglalá st adunk. − Hangté r

A hang rugalmas kö zeg rezgéséből keletkezik, − léghang − folyadékhang − testhang

− Hangnyomá s

A levegőben a hanghullá mok terjedése a levegőmolekulá k sűrűsö dése és ritkulá sa révén jö n létre, ez a levegőben nyomá singadozá st okoz, ez a hangnyomá s. A hangnyomá s jele: p, mértékegysége [Pa] (Pascal). − Hanghullá mok

A hanghullá mok há rom egymá ssal ö sszefüggő mennyiséggel jellemezhetők. Ezek a kö vetkezők: − λ hullá mhossz, ciklus [m] ké t szomszé dos, azonos fá zisú hullá m tá volsá ga − f frekvencia [Hz] = [1/s] egy adott ponton má sodpercenké nt á thaldó teljes hullá mok szá ma c terjedési sebesség [m/s] a hullá mhossz é s a frekvencia szorzata (c = λ . f ) − Hangintenzitá s

a terjedés irá nyá ra merőleges egységnyi felületen á thaladó energia (I) mértékegysége [W/m2] Hiba! A kapcsoló argumentuma hiá nyzik.

ρ = sűrűsé g [kg/m3]

107

− Hangteljesítmé ny

a hangforrá st kö rülvevő zá rt felületen időegység alatt á tá ramló hangenergia, jele: W, mértékegysége [W] (Watt). W = I×S [W]

S = felü let [m2]

Az á tlagos emberi fül érzékenysége miatt a hangnyomá s értékei 6 nagysá grendet, a hangintenzitá s és hangteljesítmény 12 nagysá grendet fognak á t. Ezt a széles tartomá nyt a szá mítá sokná l nehéz lenne kezelni, ezért logaritmikus ö sszefüggésekkel szá molunk. A szint két azonos mértékegységű jellemző mennyiség há nyadosá nak logaritmusa. Mértékegysége a Bel ill. ennek tizedrésze a decibel, jele [dB]. A haszná latos szintek: − Hangintenzitá sszint:

Hiba! A kapcsoló argumentuma hiá nyzik.

Io = 10-12 W/m2

(alapszint) − Hangteljesítmé nyszint:

Hiba! A kapcsoló argumentuma hiá nyzik.

Wo = 10-12 W

− Hangnyomá sszint:

Hiba! A kapcsoló argumentuma hiá nyzik. Lp = 10 lg (p/p0)2 = 20 lg (p/p0) dB p0 = 2x10-5 Pa Eredő hangnyomá sszint meghatá rozá sa:

Hiba! A kapcsoló argumentuma hiá nyzik. A kö rnyezeti zaj- és rezgésterhelések hatá rértékeit rendeletekben adtá k meg. Az építési munká bó l eredő zaj hatá rértékei a 16. tá blá zatban lá tható k.

108

Sor szá m

Terü leti funkció

Megengedett egyené rté kű A-hangnyomá sszint, LAeq, dB Ha az é píté si munka idő tartama ≤1 hónap

1.

2.

3.

4.

üdülőterület, üdülőhely, gyó gyhely, kó rhá zi, szanató riumi negyed, védett természeti terület lakó terület és intézményterület laza beépítéssel lakó - és intézményterület tö mö r, vá rosias beépítéssel iparterület lakó épületekkel és intézményekkel vegyesen

>1 hónap, <1 é v nappal é jjel 6-22 h 22-6 h 55 40

nappal 6-22 h

é jjel 22-6 h

60

45

65

50

60

70

55

70

55

16. tá blá zat

>1 é v

50

é jjel 22-6 h 35

45

55

40

65

50

60

45

70

55

65

50

nappal 6-22 h

109

8. Energia, energiaforrá sok Az emberi tö rténelem sorá n hosszú ideig a legjelentősebb energiaforrá s az ember ké tkezi munká ja volt. Később á llati munká t is felhaszná ltak, majd kezdetleges gépeket. A gő zgé p feltalá lá sa adott lendületet az új típusú energiahasznosítá snak. Az első gőzgépek üzemanyaga a fa volt. Az energiaigény nö vekedésével erdők ezer hektá rjait irtottá k ki, de az sem volt elég, ekkor tértek á t a szé nre. 1920-ban má r a fő energiahordozó a szén volt (80 %). A szén − bá nyá szata veszélyes üzem − szá llítá sa, kezelése sok szennyezéssel já r − elégetése szennyező Az 1800-as évek végén elkezdődö tt az olajkutatá s, az olajkútfúrá si és olajfinomítá si technoló giá k kifejlesztése. Így aztá n a belső égésű motor szolgá ltatta az alternatívá t. Hamar kiszorította a gőzgépet, mivel sokkal tisztá bb üzemanyagúnak bizonyult, nem volt lá tható salakanyaga, mint a szénnek a hamu. Az elektromos energia az 1900-as években kezdett tért hó dítani. Az elektromos energia má sodlagos energiaforrá s, mivel előá llítá sá hoz má sféle energia kell. Az 1960-as években az atomenergia is színre lépett.

8.1. A bősé ges é s olcsó energia korszaka A 20. szá zadot az energia-felhaszná lá s gyors nö vekedése, valamint az első dleges energiaforrá sok és az energia-felhaszná lá si mó dok ará nyainak gyors vá ltozá sa jellemzi. Ld. 43. á bra.

43. á bra Az energiafelhaszná lá s alakulá sa (Bolygó nk vé ges tü relme nyomá n) A Fö ld természetes energia-kö rforgá sa két alapvető energiaforrá st kíná l az ember szá má ra: − a fosszilis energiaforrá sokat (elsődleges energiahordozó k) − szén − kőolaj 110

− fö ldgá z − és a megújuló energiaforrá sokat − napsugá rzá s − szélenergia − gravitá ció (bolygó k tö megvonzá sa, á r-apá ly jelenségekben rejlő energia) − vízenergia − geotermikus energia Az elsődleges energiahordozó k mellett megjelennek a tö meges felhaszná lá sra alkalmassá tett alternatív energiaforrá sok: − nukleá ris energia (hasadá sos, fúzió s) − gravitá ció s energia − napenergia − szélenergia − geotermikus energia Szá zadunk 50-es és 70-es éveiben a szénfelhaszná lá s ará nya viszonylag gyorsan csö kkent, és ezt a korszakot az olaj és fö ldgá z részará nyá nak gyors emelkedése kísérte. 1950 és 70 kö zö tt a teljes energia-felhaszná lá s csaknem meghá romszorozó dott. Ennek a gyors nö vekedésnek és az olaj előtérbe kerülésének fontos kö vetkezményei voltak. Má r gazdasá gi kérdésként is felmerült az energiaforrá sok véges volta. Ez a felismerés újabb energiaforrá sok utá ni kutatá sra ö sztö nzö tt. Így jelent meg az atomenergia ill. az atomerőmű. Az atomerőművekben a 235 tö megszá mú urá n izotó p (U235) hasadá sakor felszabaduló energiá t felhaszná lva nyernek elektromos energiá t. A tö bbletenergia a keletkező 236 tö megszá mú kö zbenső mag (U236) valamint a lá ncreakció sorá n keletkezett leá nymagok (X, Y) kö zö tti tö megkülö nbségből adó dik. U235 + n → U236 → X +Y + x.n + E Az U235 lá ncreakció ja sorá n keletkező elektromos energia mennyisége kb. 210 MeV (megaelektronvolt, 1 MeV = 1,6.10-13 J). Egy má sik lehetséges energiaforrá s a fúziós energia, a nukleá ris energiá nak ma még békés célokra fel nem haszná lt formá ja. Ez azon az elven alapszik, hogy nem csak a nehé z magok hasadá sa já r energia-felszabadulá ssal, hanem a kö nnyű magok egyesü lé sekor is energia szabadul fel. Példá ul: H2 + H3 → He4 + n + E

E = 17,6 MeV

Az erőművi termelés megvaló sítá sa komoly technikai gondokkal küzd. A fenti magreakció tö megesen csak néhá ny millió oC hőmérsékleten megy végbe. A technikai jellegű problémá k megoldá sa csak az ezredforduló utá n vá rható .

8.2. Jelenlegi helyzet, kö rnyezeti hatások Az olajat termelő orszá gok megpró bá ltá k az olaj eladá si á rá nak a piacmechanizmustó l függetlenített szempontok szerinti szabá lyozá sá t. Ez felébresztette ill. kiterjesztette és

111

felgyorsította az új (azokon belül elsősorban a napenergia és má s folyamatosan megújuló) energiaforrá sok, valamint a takarékos energia-felhaszná lá s irá nti érdeklődést és kutatá st. Ezek, valamint a jelentős mennyiségű új olaj- é s fö ldgá zké szletek felfedezése fokozatosan tompította a gyors készletapadá s veszélyét, viszont új, sürgető gondok jelentkeztek. Az 1980-as évek elejétől rendkívüli mó don felgyorsultak a légkö ri szennyezések. Mint arró l má r az 5.6. fejezetben is szó volt, a légkö ri szennyezéseket elsősorban az égési folyamatok okozzá k, tehá t a túlzott energiahaszná lat jelentős veszélyforrá s. Az üveghá zgá zok feldúsulá sa is aggodalomra adott okot ugyanúgy, mint az egyre nagyobb szá mban épülő atomerőművek üzemi biztonsá gá val kapcsolatos aggá lyok, amelyeket a Three Mile Island és hasonló erőművek balesete idézett elő, végül pedig az 1986-ban Csernobilban bekö vetkezett katasztró fa.

8.3. A jö vő Ha a hatékony kö rnyezetvédelem á ltal megkívá nt magasabb tisztítá si hatá rértékeket pontosan részletezett és szigorúan ellenőrzö tt ható sá gi előírá sok fogjá k megszabni, az energiaellá tá s kö ltsé geinek ó riá si mértékű nö vekedése előrelá tható an néhá ny évezreden belül újabb forradalmakat fog elindítani az energetika területén. Hogy melyik lesz a jö vő szá zad energiaforrá sa, nem lehet előre megjó solni. Lehet, hogy mégis az atomerőmű. Ernst F. Schumacher: Small is beautiful (A kicsi szép) kö nyvében így vélekedik erről: „ Az atomenergia bé ké s felhaszná lá sa igen komoly, nemcsak a ma é lő embereket, hanem az ö sszes eljö vendő nemzedé keket é rinti, bá r az atomenergiá t mindeddig csak statisztikailag jelenté ktelen mé rté kben haszná ltá k. Az ipari fejlődé s mé g há travan, s ez olyan mé reteket fog ö lteni, amilyet csak kevé s ember tud elké pzelni. Ha ez való ban megtö rté nik, a radioaktív anyagok folytonosan kö zlekednek majd a „ forró ” ké miai ü zemek é s az atomerőművek kö zö tt oda-vissza, az erőművektől a hulladé k-feldolgozó ü zemekbe, vé gü l onnan a lerakó helyekhez. Bá rmely komoly baleset aká r a szá llítá sban, aká r a gyá rtá sban nagyará nyú szerencsé tlensé get okozhat, é s a sugá rzá si szintek nemzedé kről nemzedé kre ké rhetetlenü l nö vekedni fognak az egé sz vilá gon. Ha csak a ma é lő genetikusok egytől-egyig nem té vednek, ugyanilyen kö nyö rtelenü l, bá r ké tsé gtelenü l né miké pp megké sve fog nö vekedni a ká ros mutá ció k szá ma.” Ezek a megfogalmazott aggodalmak reá lis veszé lyről tudó sí tanak. Csak akkor vá lhat az atomerőmű a jö vő alapvető energiatermelőjé vé , ha a biztonsá gos termelé s ill. hulladé kmegsemmisí té s megoldó dott.

Vagy a „szelídebb” energiá k kö zül kerül ki a győztes, és sikerül a folyamatosan megújuló és kimeríthetetlen bőségben előforduló természeti erőforrá sokra alapozni a jö vőt?

Ezek ugyanis kö rnyezeti hatá saikat tekintve az élővilá g szá má ra meghatá rozó jelentőségű anyagok és folyamatok biokémiai ciklusait érdemben nem befolyá soljá k, vagyis ilyen szempontbó l hulladé kmentesek vagy legalá bbis hulladé kszegé nyek.

112

9. Termé szet- é s tá jvé delem Az élővilá g folyamatosan fejlődő, harmonikus rendszert képez. Alapvető érdekünk e rendszernek oly mó don tö rténő befolyá solá sa, hogy ne ká rosodjék annak kialakult ö sszhangja, de ugyanakkor a lehető legnagyobb mértékben elégítsük ki az emberiség egyre nö vekvő igényeit. A 19. szá zadi és a 20. szá zadi természetvédelmi mozgalom legszembetűnőbb voná sa az érintetlen természettel való tö rődés. Az emberi népesség gyarapodá sa és a technika fejlődése a természet rová sá ra ment végbe. A vadon élő á llatok igen sok há trá nyt szenvedtek el az embertől, de tö meges irtá suk csak nemrégiben kezdődö tt. A modern tá rsadalmak ma má r alapvető feladatukként ismerik el azon értékek megőrzését, amelyek az emberiség szá má ra pótolhatatlanok és megismé telhetetlenü l egyediek. Ezek az értékek -bá r gyakran lá tszó la nincs kö zvetlen anyagi hasznuk- elvá laszthatatlanul hozzá tartoznak az emberi léthez és életünk minőségéhez. A termé szetvé delem feladata

− a természet evolúció san kialakult, gazdasá gos és hulladékmentes műkö dési, termelési és megújulá sra képes rendjének fennmaradá sá t fenntartani − az élő és élettelen kö rnyezet természetkö zeli á llapotá t megőrizni − a meglévő ternészeti értékeket megó vni − a természetes regenerá ció s folyamatokat elősegíteni illetve biztosítani A természetvédelem és kö rnyezetvédelem kapcsolatá t a komplementer elv alapjá n lehet helyesen megítélni. Komplementer elv: a kö rnyezetvédelem és a természetvédelem két egymá st kiegészítő, egymá snak alá nem rendelhető terület, amelyeknek tevékenységét, stratégiá já t és intézkedési tervét -a mellérendeltség és egyenrangúsá szigorú tiszteletben tartá sá val- szorosan ö ssze kell hangolni, mert a két terület tevékenysége kö lcsö nö sen hat a má sikra. A természetvédelem egyik alapvető feladata a genetikai erő forrá sok védelme. A genetikai erőforrá sok védelmére létrehozott, illetve a kialakítandó nemzetkö zi, regioná lis és nemzeti génbankoknak, csíra és plazmakö zpontoknak rendkívül nagy jelentőségük van a nö vekvő szá mú emberiség fenntartá sá ban.

9.1. A nö vé nyvilág vé delme A nö vényvilá g az ember kö rnyezetének szerves része. Az ember és az á llatok tá plá léká t kö zvetve, vagy kö zvetlenül a nö vények szolgá ltatjá k. Védik a talajt a víz- és széleró zió ká ros hatá saitó l. Pó toljá k a levegő oxigénveszteségét. A nö vé nyeket szá mtalan té nyező ká rosíthatja. A sok, az előbbi fejezetekben felsorolt példa mellett a nem kellő kö rültekintéssel végzett nö vénynemesítés is vészes gyorsasá ggal ritkítja a genetikailag vá ltozatos fajokat. 113

Annak érdekében, hogy a nö vényvilá g vá ltozatossá ga (biodiverzitá s) fennmaradjon, valamennyi természetes nö vénytá rsulá sbó l megfelelő méretű védett területet kell létrehozni. Csak a megfelelő kiterjedésű élőhely-együttes tesz eleget annak a kö vetelménynek, hogy ugyanazon szukcessziós há lózat tartalmazza az ö sszes stá diumot, megadva az egymá sba á talakulá s lehetőségét. Ha a há ló zat hiá nyos, akkor csak a klimax á llapotok fennmaradá sa vá rható . Sajnos a Fö ldö n sok olyan, a biodiverzitá s szempontjá bó l nélkülö zhetetlen terület van, ahol a politikai, gazdasá gi viszonyok (há ború, nélkülö zések) nem teszik lehetővéa szükséges védett területek létrehozá sá t. Ilyenkor a géná llomá ny á tmentésével kell megoldá st talá lni. A gé ntartalé kok megő rzé se a Fö ld még meglévő ö koló giai kö rnyezetének és élővilá gá nak védelmével oldható csak meg. A géntartalékok megőrzése tö rténhet: − génbankokkal (kultúrnö vények genetikai adatainak ö sszegyűjtése) − vegetatív anyagok gyűjteményének (gumó k, gyö kerek, hagymá k) szá ntó fö ldi viszonyok kö zö tti megtartá sá val A génbankok szervezésének vilá gméretű munká já ban Magyarorszá g is részt vesz.

9.2. Az állatvilág vé delme Az utó bbi évek termelési és értékesítési viszonyainak gyors vá ltozá sai, és az új feltételeknek megfelelő á llattípusok kitenyésztésére irá nyuló tö rekvések kö zben őshonos á llatfajtá ink értékes típusai csaknem eltűntek. Az á llatvilá g diverzitá sá nak megőrzése elvá laszthatatlan a nö vényzet és a tá j védelmétől. Vilá gosan kell lá tni, hogy nem elég védettényilvá nítani egy á llatfajt, arra kell tö rekedni, hogy a vé dett terü letek magukba foglaljá k valamennyi életterét. Az á llatvilá g diverzitá sá nak alapvető szerepe van a nö vényzet sokféleségének a fenntartá sá ban is. A fauna pusztítá sá ban külö nö sen a gazdá lkodá s két területe veszélyes: − monokulturá lis gazdá lkodá s (szegényíti a tá panyagot, nö veli a ká rtevők tö meges elszaporodá sá nak veszélyét, csö kkentve a hasznos sokféleséget) − túllegeltetés, túlzott terület-kihaszná lá s (az anyagforgalmat zá rja rö vidre, így a tá plá lkozá si há ló zatok elszegényednek) A fent leírtak a há ziasított á llatokra is érvényesek. Felismerve a pusztuló ban lévő őshonos há ziasított á llatfajtá ink genetikai leromlá sá nak veszélyét, 1973-ban megalakítottá k a Domesztiká lt Á llatok Génbankjá t. A nagy tenyésztői figyelmet igénylő fajta megőrzésének célja, hogy a kialakított tenyészetek helye, az á llomá nynagysá g hosszú ideig á llandó legyen. Az egyes á llomá nyokat lehetőleg védett területen, olyan nagysá grendben kell tartani, hogy az adott terület optimá lisan hasznosuljon. (Pl.: magyar racka juh, Fertő-Hansá g Nemzeti Park).

114

9.3. A táj vé delme A tá j a természeti kö rnyezet területileg elhatá rolt része, specifikus termé szeti és kultúrá lis elemeivel, sajá tsá gaival tűnik ki. A tá j szabá lyos fejlődésének és á llapotá nak feltétele, hogy a termé szeti és az antropogé n jellegű tá jformá ló tényezők kö lcsö nö s viszonyban legyenek. Ez az á llapot jellemző a biológiailag kiegyensúlyozott tá jon. Sok esetben olyan - a természetben nem tapasztalható pusztító anyagokat haszná lnak, amelyek a meglévő ö koló giai rendszereket nemcsak megzavarjá k, de lehetetlennéteszik. Az elpusztított szabá lyozó , elhá rító élő szervezetek hiá nyá t pó tolni kell a tá j gondozá sá val. A gondozá si igény anná l nagyobb, minél kevésbéérvényesülhetnek a természetes á llomá nyok ö koló giai lehetőségei. A tá j vé delme azokra a területekre, természeti tá jakra és tá rgyakra terjed ki, amelyek megőrzése és fenntartá sa tudomá nyos, kulturá lis, vagy má s kö zérdekből szükséges. Védelmükről akkor is gondoskodni kell, ha ott külö nbö ző létesítmények helyezkednek el.

9.3.1. Termé szetvé delmi terü let Nagysá ga nincs előírva, segíti a nö vény és á llatfajok élőhelyének megtartá sá t. Jellege szerint lehet: − fö ldtani (Tatai Ká lvá riadomb) − víztani − nö vénytani − á llattani − tá jképi − kultúrtö rténeti

9.3.2. Tá jvé delmi körzet Az a tá j, amelyiket tá jképi jellegzetessége és kultúrtö rténeti értékeinek kö szö nhetően védetté nyilvá nítanak. Területén tö bb, külö nbö ző jellegű nemzeti érték megtalá lható , művelt területet is magá ba foglalhat (Pannonhalmi Dombsá g) Rendelteté se: − természetes és mesterséges elemek egyensúlyban tartá sa − természeti, kultúrtö rténeti értékek fenntartá sa − tudomá nyos kutatá sok − oktatá s, ismeretterjesztés − üdülés, turizmus

9.3.3. Nemzeti park Az egész orszá gra jellemző kevéssémó dosított tá j védettényilvá nítva.

115

Egy vagy tö bb érintetlen ö koló giai rendszert tartalmaz. A területnek nem lehet má s célú hasznosítá sa (Kiskunsá gi Nemzeti Park). Rendelteté se: − jellegzetes, szép, karakteres tá j megőrzése − park területén kultúrtö rténeti emlék megó vá sa − kutatá s - oktatá s − természettudomá nyos ismeretterjesztés − turizmus

116

10. Ellenő rző ké rdé sek 1. fejezet

1. 2. 3. 4.

Mi a bioszféra? Csoportosítsa a kö rnyezeti elemeket! Mire keres vá laszt az ö koló gia? Sorolja fel az ö koló gia négy alaptö rvényét!

2. fejezet

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Nevezze meg a legfontosabb abiotikus ö koló giai tényezőket! Miért fontos a széndioxid, mint ö koló giai tényező? Mit tud a szavanná ró l? Mi a tá plá léklá nc? Említsen néhá ny példá t! Milyen mó don nőhet a talaj nitrogéntartalma? Miért nem tartható el nagy tö megű biomassza a tá plá léklá nc végén?

3. fejezet

1. 2. 3. 4.

Mi az a populá ció ? Említsen ö t okot a biodiverzitá s csö kkenésére! Miért veszélyesek a monokultúrá k? Milyen problémá i vannak a fejlődő orszá goknak?

4. fejezet

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Hogyan keletkeznek a metamorf kőzetek? Mi a külö nbség a bioló giai és a kémiai má llá s kö zö tt? Mi hatá rozza meg a talajhőmérsékletet? Írja le a mérsékelt ö vi talajt! Mi okozza a má sodlagos szikesedést? Milyen ká ros kö vetkezményekkel já rhat a talajsavanyodá s?

5. fejezet

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Hasonlítsa ö ssze az őslégkö rt a maival! Milyen a légkö r szerkezeti felépítése? Mik a mesterséges szennyezőforrá sok jellegzetességei? Hogyan lehet ezeket a szennyezőforrá sokat csoportosítani? Miért veszélyes az emberre a CO-szennyezés? Milyen élettani hatá sai lehetnek a London-típusú szmognak? Milyen üveghá zhatá sú gá zokat ismer? Sorolja fel a nedves gá ztisztítá s mó dszereit!

117

6. fejezet

1. 2. 3. 4. 5.

Mit nevezünk talajvíznek és artézi víznek? Miért van szükség vízvédelmi területekre? Hasonlítsa ö ssze az ipari víz és az ivó víz vízminőségi hatá rértékeit! Mi az eutrofizá ció ? Mi a célja a fizikai-kémiai szennyvíztisztítá snak?

7. fejezet

1. Milyen fajtá i vannak a veszélyes hulladéknak? 2. A hulladéká rtalmatlanítá s milyen ará nyban tö rténik szabá lytalan leraká ssal Magyarorszá gon? 3. Mit tud mondani a há ztartá si hulladék mennyiségének alakulá sá ró l 1975-től napjainkig? Mi lehet ennek az oka? 4. Milyen tényezőket kell figyelembe venni hulladéklerakó létesítésekor? 5. Milyen ká rosodá st okozhatnak az emberi szervezetben a rezgések? 6. Mi a hangintenzitá s? 7. Minek a mértékegysége a Bel illetve deciBel? 8. Milyen területen a legkisebb az építési zaj megengedett hatá rértéke?

8. fejezet

1. 2. 3. 4.

Sorolja fel a Fö ld természetes energiaforrá sait! Mit nevezünk megújítható energiaforrá snak? Miért veszélyes a túlzott energia-felhaszná lá s? Mik a nukleá ris energia haszná latá nak megoldandó kérdései?

9. fejezet

1. 2. 3. 4.

Mit takar a komplementer elv kifejezés? Milyen mó dszerek ismeretesek a nö vényvilá g diverzitá sá nak megőrzésére? A mezőgazdasá g mely két á gazata veszélyes külö nö sen a fauná ra? Miért? Milyen céllal létesítik a nemzeti parkokat?

118

Á brajegyzé k 1. A Napbó l eredő sugá rzá s (Ká rá sz Imre: Ö koló giai é s kö rnyezetvé delmi alapismeretek nyomá n) 2. A producensek műkö dése (Environmental Science nyomá n) 3. Elton-féle piramis (Ká rá sz Imre: Ö koló giai é s kö rnyezetvé delmi alapismeretek nyomá n) 4. Az élőlények alkalmazkodó képessége (Environmental Science nyomá n) 5. A szén kö rforgá sa (Environmental Science nyomá n) 6. A nitrogén kö rforgá sa (Moser Mikló s - Pá lmai Gyö rgy: A kö rnyezetvé delem alapjai nyomá n) 7. A foszfor kö rforgá sa (Environmental Science nyomá n) 8. Fehérjetermelés (Environmental Science nyomá n) 9. Populá ció -életfá k (Ká rá sz Imre: Ö koló giai é s kö rnyezetvé delmi alapismeretek nyomá n) 10. A Fö ld népességének alakulá sa (Environmental Science nyomá n) 11. Népességi korfá k (Environmental Science nyomá n) 12. Demográ fiai á tmenet (Environmental Science nyomá n) 13. A fö ldkéreg szerkezet (Papp Sá ndor - Rolf Kü mmel: Kö rnyezeti ké mia nyomá n) 14. A kontinensek keletkezése (Bolygó nk szü leté se nyomá n) 15. A kontinensvá ndorlá s bizonyítékai (Understanding Earth nyomá n) 16. A szemeloszlá s há romszö gdiagramos á brá zolá sa (Szepeshá zi Ró bert: Geotechnika II. nyomá n) 17. A talaj szerkezete 18. A benzo-a-pirén 19. A Fö ld légkö rének vá ltozá sa (Bolygó nk szü leté se nyomá n) 20. A Fö ld légkö rének szerkezete (Lá szló Ferenc: Kö rnyezetvé delem korszerűen nyomá n) 21. A légkö r tö meg- illetve térfogatará nyos ö sszetétele (Bolygó nk szü leté se nyomá n) 22. Az emisszió és az immisszió ö sszefüggése (Ulrich Fö rstner: Kö rnyezetvé delmi technika nyomá n) 23. Miért savas az esővíz? (Environmental Science nyomá n) 24. Az inverzió s réteg kialakulá sa (Environmental Science nyomá n) 25. Az ó zonpajzs műkö dése (Environmental Science nyomá n) 26. A freonok hatá sa (Environmental Science nyomá n) 27. Porkamrá k (Moser Mikló s - Pá lmai Gyö rgy: A kö rnyezetvé delem alapjai nyomá n) 28. Tö ltetes tornyok (Moser Mikló s - Pá lmai Gyö rgy: A kö rnyezetvé delem alapjai nyomá n) 29. A víz fizikai á llapotai (Environmental Science nyomá n) 30. A víz kö rforgá sa (Environmental Science nyomá n) 31. A természetes vizek előfordulá si helye (Environmental Science nyomá n) 32. A vízhaszná lat és a vízhozam ö sszefüggése 33. Á sott és fúrt kút (Varga Lá szló : Vízvé delem nyomá n) 34. Csá pos kút (Mé rnö ki ké zikö nyv nyomá n) 35. Vízkezelés, -tisztítá s (Environmental Science nyomá n) 36. Az emberi tevékenység hatá sa a vízminőségre (Mé rnö ki ké zikö nyv nyomá n) 37. Eutrofizá ció 38. A szennyvíztisztítá s folyamata (Ulrich Fö rstner: Kö rnyezetvé delmi technika nyomá n) 39. A kommuná lis hulladékégető munkafá zisai 40. A hulladékdepó nia vá zlata (Mé rnö ki ké zikö nyv nyomá n) 41. A hallható hangok tartomá nya 42. Hangnyomá s és hangintenzitá sszint 43. Az energiafelhaszná lá s alakulá sa (Bolygó nk vé ges tü relme nyomá n)

119

11. Irodalomjegyzé k 1. Á rvai Jó zsef (főszerk.): Hulladékgazdá lkodá si kézikö nyv, Műszaki Kö nyvkiadó , Bp., 1993. 2. Baró tfi Istvá n (szerk.): Kö rnyezettechnika kézikö nyv, KTM, Eger, 1991. 3. Bay Zoltá n - Dénes Gá bor - Nagy Ferene - Wisinger Istvá n: Szent-Gyö rgyi Albert, Akadéimiai Kiadó , Bp., 1989. 4. Bolygó nk születése - A Fö ld enciklopédiá ja, Helikon, Bp., 1991. 5. Bora Gyula- Kulcsá r Dezső et al.: Magyarorszá g természeti erőforrá sai és gazdasá gfö ldrajzi adottsá gai (BKE jegyzet), Aula Kiadó , Bp., 1991. 6. Carson, Rachel: Silent Spring, Fawcett Crest World Library, New York, 1970. 7. Dá vidnéDeli Matild: Kö rnyezetvédelem (kézirat), Tankö nyvkiadó , Bp., 1989. 8. Ferry, Luc: Ú j rend: Az ö koló gia, Euró pa Kö nyvkiadó , Bp., 1994. 9. Fö rstner, Ulrich: Kö rnyezetvédelmi technika, Springer Hungarica, Bp., 1993. 10. Garami Lá szló : Képes Ú tikalauz - Védett természeti értékeink, Panorá ma, Medicina Kö nyvkiadó , Bp., 1993. 11. Imhof, Arthur E.: Elveszített vilá gok, Akadémiai Kiadó , Bp., 1992. 12. Ká rá sz Imre: Ö koló giai és kö rnyezetvédelmi alapismeretek, KTM Oktatá sfejlesztési Osztá ly, Bp., 1990. 13. Képes vilá gatlasz - A Fö ld és a természet, Officina nova, Bp., 1994. 14. King, Alexander - Schneider, Bertrand: Az első glogá lis forradalom 15. Kö rnyezet és fejlődés - Tá jékoztató -taná csadó szemle, IV/3-4, V/9 16. Kö rnyezetvédelmi lexikon, Akadémiai Kiadó , Bp., 1993. 17. Lá szló Ferenc: Kö rnyezetvédelem korszerűen, Vízügyi Dokumentá ció s Szolgá ltató Leá nyvá llalat, Bp., 1988. 18. Lovelock, J. E.: Gaia - A fö ldi élet egy új nézőpontbó l, Gö ncö l Kiadó , Bp. 19. Magyarorszá g kö rnyezeti jö vőképe, MTA Tá rsadalmi Konfliktusok Kutató kö zpontja, Bp., 1994. 20. Moldova Gyö rgy: Magyarorszá g szennybemenetele, Dunakanyar 2000, Bp., 1993. 21. Moser Mikló s - Pá lmai Gyö rgy: A kö rnyezetvédelem alapjai, Tankö nyvkiadó , Bp., 1992. 22. Munkavédelem - Szellőzés, vilá gítá s, zajelhá rítá s, Tá ncsics Kö nyvkiadó , Bp., 1978. 23. Nebel, Bernard J.: Environmental Science - The way the world works, Prentice Hall, USA, 1990. 24. Palotá s Lá szló (szerk.): Mérnö ki kézikö nyv III. kö tet, Műszaki Kö nyvkiadó , Bp., 1985. 25. Papp Sá ndor - Kümmel, Rolf: Kö rnyezeti kémia, Tankö nyvkiadó , Bp., 1992. 26. Pellant, Chris: Kőzetek és á svá nyok, Panem Kft., Bp., 1993. 27. Press, Frank - Siever, Raymond: Understanding Earth, Freeman and Company, New York, 1994. 28. Schumacher, Ernst F.: A kicsi szép, Kö zgazdasá gi és Jogi Kö nyvkiadó , Bp., 1991. 29. SH atlasz - Ö koló gia, Springer Hungarica, Bp., 1994. 30. Szent-Gyö rgyi Albert: Vá logatott tanulmá nyok, Gondolat, Bp., 1989. 31. Szepeshá zi Ró bert: Geotechnika II. - Talajmechanika (KTMF jegyzet), Tankö nyvkiadó , Bp., 1986. 32. Szesztay Ká roly - Sz. Gá bor Margit: Bolygó nk véges türelme, Akadémiai Kiadó , Bp., 1992. 33. Tá jékoztató az Észak-duná ntúli Kö rnyezetvédelmi Felügyelőség tevékenységéről, Győr, 1995. 34. Tardy Já nos (szerk.): Természetvédelem 1994, KTM Természetvédelmi Hivatal, Bp., 1994. 120

35. Thomas, Lewis: Há ny élete van egy sejtnek?, Euró pa Kö nyvkiadó , Bp., 1988.ű 36. Tö lgyessy, Juraj (szerk.): Chemistry and Biology of Water, Air and Soil - Environmental Aspects, Elsevier, 1993. 37. Varga Lá szló - Szalay Zoltá n: Kö rnyezetvédelmi alapismeretek, SZIF, Győr, 1992. 38. Varga Lá szló : Vízvédelem (SZIF jegyzet), MTM Soft Mérnö kiroda Kft., Győr, 1994.

121