2003 6 szam.qxd
4/15/04
5:07 PM
Page 398
Földtani közeg és emberi környezet – új feladatok a mûszaki földtudományok elôtt DR. habil FÖLDESSY JÁNOS okl. geológus, a földtudományok kandidátusa, tanszékvezetô egy. docens (Miskolci Egyetem Földtan-Teleptani Tanszéke, Miskolc)
A tanulmányban a földtani kutatások irányainak a közelmúltban bekövetkezett változásaival, illetve a változásokból a képzésre, továbbképzésre háruló következményekkel, új igényekkel foglalkozom. Röviden bemutatom a változást elôidézô mûszaki és gazdasági okokat, és a létrejövô új vizsgálati irányzatok néhány hazai példáját. A változás irányai alapján néhány javaslatban összegzem az alapképzés és a továbbképzés területén szükséges módosításokat.
Bevezetés A földtant új tudományként az ércek és a kôszén iránti növekvô igény választotta el a bányászattól a 17-18. század során. Vizsgálati módszerei, szemlélete hosszú ideig megôrizték az eredet jellegeit. A 19. század végétôl kaptak nagyobb hangsúlyt a kutatásokban a természetes fluid anyagok – a víz és a szénhidrogének. A múlt század elejétôl lendült fel a nem érces ásványi nyersanyagok kutatása. Az új építési technológiák váltották ki ugyanebben az idôben a mûszaki földtan és hozzá kapcsolódó ágazatok – pl. talajmechanika – intenzív fejlôdését. A közelmúlt újabb mélyreható irányváltást hozott a tudományokkal szemben támasztott társadalmi igényekben és kapcsolódó értékrendszerekben. Néhány eleme – többek között az értékarányok változása, az információrobbanás, a környezet-tudatosság fokozódása, a nagy mérnöki projektek – az alkalmazott földtan alapjait is érintette. Az új irányok, úttörô lépések többnyire késve, egy bizonyos idô elteltével épülnek át a képzésbe, oktatásba. Tanulmányomban a jelen állapottal, s a közeli jövôre vetíthetô változási irányokkal foglalkozom. Értékváltozások az ásványi nyersanyag piacokon A társadalmi és technológiai változások hatottak a fosszilis energiahordozók és természetes ásványi nyersanyagok átértékelôdésére is. A földtani kutatás, bányászat révén ennek közvetlenül érdekeltjei vagyunk. A legfontosabb ezen a téren az édesvízkincs felértékelôdése, a vízkészletekkel való jobb gazdálkodás igényének elôtérbe kerülése. Ma hazánkban az elsô állásukba lépô geológusok többsége ezen a területen kap munkát, akár hatósági, akár vízbázis érzékenységi, akár üzemeltetôi munkahelyeken. Meglehetôsen önkényes összehasonlításként az 1. ábrán a budapesti ivóvíz ára illetve az arany világpiaci ára közötti arányváltozást látjuk, öt éves idôszakra visszamenôen [1, 2]. Amennyiben nagyobb idôszakra tekintenénk vissza, vagy a forint árakat dollárra számítanánk át, az arányváltozás hasonló lenne.
398
Bányászati és Kohászati Lapok – BÁNYÁSZAT 136. évfolyam, 6. szám
2003 6 szam.qxd
4/15/04
5:07 PM
Page 399
Árarány, folyó HUF, USD (1997=100)
250
200
150
Arany Ivóviz 100
50
0 1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
1. ábra: A budapesti ivóvíz és az arany értékváltozása
Átrendezôdött a fosszilis energiahordozók termelésének szerkezete. A hangsúly a világ össztermelésében a kôszén alapú termelésrôl határozottan a szénhidrogének illetve a fosszilis radioaktív energiahordozók felhasználása irányába tolódott el. Hosszabb idôtávot áttekintve hasonló értékváltozások tapasztalhatók egyéb nyersanyagok esetében is. A 2. ábrán néhány kiválasztott fontos érces és nem érces nyersanyagfajta árarányainak változását látjuk az 1950-2000 közötti idôszakra, 1998-as USD értéken számítva [3]. Az ötven éves periódus alatt az ipari alapanyagként használt vasérc, réz árának csökkenése 30-45% (az arany ezen idô alatt 14%-ot emelkedett). Az összehasonlításban szereplô két nem fémes ásványi nyersanyag – kovaföld, azbeszt – értéke 25-45%-ot emelkedett. Az okok számos tényezôre vezethetôk vissza, a változásokat részben az ipari fejlôdés (a termékekbe beépülô egyre nagyobb hozzáadott érték, egyre kevesebb alapanyag felhasználás), részben a tanulmányban késôbb felsorolt további okok (pl. környezetvédelmi szempontok, növekvô mértékû újrahasznosítás stb.) váltották ki.
Árarányok (1998 USD paritáson)
250
200
150
Vasérc Rézérc Diatomit Azbeszt
100
50
0 1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2. ábra: Ásványi nyersanyagárak változása Bányászati és Kohászati Lapok – BÁNYÁSZAT 136. évfolyam, 6. szám
399
2003 6 szam.qxd
4/15/04
5:07 PM
Page 400
Az információ technológia fejlôdése A földtani kutatások irányára és eszköztárára az élet más területeihez hasonlóan döntô hatást gyakorolt az információ feldolgozás fejlôdése, úgy a szoftver, mint a hardver eszközök területén. Ennek egyik hatásaként a nyersanyagkutatások hatékonysága nôtt (fôleg az adatbázisok kezelése nyújtotta lehetôségek, a térinformatikai eszközök adaptálása révén). Ez a feltárt ásványi nyersanyagvagyonnak a termelés ütemét meghaladó növekedését (s így például a fémárak reálértékének stagnálását, illetve csökkenését) okozta, jelentôsen csökkentve egyúttal az ipari földtani kutatások munkaerô igényét. Másik fejlôdési irányként ugrásszerûen nôtt az értékelésben figyelembe vehetô adatok száma és változatossága. Az adatfeldolgozási technológiák fejlôdésével a földtani közeg bonyolultságát közelítô modellek, inverziók pontossága javult, jelentôsen fokozva a hagyományos értelemben már nem földtani (hanem geofizikai, távérzékelési stb.) módszerek találati arányát, sikerességét. Igen komoly elôrehaladás történt a lelôhelyek 3D modellezése, megjelenítése területén. A 3. ábrán a recski Lahóca-aranyérc kutatása során kialakított háromdimenziós digitális térmodell egy blokkdiagramszerû megjelenítése látható [4]. A térmodellben a felszíni topográfiai adatok mellett a Lahóca összes vágatának és egyéb föld alatti térségeinek, az összes mélyfurás geodéziai és kémiai elemzési adatai megtalálhatók, és tetszôleges összetételben, kiemelésben, szintosztásban stb. jeleníthetôk meg tetszôleges irányú metszetekben és térképeken. A lelôhely ásványvagyonának számítása is a térmodell felhasználásával történt. A térinformatikai módszerek a földtani értelmezésekben igen jelentôs minôségi ugrást jelentenek, s ezek földtani alkalmazása elôtt még jelentôs fejlesztési lehetôségek vannak. Az információs technológia és a földtanban alkalmazott mûszerek összekapcsolása, az adattovábbítási eljárások és a távközlés eszközeinek robbanásszerû fejlôdése megsokszorozta a mérhetô és rögzítendô adatok körét és mennyiségét, és meggyorsította, szinte valós idejûvé alakította a kapott adatok feldolgozását és értelmezését is. Szükségessé tette egyúttal a földtani észlelések, a beviteli adatok formájának egységesítését, logikai rendszerbe foglalását. Új észlelési eszközök (pl. magszkenner) igen nagyszámú adatot szolgáltatnak, amelyek földtani értelmezése is csak magas szintû számítástechnikai ismeretek birtokában lehetséges. A 4. ábrán egy gránit anyagú fúrómagnak a MÁFI Imageo magszkennerrel elôállított képe látható [5].
3. ábra: A recski Lahóca-aranyérc elõfordulás digitális térmodellje 400
Bányászati és Kohászati Lapok – BÁNYÁSZAT 136. évfolyam, 6. szám
2003 6 szam.qxd
4/15/04
5:07 PM
Page 401
A környezettudatosság fokozódása Talán a legfontosabb új, társadalmi szinten elfogadottá vált értékmérô az élet minôsége, ezzel kapcsolatban az épített és természetes környezet rövid és hosszú távú megóvása. Az ipari fejlôdés elsôdlegességét hirdetô irányzattól az elfordulás a 70-es évek végétôl vált érzékelhetôvé, az energiaszûkét elôrevetítô olajárrobbanás, s az ezt követô gazdasági szerkezet átalakulás nyomán. A 21. század fordulójára a legfontosabb ide kapcsolódó kérdéssé a fejlôdés fenntarthatósága vált, s a környezet megóvásának társadalmi és technikai problémái is e követelmény köré rendezôdtek. A földtan, mint az élettelen természetes közeg hosszú távú idôbeli változásának megfigyelésére legjobban hivatott tudománycsoport, ennek a kérdésnek a vizsgálatában fontos szerepet kapott. Számos új irányzat alakult ki a földtan, geofizika, geokémia és anyagtudományok területén. Ezeket ma sommásan a környezetföldtan, környezetgeofizika gyûjtônevek alá soroljuk, valójában számos új önálló tudományterületet fednek, akár embrionális, akár fejlettebb formában. A talaj, a kôzetek, a földtani közegben mozgó folyadékok és gázok, az ásványi nyersanyagok feltárása és kitermelése során keletkezô környezeti hatások, más ipari vagy mezôgazdasági technológiáknak a földtani közegre gyakorolt hatásai jelentik a kutatások és fejlesztések fô területeit. A környezetföldtan ernyôje alatt több új kutatási irány fejlôdik, ezek mindegyike a klasszikus földtani tudományágak eszköztárából építkezik. Számos nagy projekt közül önkényesen emelem ki itt a mecseki uránérclelôhely állami forrásokból finanszírozott bányabezárási és rekultivációs munkáit, amely az elmúlt évtized legnagyobb ilyen jellegû, sikeresen lebonyolított programja volt [6]. Az 1997-tôl induló program jelentôségét mutatja, hogy több mint 12 Mrd forintos költségvetése a végrehajtási idôszak minden évében meghaladta a hazai földtani kutatások összes állami ráfordításait, amelyek sorra 1 Mrd forint alatt maradtak [7]. A lelôhely bányászati létesítményeinek lezárása, a vízbázisok védelmének megoldása, a tájrendezési feladatok során a földtani közeg vizsgálata minden fázisban jelentôs szerepet kapott. Az 5. ábrán az egykori uránércdúsító üzem felett akkor mûködött perkolációs (halmazkilúgzásos technológiát alkalmazó kinyerési módszer) anyagdepónia (1998) látható. Ezeket anyag-áthelyezéssel, tájalakítással és lefedéssel rekultiválták.
4. ábra: Gránit anyagú fúrómag palástképe Bányászati és Kohászati Lapok – BÁNYÁSZAT 136. évfolyam, 6. szám
401
2003 6 szam.qxd
4/15/04
5:07 PM
Page 402
Új mérnöki létesítmények földtani elôkészítése A környezet-tudatosság fokozódásával felértékelôdnek a felszín, a táj értékei, szûkülnek az ipari és kommunális létesítmények kiszolgálását szolgáló egységek – meddôhányók, tárolók, lerakók, közlekedési utak – felszíni elhelyezésének lehetôségei, növekednek a földtani elôkészítéssel szemben állított követelmények. Ez a tendencia jól kitapintható az élet számos területén, a meg nem valósult hulladék akkumulátor feldolgozó üzemtôl a kommunális szemétlerakókon keresztül az autópályák nyomvonal tervezéséig. E téren a legfrissebb pozitív példaként említem a kis és közepes aktivitású radioaktív hulladékok elhelyezésének földtani környezetvizsgálatát. Ennek 1997-tól tartó munkái idén fejezôdtek be, és jövô évben a kivitelezéssel folytatódnak [8]. A projekt végrehajtása során az esetleges szennyezôdést visszatartó földtani gát paramétereinek vizsgálatára a magmás és metamorf kôzettan, a szerkezetföldtan, a vízföldtan, az ásványtan, a szeizmikus és elektromos, illetve fúrólyuk-szelvényezési módszereket alkalmazó geofizika a ma elérhetô legmodernebb módszertárával, eddig nem tapasztalt összehangoltsággal dolgozott. A projekt rámutatott arra, hogy a mai feladatok már nem oldhatók meg elszigetelten dolgozó specialistákkal, hanem csak nemzeti, nemzetközi méretekben kialakított, több tudományágat és mérnöki, tervezési szakmát összefogó csapatmunkával. A földtani képzés és továbbképzés feladatai az új fejlôdési irányok tükrében A fenti szemelvényes felsorolással kívántam bemutatni, hogy a földtani alkalmazások területe igen szerteágazóvá vált. Az alapképzés egyre kevésbé tudja a hagyományos tantervi felosztással az egyes speciális alkalmazások igényét követni. Megnôtt a változások, pályaváltások sebessége is. A ma radioaktív hulladéktárolási projekten kezdô geológus 2-3 év múlva esetleg repülôtéri szénhidrogén-szennyezôdések terjedésével, vagy vízbázis-érzékenységgel foglalkozik majd. A Földtan-Teleptani Tanszék által kínált tantárgyválasztékban törekszünk az újabb alkalmazások oldaláról felmerült igények követésére. Ilyen elvek alapján épültek be a tananyagba újabb tárgyak (pl. földtani térinformatika, távérzékelés, ásványi nyersanyag politika, ásványvagyon-becslési praktikum, szeizmo-sztratigráfia, természeti erôforrás kutatás, Kárpátok ércesedései). Más tárgyakban jelentôsebb belsô szerkezeti változtatásokat végeztünk. Itt említem meg a földtani alapismeretek és a kapcsolódó gyakorlatok (az egész kar számára kötelezôen elôírt alap5. ábra: Az uránércdúsító perkolációs anyagdepóniája tárgy) átalakítását. Meg– Kõvágószõlõs 402
Bányászati és Kohászati Lapok – BÁNYÁSZAT 136. évfolyam, 6. szám
2003 6 szam.qxd
4/15/04
5:07 PM
Page 403
kezdtük egyes tárgyaink oktatását (választható módon) angol nyelven is. A képzés sokirányúsága is fokozódik, a hagyományosak mellé folyamatosan újabb tématerületek lépnek be, így az oktatás e téren mindig bizonyos késésben van. A jelenlegi alapképzés értékeinek megtartása mellett egyre inkább hangsúlyt kap az általános gyakorlati- és mérnöki készségek jobb fejlesztése, illetve a földtani ismeretanyag jobb kapcsolása a társtudományok felé. A mérnöki készségek kialakításához több terepi-, üzemi gyakorlatot, alkalmazási ismeretet tartok szükségesnek. A földtudományi információfeldolgozás igényeire szabott szakirányként geoinformatikus képzés indul ebben az évben. Terveink szerint a jövôben a képzés törzsanyagát rövid, kurzus jellegû, néhány alkalomra sûrített kiegészítô gyakorlati illetve elôadás anyaggal bôvítjük azokban az irányokban, ahol ismereteink szerint rövid távú speciális igények mutatkoznak. Végül a politikai és gazdasági szerkezet alakulásának megfelelôen a részletes ismeretekkel lefedett földrajzi területet is át kell szabnunk, az eddig fôleg Magyarországra összpontosító képzés mellett a Kárpátok régiójára, illetve nagyobb hangsúllyal Európa egészére. A határozott idejû alapképzés után egyre több ismeret megszerzése az “élethosszig tartó tanulás” további idôszakára marad, ami felveti a jelenleg csak alkalmi keretbe illeszkedô szakmai továbbképzések rendszerbe foglalását, az avuló tudásanyag idôszakos karbantartását és cseréjét. Ez olyan feladat, amely nemcsak egyetemi, hanem szakmapolitikai és szakmai társadalmi megfontolást és cselekvést igényel. IRODALOM [1] http://www.vizmuvek.hu/ada_araink.html, 2003-09-30. [2] http://www.kitco.com/, 2003-09-30 [3] http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/, 2003-09-30 [4] Földessy J., Kecseti S., Polgár I.: A Lahóca és Veresagyagbérc földtani kutatási zárójelentése. Kézirat, MGSZ adattár (1997) [5] http://www.mafi.hu/imageo/frame.html [6] Benkovics I., Erôs Gy.: A hazai uránbányászat megszüntetése és a társaság jövôbeli lehetôségei. BKL Bányászat, p. 206-211. (2001) [7] MGSZ Éves jelentése a 2002. évrôl. Budapest [8] Balla Z.: A kis- és közepes aktivitású hulladékok végleges elhelyezésére kutatott Bátaapáti (Üveghutai) telephely földtani felépítése. A Magyarhoni Földtani Társulat 2003. évi vándorgyûlése. Elôadás-kivonatok (Kézirat) (2003)
FÖLDESSY JÁNOS okl. geológus, a földtudomány kandidátusa, Ph. D. 1970-ben szerzett geológus oklevelet a budapesti Eötvös Loránd Tudományegyetemen. 1984-ig az Országos Érc- és Ásványbányák Recski Rézérc Mûveinél dolgozott geológus, késõbb földtani osztályvezetõ helyettesi beosztásban. 1984-1989 között Kubában mûködött nyersanyagkutatási szakértõként. 1991-2000-ig az Enargit Kft. igazgatójaként a lahócai aranyérc-kutatásokat vezette. Jelenleg a Miskolci Egyetem Földtan-teleptani tanszékét irányítja.
Bányászati és Kohászati Lapok – BÁNYÁSZAT 136. évfolyam, 6. szám
403
