BEVEZETÉS A KÖRNYEZETTANBA BIOLÓGUSOKNAK

Átírás

1 A kétciklusú képzés bevezetése a magyar felsőoktatásban a természettudományi szakokon Alkalmazkodás a munkaerőpiac igényeihez BEVEZETÉS A KÖRNYEZETTANBA BIOLÓGUSOKNAK oktatási segédanyag BSc szakosoknak összeállította: Majer József Pannonöko BT PÉCS 2005 HEFOP P /1.0

2 BEVEZETÉS A KÖRNYEZETTANBA BIOLÓGUSOKNAK ÉS KÖRNYEZETTAN SZAKOSOKNAK A környezetvédelem az emberiség utolsó önvédelmi reflexe A környezetvédelem fejlõdése A MÚLT A környezeti nevelés megértéséhez érdemes néhány gondolattal visszanyúlni a történelemhez. Az emberiség megjelenése, növekedése átrendezte a természetet, kialakult a természetnek egy sajátos része az Az emberréválás folyamatáról azt tanultuk, hogy nagy eredmény volt a tûz meghódítása, a természet legyõzése, a felette uralkodás. Az EMBER megjelenése óta folyamatosan növekvõ módon használja, felhasználja, kihasználja a természetet. A kihasználtság fokát talán a megismerés fokával lehet mérni. Aki megpróbálta megismerni a természetet, azt csodálták, üldözték vagy féltek tõle. Az igazi tudós soha nem a természet ellen fordította ismereteit, de a felhasználók nagyon gyakran. Környezetvédelem az ember kialakulásától Régi õseink, a gyûjtögetõ életmódot folytató ember ritkán okozott kárt a környezetben. A föld megmûvelésére való áttérés, az ércek bányászata és a fémkohászat valamint a közlekedés fejlõdése egyre súlyosabb környezetszennyezést indított el: elõször változtatta meg az ember az élõvilág élõhelyét, megkezdõdött az erdõk irtása, a védtelenné váló talajt a szél és a víz elhordta, az alapkõzetig lepusztította. A növekvõ népesség egyre inkább a városokban telepedett le. Már az ókorban megjelentek azok a gondok, amelyek ma is környezeti problémát okoznak a nagyvárosokban: szemétkezelés, vízellátás, szennyvízelvezetés, higiéniai kérdések, amelyek azonnali gondokat is okoztak betegségek, járványok formájában. Szükséges volt olyan megoldások alkalmazása, amelyek ma is beletartoznak a környezetvédelem eszköztárába. Rómában a gravitáció elvén alapuló vízvezeték rendszert építettek. Róma Cloaca Maxima - az elsõ zárt szennyvízcsatorna, 2500 éve folyamatosan üzemel. Az ember és a környezet viszonya a középkorban sem volt teljesen harmonikus: alacsony higiéniai színvonal, fertõzött víz, járványok jellemezték. Tovább folytatódott az erdõirtás, mocsarak lecsapolása, amely az eredeti ökoszisztémák felszámolásával járt Az ipar fejlõdésével növekedett a bányászat és kohászat környezetkárosító hatása. A XIV. században I. Edward angol király betiltotta Londonban a kõszén égetését, mert káros hatással lehet a lovagok és felségek egészségére. Magyarországon ekkor született meg Zsigmond király erdõtörvénye is, amely a bányavárosok környékén szabályozta az erdõgazdálkodást ban a sziléziai Bunzlau város építette az elsõ szennyvíztisztító telepet és vízmûvet. A szennyvizet külön területre szivattyúzták. Ugyanakkor új elemként megjelent a vízenergia és szélenergia hasznosítása Az elsõ ipari forradalomtól az 1960-as évekig A KÖRNYEZETVÉDELEM FEJLÕDÉSE Mai értelemben vett környezetvédelemrõl csak az 1960-évektõl kezdõdõen beszélhetünk. Az ezt megelõzõ idõszakot a környezetvédelem elõtörténetének lehet tekinteni, amikor a környezeti hatások, károk nem lépték túl a lokális vagy regionális méreteket. Az 1950-es évek végétõl napjainkig terjedõ idõszakot három szakaszra lehet tagolni: A rádöbbenés korszaka (1960-as évek) A lakosság környezeti érzékenységében akkor következett be változás az 1960-as évek elején, amikor a háború utáni nyomorból a nyugati országok egy viszonylag magas életszínvonalra jutottak, és a kérdés úgy vetõdött fel: egy újabb autó, vagy gyerekeink és 1

3 saját egészségünk a fontosabb? Az elsõ, megdöbbenést okozó felfedezés az volt, hogy a rovarirtó szerek (pl. DDT), a klórozott szénhidrogének az élõ szervezetben felhalmozódnak, és egészségkárosodást, rákot okoznak. A 60-as évek elején Amerikában megjelent Csendes tavasz címû regény AZ EMBER OKOZTA (ANTROPOGÉN) KÖRNYEZETTERHELÉS FOGALMA A környezetterhelés általában minden, a természetestől eltérő, emberi beavatkozás által létrejött állapot. Antropogén környezetterhelésen tehát olyan tényezők hatását értjük, amelyeket az ember okoz, és amelyek nem tartoznak a normális természetháztartáshoz (Ellenberg 1973). Ezeket terhelő tényezőként jellemezhetjük, ökológiai, kémiai vagy fizikai természetűek lehetnek. Gyakran használják a környezetterhelés helyett a stressz fogalmát is, és a terhelő tényezőket mint stresszorokat jellemzik. A stressz valójában a valamilyen élő egység (egyed, populáció, társulás, stb.) reakcióját jelenti, ezért a környezetterhelés fogalma operatívabb, mivel az okozati összefüggéseket jobban tükrözi. Ezért kizárólag a környezetterhelés és a terhelő tényezők fogalmát használjuk, és csak az ember által okozott (antropogén) környezetterheléssel foglalkozunk. AZ EMBER ÁLTAL OKOZOTT KÖRNYEZETTERHELÉS KIALAKULÁSA Történelem előtti időszak, környezetterhelés nélkül. A vadászó és gyűjtögető ember csak azt használta, amit számára a természet adott, és azt úgy használta fel, hogy utána ismét visszajuttatta a természet körforgásába. Ez a beavatkozás az energiaáramlást és az anyagcserét nem zavarta meg, a természetet tartósan nem terhelte. Ókor: a környezet szennyezésének kezdete. A görög kultúra és a római birodalom idején az erdők kiirtásával, a szántóföldi műveléssel, az állattartással a környezet megváltozott. Mivel azonban az aratás után a hulladékok, valamint a fekália általában ismét visszakerültek a földekre, és az energia-, ruházkodási és az építési anyag iránti igényt a megújítható természeti erőforrásokból elégítették ki, természetidegen anyag nem került a környezetbe. A természetes energiaáramlás és anyagkörforgás megváltozott ugyan, de nem szakadt meg, ezáltal a mezőgazdaságilag hasznosított ökoszisztémák nem károsodtak jelentősen. (Kivéve azokat a hegyoldalakat, ahol az erdőirtás és a legeltetés következtében, vagy a Földközi-tenger térségét, ahol a kedvezőtlen klimatikus viszonyok miatt a talaj helyenként teljesen lemosódott.) A népesség növekedésével és a civilizáció fejlődésével kialakultak a nagyvárosok (Alexandria, Róma). A szennyvíz és a szemét a nagyvárosokban fertőzési gócokat okozott, amelyek veszélyét csatornázással, hulladékszállítással próbálták elhárítani. A KÖZÉPKOR KÖRNYEZETTERHELÉSE Az életmód vidéken az ipari forradalomig alig változott, a csaknem teljes tápanyag-körforgalom miatt a mezőgazdasági ökoszisztémák állandósága hosszú időn keresztül fenntartható volt. Az erdőirtások, a kiterjedtebb legelők és szántók kialakítása csökkentették, elsősorban Európa természetes tájait. A középkori kisvárosokba települt manfakturákban a környezetterhelés legfontosabb problémáit sem ismerték. A kor vízszennyezés- és a hulladékproblémái. A városokban a környezetterhelés fő oka a hiányos szennyvíz- és hulladékeltávolítás volt, amely többek között az ivóvíz elszennyeződésére vezetett. Elszaporodtak a házi és a vándorpatkányok. Szennyezték az élelmiszereket, a takarmányt, terjesztették az élősködőket és a kórokozókat, amellyel együtt jártak a gyakori fertőző betegségek (pestis, tífusz és a kolera), ezek közül a pestis volt a legsúlyosabb. A pestis Európa lakosságának jelentős részét elpusztító járvány volt a VI. és a XV-XVII. században. 2

4 A levegő szennyeződése. Ahogy az ókorban, úgy a középkorban sem érte el a levegőszennyeződés a vízszennyeződés mértékét. A levegőterhelés helyi jellegű volt, többnyire a manufaktúrákból származott. Például 1348-ban Zwickauban a városban lévő kovácsműhelyekben tilos volt kőszénnel dolgozni, és ben Gosslarban a füstgáz okozta terhelés olyan erős volt, hogy az ércpörkölést leállították (Odzuk, 1982). Környezetterhelés az ipari forradalom után Általános technikai és természettudományos fejlődés. Az ipari forradalom (Európában kb tól) olyan technikai lehetőséget nyitott meg a természeti környezet és a tájrombolásra, amilyen a történelemben korábban még nem volt. Növekedett a munkamegosztás; a fogyasztási cikkeket többnyire a nem megújítható energiaforrások segítségével - állították elő. Az iparosodás és a népességrobbanás miatt a környezetterhelés fokozódott. Az ipari forradalmat megelőzően is voltak a környezetben előforduló olyan anyagok, amelyek felhalmozódásuk miatt terhelést okoztak, ezekhez járultak hozzá az iparosodással természetidegen anyagok egyre nagyobb mennyísége, amelyek maguktól, vagy természetes úton nem bomlanak le. A környezetterhelés a ipari körzetekben, városokban. A városokban a levegőszennyezők között először a gáz formájú emissziók, mint az S0 2, továbbá a por érték el a terhelő mértéket. A helyzetet a nehézfémek és a különböző szerves levegőszennyezők súlyosbították. A tápanyag-körforgás megszakadása következtében a korábbinál több hulladék és fekália terhelte a vizeket. A közlekedés zajártalma és a városok aránytalan növekedése miatti szociális stressz érte el azt a fokot, ami már terhelést jelent. A TECHNIKA HATÁSA A technika fejlődése. Az iparosodás 1769-ben kezdődött, amikor James Watt a gőzgépet feltalálta. A XIX. században a természettudományok és a technika gyors fejlődésnek indult. l. táblázat. A környezet változásának fázisait az alábbiakban foglalhatjuk össze (Odzuk, 1982). A társadalom (T), a természetes táj (Te) és a környezetterhelés (K): fejlődési állapotai az idő függvényében. Bár a világon nagyok a különbségek, mégis kimondhatjuk, hogy az emberiség tudatában van a jelenlegi, nagymértékű környezetterhelésnek, reagál erre, a problémákat kezdi megérteni és megoldani. (Buchwald - Engelhardt 1978, módosítva) 3

5 Korai neolitikus fázis (Neolitikumi forradalom), (i.e. cca 3400) Ipar előtti fázis T: vadászó és gyűjtögető Te: természetes táj K: nincs környezetterhelés T : agrártársadalom Te : természetes táj és természethez közeli kultúrtáj K: a szennyvíz és a hulladék által a környezetterhelés kezdete Első ipari forradalom (Közép-Európában a 19. század második fele) Ipari fázis T: ipari társadalom Te: természetidegen kultúrtáj a természethez közeli kultúrtáj maradványaival K: a fontosabb természeti erőforrások, a levegő veszélyeztetése Második ipari forradalom (a 20. század második fele) Ipar utáni fázis T: postindustriális, ipar utáni társadalom (?) Te: természetidegen kultúrtáj rohamos növekedése, természetes és a természethez közeli kultúrtáj zsugorodása, esetenkénti teljes eltűnése, illetve kicsi, rezervátum szerű maradványaival (?) K: fellép a globális környezetterhelés; a környezetvédelem szükségességének növekvő tudata A mezőgazdasági területek környezet terhelése. Először az 1873-beli tömeges szarvasmarha-elhullás, később az erdők pusztulása hívta fel a figyelmet az ipari füstgázok káros hatására óta az ember okozta környezetterhelés egész vidékekre kiterjed. A közlekedési eszközök rendkívüli mértékű elterjedése miatt az utak környéke ólommal szennyeződött, és sok ember lett a közlekedési balesetek áldozata. Az üdülőforgalom is sok, természethez közeli ökoszisztémát károsít. Végül ugyancsak ettől az időtől kezdve alkalmazzák a biocideket (az ember szempontjából káros élőlények, pl. gyomok, gombák, gerinctelen és gerinces állatok) amelyek többnyire nem fajspecifikusan hatva, számos, az élőközösség szempontjából hasznos szervezetet megsemmisítettek. Az ökológiai lábnyom A JELENLEGI HELYZET A föld elég mindannyiunk szükségletére, de nem elég mindannyiunk mohóságára - mondta Mahatma Gandhi. Az ökológiai lábnyomnak az életmódunkkal a Földünkre gyakorolt hatást nevezzük. A hagyományos közgazdasági mutatók, például a GDP nem adnak képet arról, hogy tevékenységeink milyen hatást gyakorolnak a világra. Ezért nem olyan régen bevezettek egy új mutatót, az ökológiai lábnyomot (ecological foodprint). A lábnyom kiszámításának lényege, hogy minden tevékenységet, folyamatot földterület egyenértékre számítanak át, bizonyos egyszerűsítő feltételeket alkalmazva. Az ökológiai lábnyom tehát az a föld- ill. vízterület, amelyre egy bizonyos emberi népesség és életszínvonal végtelen (tetszőlegesen hosszú) ideig való fenntartásához szükség lenne. E számításnál olyan kézzel fogható adatot kapunk, amely kifejezi egy személy vagy csoport életszükségleteinek kielégítéséhez, a fogyasztott árú előállításához és a megtermelt hulladék elnyeletéséhez a Földnek mekkora részére van szükség. A Földre gyakorolt hatásunk 4

6 Emberek és csoportjaik lábnyomán túl kiszámítható egy terület, egy ország, de egy tevékenység, folyamat ökológiai lábnyoma is. Így például ahhoz, hogy megtudjuk milyen hatást gyakorlunk életmódunkkal Földünkre, a földterület-egyenérték kiszámításához figyelembe kell venni az élelmiszer-fogyasztást, a lakóhely létrehozásához és fenntartásához szükséges erőforrásokat, a közlekedés, a szolgáltatások és a fogyasztási javak forrásigényét, stb. Az ökológiai lábnyom akkor válik igazán beszédessé ha összehasonlítjuk a rendelkezésre álló földterülettel, biológiai kapacitással. A számítások szerint 1995-ben a Föld egy lakójára 1,5 hektár átlagos termékenységű földterület jutott (a 20. sz. elején ez még 5-6 hektár volt), ezzel szemben egy átlagos észak-amerikai ember ökológiai lábnyoma 4-5 hektár volt a kilencvenes évek derekán, s az arány azóta csak romlik. Vagyis ha mindenki úgy élne mint az északamerikaiak, akkor legalább két további Földre lenne szükség az emberiség létének folyamatos fenntartásához! (Magyarországon valamivel kedvezőbb a helyzet: életvitelünk változatlan fenntartásához országunk területének csupán másfélszeresére lenne szükség...) Más számítások szerint az ökológiai lábnyom világátlaga 1991-ben 1,8 hektár/fő volt, tehát már ez az átlag is túllépte bolygónk eltartóképességét. Az ökológiai lábnyom és az eltartóképesség (biológiai kapacitás) különbsége 0,3 hektár/fő, ez az ökológiai hiány, ami azt jelenti, hogy pazarló életmódunk következményeit a jövő nemzedékekre hárítjuk. Az egyén felelőssége Mielőtt abban a kényelmes hitben ringatnánk magunkat, hogy ezek az adatok ugyan súlyosan figyelmeztetik a világot, de mi úgysem tudunk semmit tenni a világunkat pusztító folyamatok ellen, megismétlem: minden tevékenységünk befolyásolja az ökológiai lábnyomot! Az ökológiai lábnyom olyan számítási módszer, amellyel kiszámolhatjuk és megérthetjük, hogy a természet forrásainak (a természetnek) mekkora részét használjuk, és azt, hogy mennyi természeti forrás áll a rendelkezésünkre. Az ökológialábnyom-elmélet alapjait az 1970-es években fogalmazta meg William Rees kanadai tudós, majd honfitársa, Mathis Wackernagel a 90-es években sokat csiszolt rajta. A modell akkor vált széles körben ismertté, mikor a világ legnagyobb civil természetvédelmi szervezete, a WWF, 2000-ben átfogó jelentésben hasonlította össze az egyes országok ökológiai lábnyomát. Az ökológiai lábnyom az emberi fogyasztás sokféle kategóriájából tevődik össze. Ezeket különböző számításokkal átválthatjuk a források előállításához szükséges földterület nagyságára, amit már össze lehet hasonlítani mások hasonló lábnyomával. Az ökológiai lábnyom segítségével jól számszerűsíthető, hogy életmódunknak milyen hatása van a természetre. Minden egyén ökológiai lábnyoma hat elemből áll össze: az első az a terület, amelyen a táplálkozásához szükséges gabona megtermelhető, a második annak a legelőnek a nagysága, amely az általa elfogyasztott hús előállításához nélkülözhetetlen, a harmadik a fa- és papírfogyasztásának megfelelő nagyságú erdőterület, a negyedik a hal, rák, kagyló stb. fogyasztásával arányos tengerdarab, az ötödik a lakásához szükséges földterület, végül a hatodik annak az erdőterületnek a nagysága, amely kinek-kinek egyéni energiafogyasztásával arányos mennyiségű szén-dioxid megkötéséhez szükséges ben bolygónkon a biológiailag aktív földterület és tengerfelület nagysága 11,4 milliárd hektár volt. Ez azt jelenti, hogy a 6 milliárd földlakó mindegyikére 1,9 hektár jut. Ezzel az 1,9 hektárral úgy kellene gazdálkodnunk, hogy ne csak az élelmünk és iparcikkeink megtermelésére, lakásunkra és templomainkra legyen elég, de elegendő és jó állapotú természetes ökoszisztéma (erdő, folyó, puszta stb.) maradjon, hiszen ezeknek köszönhetjük 5

7 egyelőre még elviselhető levegőnket és éghajlatunkat, gyógyszerészeti alapanyagainkat, illetve számos olyan szolgáltatást, amit a legtöbb ember magától értetődőnek és ingyenesnek tekint. A nekünk jutó 1,9 hektárral szemben 1999-ben az egy főre eső ökológiai lábnyom földi átlaga 2,3 hektár volt, ami hosszú távon tarthatatlan, hiszen ez azt jelenti, hogy a Föld természeti tőkéjét éljük fel. Az egyenlőtlenségek érzékeltetésére álljon itt néhány ország ökológiai lábnyoma. Egyesült Arab Emirátusok: 10,13 hektár, Amerikai Egyesült Államok: 9,7 hektár, Finnország: 8,42 hektár, Németország: 4,71 hektár, Oroszország: 4,49 hektár, Magyarország: 3,08 hektár, Irak: 1,38 hektár, Mozambik: 0,47 hektár. Egy átlag amerikai háromszor annyi természeti kincset él fel, mint egy átlag magyar, mégsem lehetünk elégedettek. Ha minden ember csak akkora hatással lenne a bolygó élővilágára, mint mi, akkor is legalább másfél Földre lenne szükségünk. Más számítások ugyan ettől kisebb eltéréseket mutatnak, de a lényeget ezek nem érintik. A legfrissebb kutatások azt mutatják, hogy kevesebb, mint 2 hektár termőföld és tenger jutna minden emberre a Földön, ha azt egyenlően osztanánk el. Egy kanadai átlagember ennél négyszer több földterületet használ, míg egy átlag indiai ökológiai lábnyoma nem éri el az 1 hektárt. Minden egyes ember és társadalom elfoglal bizonyos teret bolygónk felszínéből azáltal, hogy itt termeli meg az élete fenntartásához szükséges javakat (élelmiszerek, energia, szórakozás stb.) és itt dolgoztatja fel a természettel azokat a hulladékokat, amelyeket kibocsát. Ennek a térnek a nagyságát méri az ökológiai lábnyom. Más megfogalmazásban az ökológiai lábnyom az a föld-, illetve vízterület, amelyre egy bizonyos emberi népesség és életszínvonal végtelen (tetszőlegesen hosszú) ideig való fenntartásához szükség lenne. Vagy még egyszerűbben megfogalmazva: az ökológiai lábnyom annak a területnek felel meg, amin egy ember fogyasztási javai előállíthatók, s a megtermelt hulladékai eltüntethetők. 1 Az ökológiai lábnyom akkor válik igazán érdekessé, ha összehasonlítjuk a rendelkezésre álló földterülettel (biológiai kapacitás). Az ökológiai lábnyom és az eltartóképesség különbsége az ökológiai hiány, ami azt jelenti, hogy pazarló életmódunk következményeit máris a jövő nemzedékére hárítjuk. (Pl.: a Föld több pontján és Magyarország több településén sem találunk egészséges ivóvizet; a kőolaj készletek elhasználása, amivel a jövő nemzedékek már nem élhetnek.) Ökológiai lábnyom térségenként térség ökológiai lábnyom biológiai kapacitás ökológiai hiány Afrika 1,33 1,73-0,4 Ázsia/Csendes-óceán 1,78 1,11 0,67 Észak-Amerika 11,7 6,2 5,5 Kelet-Európa 4,9 3,1 1,7 Nyugat-Európa 6,3 2,9 3,4 Világ 2,85 2,18 0,67 A táblázatból kitűnik, hogy egyedül Afrika az a Földrész, amelyik nem használja fel a rendelkezésére álló potenciált, lábnyomot, a többiek máris túlhasználják. 6

8 Ökológiai lábnyom országonként ország neve lakossága ökológiai lábnyom hektár/fő Kanada 30 millió 7,7 Egyesült Államok 268 millió 12,2 Brazília 167 millió 3,1 Franciaország 58,4 millió 4,1 Nagy Britannia 58,5 millió 5,2 Dél-Afrikai Köztársaság 43,3 millió 3,2 India 970 millió 0,8 Kína 1 milliárd 250 millió 4,3 Japán 125,7 millió 4,3 Ausztrália 18,5 millió 9 Magyarország 10,2 millió 5 A környezetterhelés, a környezettudat. Az egész világra kiterjedő iparosodás, a népesség robbanás következtében 1945 után a terhelő tényezők száma és intenzitása miatt a környezetterhelés rendkívüli mértékben megnövekedett, és a városokból a vidékre és a tengerekre is kiterjedt. A szmog-katasztrófák, a higany szennyezés és más antropogén környezetterhelés számos negatív visszahatása az emberre következtében kialakult a környezettudat, és intézkedéseket követelnek a terhelés csökkentésére. A terhelés fajtái. Szocio-ökonómiai szempontból a környezetterhelés következő formái különböztethetők meg: 1. Az emberi és az állati hulladék okozta terhelés túlsúlyban van és tipikus betegségeket okoz, amelyek a fejlődő országokban terjedtek el, ahol a higiénia, a képzettség és a tanulási szándék elmaradott. 2. Az ipar és az ipari termékek emissziója következtében fellépő terhelés, amely a technológiailag magasan fejlett ipari országokra jellemző. 3. A szerves hulladék és az ipar emissziójának együttes környezet terhelése; ez a keveréktípus a leggyakoribb. Példa az ökológiai lábnyom kiszámítására Ez az értékelési mód egy emberi populáció vagy gazdaság az erőforrások és a környezet asszimilációs kapacitása iránti igényét vonatkoztatja területegységre. Vagyis megadja azt a területnagyságot, melyet egy közösség (az adott életvitel alapján) a fenntartható gazdálkodáshoz igényel (Wackernagel et al. 1996, 9). Ha a nyersanyagok előállításához és a hulladékok feldolgozásához szükséges területet összegzik és összehasonlítják a ténylegesen rendelkezésre álló területtel, következtetni lehet a gazdálkodási mód fenntarthatóságára. Ha ugyanis a tényleges terület lényegesen kisebb mint a fenntartható gazdálkodáshoz szükséges, valószínű, hogy a gazdálkodási mód nem fenntatható, túl intenzív az adott terület nagyságához képest. A számítás menete a következő: (1) A régióhoz tartozó személy i termékből (n különböző termék van) való egy főre jutó éves átlagos fogyasztásának kiszámítása adja ci-t. (2) Az egyes termékek egy főre jutó mennyiségének előállításához szükséges területnagyság kiszámítása,, ahol aai [ha/fő] egy termék egy fõre jutó éves mennyiségének elõállításához szükséges terület, ci 7

9 [kg/fő] az egy fõre jutó mennyiség i termékbõl és yi [kg/ha] a termelt éves mennyiséget jelenti (3) Az egy főre jutó ökológiai lábnyom nagysága a fentiek alapján:, (4) Egy régió ökológiai lábnyoma pedig a következő képletből adódik:, ahol EFp [ha] a teljes területigényt jelenti és N a régió népességének számát. Az ökológiai lábnyom nagy elõnye, hogy nagyon illusztratív, mely segít a közvélemény figyelmét a fenntarthatóság problémájára irányítani. Hátrányai a következõk: Az analitikus számításnak kevés figyelmet szentel, és ezért számítási módja elnagyolt. A személyes tevékenységek csak a végső felhasználás területéről kerülnek a számításba. Nem veszi figyelembe a helyi adottságokat. A nem-megújítható erőforrások csak a kitermelésükhöz szükséges területnagyság és energiaigény, valamint a kiváltásához szükséges megújítható erőforrás termelési területének nagyságáig kerülnek a számításba. Ez egy jóval kisebb területet eredményez, mint a nemmegújítható erőforrások tényleges fenntartható termeléséhez szükséges területnagyság (Wackernagel et al. 1996, 63)2. Átlagértékekkel számol, mely növeli a pontatlanságot és figyelmen kívül hagyja az egyéni jellemzőket. Csupán egy állapotleírás, trendek és folyamatok feltérképezésére nem alkalmas. A mutató kevésbé koncentrál a fenntarthatóság ökológiai vonatkozásaira, hanem inkább a sűrűn és ritkán lakott területek, a városi és vidéki életforma különbségeit igyekszik szemléltetni. Összegezésképpen elmondható, hogy ez a mutató sem alkalmas a fenntarthatóság kereteinek hosszútávra történő kijelölésére. ACC Régiók gazdálkodásának fenntarthatóságát kísérli meg értékelni az ACC (Appropriate Carrying Capacity) mutató is, amely inkább a régió folyamataira koncentrál. Végeredményben ugyanazt az eredményt adja mint az ökológiai lábnyom: egy régió fenntartható fejlődéséhez szükséges területnagyságot. Különbség a számítási módban van csupán: míg az ökológiai lábnyom átlagos személyi szükségletekből indul ki az ACC az egyes folyamatokat vizsgálja. A mutató tartalmazza az erőforrások előteremtésének és a hulladékok megsemmisítésének minden anyagi és energetikai vonzatát. A számítás egyszerűsített menete a következő: Először a régió erőforrás-szükségletének előteremtéséhez szükséges területnagyságot (ACCr) számítják ki:, ahol Fr [kg/a] az éves felhasznált erőforrás-mennyiség és yr [kg/m2/a] az erõforrások hozama. Úgy mint az ökológiai lábnyom esetében, a nem-megújítható erõforrásokat megújíthatókkal kell helyettesíteni, ami ugyanazzal a hibával jár mint az elõzõ mutató esetében. Az egyes erõforrások részterületigényének összege adja az ACC [m2] értékét:. A számítás a gyakorlatban még csak az erõforrás megtermelésének oldalán végezhetõ el, a hulladékok megsemmisítésének területigénye nem számítható (Krotscheck 1995, 42). A fentiek alapján ugyanolyan megitélés alá esik mint az elõzõ mutatószám. SPI Az SP Index, mint aggregált mutatószám, megadja a fennforgó termelési folyamat környezeti terhelését területegységre vonatkoztatva. A gondolat alapját Földünk korlátozott területe és az erre a felületre érkező limitált napenergia adta, mivel itt a korlátozottság a leginkább szemléletes, kézzelfogható. Az SPI figyelembe vesz minden a társadalom és az ökoszféra közötti anyag- és energiaáramot. Ennek következtében az egyes folyamatok minden anyag- és energiaárama a számítás tárgyát kell hogy képezze. Számítási módja az anyag- és energiamennyiségek mérlegére (Ökomérleg) épül. Az emberi és ökológiai környezet minden teljesítményét egy dimenzióba számítja át. Ez adja az aktuális termelési folyamat területigényét. Ez a területmennyiség szükséges a folyamatban résztvevő anyag és energiaáramok az ökoszférába való fenntartható beillesztéséhez. 8

10 Az SPI két területegység viszonyszámából tevődik össze: egy termelési folyamat fenntartható beilleszkedésének területigénye, valamint az adott területen (regió, megye, város, ország) statisztikailag az egy főre jutó területnagyság. (cap/unit), ahol ain az egy lakosra jutó területnagyságot jelenti. (m2a/unit), ahol Atot a folyamat fenntartható működéséhez szükséges területmennyiség, és Stot a folyamat által nyújtott szolgáltatások száma (Krotscheck 1995, 90). Atot a következő részekből áll, melyet az első ábra mutat: 1 ábra Részterületigények rövidítései A nyersanyagellátás területigénye AR Megújítható energiaforrások területigénye ARR Nem- megújítható energiaforrások területigénye ARN Energiaszolgáltatás területigénye AE Személyi területigény AS Installációs terület AI Folyamatinstallációs területigény AII Tárgyi területigény AID Termék lebontásához szükséges területigény AP Teljes területigény Atot (Forrás: Krotscheck, 1995, 90) Ha az SPI értéke 1 alatt van az adott termelési folyamat még fenntarthatónak mondható, afölött már nem. A számítás lépései két nagy csoportra oszthatóak: (1) Anyag- és energiaáramok az adott rendszerbe illetve -ből; (2) Ugyanezen anyagok és energiaforrások előfordulási koncentrációi és újratermelési ideje egy egészséges 3 környezetben; Az adott folyamat anyag- és energiaáramai területigényének kiszámítása az egészséges környezet adataiból történik, vagyis megadja, hogy mekkora az a területnagyság, amelyen belül a szóban forgó anyag- és energiamennyiségek ökológiai szempontból fenntarthatók. Röviden: az egészséges környezet adataiból kiindulva kerül felhígításra az adott folyamat energia és anyagszükséglete területtel. A számítási folyamathoz szükséges anyag- és energiaáramok mértékegységeit a 2. ábra mutatja: 2 ábra: Anyag- és energiamérleg mértékegységei az SPI számításához Ráfordítás A felvételezés dimenziója M.egység Megújítható és fosszilis Éves felhasználás mennyisége nyersanyagok [kg/a] Nem-megújítható [ECU/#] Az előállítás éves költség és energiaigénye nyersanyagok [kwh/#] Energiainput Éves mennyiségi szükséglet [kwh/#] Installációk Beruházási összeg vagy az előállítás [ECU/#] energiaszükséglete [kwh/#] Személy szükséglet Az alkalmazottak éves száma [cap/a] Termékek Éves kibocsátás mennyiségben és minőségben [kg/a] [kgm/kg] (Forrás: Krotscheck, 1995, 89) Egy példa a termék lebontásához szükséges területigény kiszámítására: Ebben az esetben a termék NO3 emisszió, melyet egy üzem bocsát ki a mellette lévő vízfolyásba 100 9

11 kg-os éves mennyiségben. Kérdés az, hogy mekkora területre van szüksége az üzemnek ahhoz, hogy ez az emisszió ökológiai szempontból fenntartható legyen? Ennek kiszámításához a következő adatokra van még szükség: Az egészséges vízfolyás NO 3 koncentrációja: cno3= g/kg; Az adott terület vízháztartásának megújulási rátája: RW= yw*r, ahol yw=1200 kg/m 2 a az éves csapadékmennyiség és r= 28.3 % a csapadéknak a talajba szivárgó hányada, tehát RW=340 kg/m 2 a. Ezen két adatból már kiszámítható az adott anyag (NO 3 ) területegységre vonatkoztatott felvételi potenciálja s= RW*cNO 3 - =18 g/m 2 a. Ebből továbblépve kapható, hogy mekkora területre van szükség az adott mennyiség fenntartható felvételéhez: (100 kg NO 3 *1000)/ 18 g/m 2 a= m 2. Ebben az esetben ha Stot=1, mivel, tegyük fel, csak egy szolgáltatást nyújt az eljárás, és ain= m2a/cap az SPI értéke m 2 /11000 m 2 a/cap= 0.5 cap/m 2. Tehát a folyamat, ha az adott területen ( m 2 ) csak ezen szennyezés áll fenn, még fenntarthatónak mondható. Az SPI előnyei: Ökológiai szempontból a legnagyobb integrativitással rendelkező mutatószám, ahol az ok okozati összefüggések is felszínre kerülnek. Nagy érzékenységgel rendelkezik. Az egyes folyamatok ezen mutatószám segítségével egymással ökológiai szempontból jól összehasonlíthatóvá válnak. Elvonatkoztat az ökológiai határértékektől (hiszen egy egészséges környezet adatait veszi alapul), melynek következtében a számítási mód nem lesz függvénye az újabb tudományos eredményeknek és méréseknek az ökológia terén. (Krotscheck, 1995) Hátrányai: Nem veszi figyelembe az ökoszférában bekövetkezett változások (részben emberi behatások miatt) a társadalomra gyakorolt hatását. A gazdasági folyamatokkal nem képez kapcsolatot, mivel nem pénzben fejezi ki a folyamatokat. Ezáltal a gazdasági ösztönző erő sem érvényesülhet, mivel az index nem képezi gazdasági számítások tárgyát. Bonyolult számítási eljárást követel, ami azonban számítógéppel könnyen kezelhetővé tehető; A kognitív felfogási szintet célozza, melynek környezettudatosság képző hatása kisebb. Ezen előnyök és hátrányok következtében a mutatószám kizárólag a környezetvédelmi probléma ökológiai oldalán alkalmazható, de ott a lehető legátfogóbb eredményeket adja. Ezért elsősorban környezeti szatellitrendszerek adatállományában van nagy jelentősége. III. Környezethasználati információs rendszer körvonalainak bemutatása Az ökológiai hatások figyelembevételének megvalósítására már számos kísérlet született. Ezek közé tartozik a környezeti hatásvizsgálat és a SEEA rendszere is. A környezeti hatásvizsgálat nagy hátránya, hogy nem tesz lehetővé folyamatos, az adott tevékenységre irányuló megfigyelést, főképpen csak a beruházásokkal foglalkozik, határértékékre alapoz, és elhanyagolja a szinergia hatásokat. A SEEA (Satellite System for Integrated Environmental and Economic Accounting, Van Dieren 1995, ) rendszere szintén pontatlan határértékekre épít, ezért a szinergia hatásokat sem tudja kellőképpen figyelembe venni. Pontatlanságát tovább növelendő, az ökológiai mutatók moneterializálására törekszik. A jelenlegi rendszerek hibájából tanulva, olyan rendszer kialakítását kell megcélozni, mely folyamatos, üzemi szintű megfigyelést tesz lehetővé, nem politikailag meghatározott határértékekre épül, bizonyos mértékig a hosszú távú szinergia hatásokat is képes figyelembe venni és eltekint az ökológiai változók pénzben való kifejezésétől. Az olyan rendszereket, ahol az ökológiai mutatókat külön kezelik, szatellite rendszereknek nevezik. Ökológiai használhatóságuk feltétele azonban az, hogy az ökológiai mutatót vagy mutatókat külön a gazdasági megítéléstől kell figyelembe venni úgy, hogy azok prioritást élvezzenek. A prioritás alapját a rendszerek egymáshoz való viszonya adja, hiszen a gazdasági élet része az ökoszisztémának és arra támaszkodik, abból él. A rendszer így lehetőséget ad arra, hogy az ökológiai és ökonómiai alrendszer kiegészítve egymást támogassa a döntési folyamatot. Az ökológiai mutató méri a területhez kötött gazdálkodás ökológiai fenntarthatóságát, míg az ökonómiai a gazdálkodási eredményeket mutatja. 10

12 Ha az ilyen szatellite rendszerek ökológiai mutatójaként az SPI-t használják, a fent megnevezett követelmények nagy része teljesül, hiszen az SPI a hosszútávon egészséges környezet anyag- és energiaáramaira alapozza számításait, s így már szinergiákat is figyelembe képes venni illetve kiküszöbölni. További előnye, hogy a számítás üzemi szinten elvégezhető, melyet egyes általános folyamatok központilag történő előre kiszámításával illetve a számítások menetének standardizálásával és számítógépre vitelével nagyban egyszerűsíteni és gyorsítani lehetne. Ezzel megvalósulna az üzemi szintű folyamatos megfigyelés (Kohlheb 1998, 146, 176). Az adott területen található tevékenységekre kiszámított SPI mutatókból következtetni lehet a régió gazdálkodásának hosszú távú ökológiai fenntarthatóságára. Továbbá az SPI ökonómiai mutatókkal való összevetéséből olyan pontos, jól megalapozott ösztönző fejlesztési stratégiák alakíthatók ki, melyek már biztosítani tudják a fenntartható gazdálkodás kereteit. Ökomérleg Ezen értékelési rendszer célja egy termék egész életciklusához kapcsolódó környezetre gyakorolt hatásainak összegzése és értékelése (Ahbe 1990, 4). A régi ökomérleg rendszere a környezeti elemekre (talaj, víz, levegő, élővilág) külön-külön határozta meg a termékek hatását. Ezért az egyes hatások nem voltak összegezhetők és az egyes termékek ilyen szempontból egymással összehasonlíthatók. Az új módszer kiküszöböli ezt a nehézséget. Itt a különböző szennyezések egy mértékegységben kerülnek kifejezésre, egy speciális ökomutatóban, ami a kibocsátott emisszióra és azok összegére épül (Ahbe 1990, 5-7). Ez az ökomutató az ökofaktorból számítható, mely az ökológiai szűkösséget tükrözi, és a környezet ökológiai terhelhetőségének és a tényleges terhelésnek a hányadosa. Az ökológiai szűkösség és a tényleges emisszió mennyiségének szorzata adja az ökopontot, melyet minden emisszió esetében kiszámolnak és egy számmá összegeznek (Ahbe 1990, 8). Az így kapott pontok összege adja a mérleg értékét. A mérlegkészítés több részből áll: először a dologi mérleget kell elkészíteni, mely tartalmazza a termék életciklusával kapcsolatos anyag- és energiaáramokat. Az energiaáramokhoz tartozik például a nyersanyag kinyeréséhez, feldolgozásához, szállításához szükséges energiafelhasználás, valamint a keletkezett hulladékok megsemmisítésének energiaigénye. A következő lépés a hatásmérleg elkészítése, mely az ökomérleg magját képezi, ugyanis itt kerülnek összegzésre az egyes emissziók hatásai. A végső lépést képezi a mérleg értékelése, ahol a hatásokat összegzik és értékelik. Az ökomérleg nagy hibája azonban, hogy függ a politikailag meghatározott és ezért pontatlan határértékektől, melyeknél kevesebb szennyezés esetében a környezet állapota a határértéket megállapítók szerint hosszú távon fenntartható. Ezen adatok azonban mindig pontatlanok maradnak, hiszen képtelenek figyelembe venni a hosszú távon jelentkező összefüggéseket és a szinergiahatásokat. Emellett az ökomárleg csak a folyó értékekkel számol, ezért az emberi munka és az anyagi tőkejavak (készlet jellegű javak) nem képezik a számítás alapját. Összegzésképpen el kell mondani, hogy az ökomérleg nem alkalmas a fenntartható fejlődés kereteinek kijelölésére. 11

13 A KÖRNYEZET TERHELÉSÉNEK OKAI A NÉPESSÉGROBBANÁS Az ember, a Homo sapiens populáció általános fejlődése. A népesedés robbanás során az ember minden lehetséges élőhelyet elfoglalt, számos szervezet életterét és életfeltételét birtokba vette. A profitérdekeltségű technokrata szemlélet következtében az a tévképzet alakult ki, hogy az ember kivohatja magát a természetes szabályozás alól, és a népesség a felfutási fázis után exponenciálisan nő. A NÉPESSÉG NÖVEKEDÉSÉNEK FÁZISAI 1. Lag-fázis. A populációk növekedését biotikus és abiotikus tényezők mellett a szaporodási potenciál korlátozza, amelyben a természetes táplálkozási arány szelekciós hatása is érvényesül. A kora kőkorszaki embert a magasan fejlett utódgondozás, a csoportos életmód és a szerszámhasználat segítette a túlélésben. A mostoha körülmények, a táplálékhiány, a betegségek azonban gátolták az emberi populáció erőteljesebb növekedését: a szaporodás kiegyenlítette a veszteséget, vagyis az elhalálozások nagy száma mellett a születések száma is nagy volt. A természetes ökoszisztémák produktívabb, mesterséges ökoszisztémákká való átalakítása vezetett az agrártársadalom kialakulásához és az első jelentős népességnövekedéshez. 2. Átmenet a log-fázisba. Ez az egészségügyi és higiéniai viszonyok javulásának követ- kezménye, amely a fejlődő országokban együtt járt a csecsemőhalandóság csökkenésével és a várható élettartam-növekedéssel. Log-fázis. Eredetileg a szelekcióval összefüggő nagy születési szám és a csekély halálozási arány vezetett a most is tartó népességrobbanáshoz, amely a környezetre is hatással volt az ellátás, a hulladék eltávolítása, a kanalizáció révén. Jelenleg az emberek száma még mindig exponenciálisan nő, bár az ipari országokban a kis halálozási arány és a születések csekély száma miatt a népesség (ha a bevándorlást nem tekintjük) csökken. Az emberiség számbeli növekedésében jelenleg a fejlődő országok népszaporulata a meghatározó. A JÖVŐBELI ANTROPOGÉN KÖRNYEZETTERHELÉS A TERHELÉS ÁLTALÁNOS OKAINAK A FEJLŐDÉSE - a népesség fejlődése - a technika és az ipar fejlődése - az ember magatartása A Homo sapiens populáció jövőbeli fejlődése. Az emberiség számszerű fejlődése a telítettségi (logisztikus) görbe formájának felel meg a következő egyenlet szerint: dn dt = rn K N K N = az egyedek száma, 12

14 t = idő, r = növekedési ráta, K = az eltartóképesség határa. Nem lehet eltekinteni attól, hogy mekkora a Föld végleges eltartóképessége (K). A népesség további fejlődésére elvileg a következő lehetőségek vannak:! Bekövetkezik egy átmenet a stagnáló szakaszba és a Föld eltartóképessége (K) határán stabilizálódik.! A Föld túlnépesedik. Az emberi populáció a Föld eltartóképessége (K) határa fölé nő, ami az emberiség fizikális és társadalmi összeomlásához vezet. A bekövetkező világjárványok, az élelmiszerekkel, vízzel, levegővel közvetített emberre ártalmas anyagok, a társadalmi elégedetlenségek, éhséglázadások, forradalmak következménye az összeomlás. A világ népességének fejlődésére számos becslés van, ami több paraméter mérlegelésével készült. Az ENSZ és a Council of Environmental Quality korábbi becslése szerint a évig és azután is a világ lakosságának további, nagymértékű növekedésével lehet számolni. A technika és az ipar fejlődése. A Római Klub kezdeményezésére a Massachusetts Institute of Technology = MIT tanulmányt készített az emberiség problémáinak okairól és összefüggéseiről. A tudósok arra a meggyőződésre jutottak, hogy jelenleg 5 trenddel kell számolni :! az iparosodás gyorsulása,! a népesség rohamos növekedése,! a fejlődő országok lakosainak alultápláltsága,! a nyersanyagtartalékok kiaknázása és kimerülése,! az élettér szétrombolása. A technika fejlődése és elterjedése megváltoztatja a társadalom fejlettségét, amely összefügg a képzettség helyzetével. A fejlett ipari országokban a technika és az ipar fejlődése lelassul, sok fejlődő országban pedig fokozódik az iparosodás. Ezeken a területeken a környezet növekvő terhelése elkerülhetetlennek. Az egész világra kiterjedő növekvő iparosítás, a pillanatnyi profit érdek miatt növekszik a terhelés, aminek kedvezőtlen hatását a vissza nem fordítható környezeti károsodás miatt, még a fejlett technológiával sem lehet csökkenteni. Az ember magatartása. A második világháború óta a környezet ember okozta változása és terhelése jelentősen nőtt: A számos negatív hatás következtében kialakult az ipari országok lakossága egy részének a környezettudata, amely megfigyelhető a természet- és környezetvédelmi magánszervezetek létrehozásától a politikai pártok alakításáig. Az információk tömege és az iskolai oktatásban az ökológiai témák bevezetése rövid és hosszú távon a helytelen ökológiai intézkedések elkerülését segítheti elő. Ennek ellenére egyre mélyül a szakadék a lakosság növekedése, az ipari termelés, az ember cselekedetei és a környezet terhelése között. A környezet jövője prognóziskészítéshez a Massachusetts Institute of Technology kialakított egy világmodellt az eddigi adatok figyelembevételével és a jövőbeli fejlődés becslésével. Ezek az eredmények a következők: 13

15 ! A jelenlegi fejlődési tendencia folytatásakor a környezet terhelése nem érné el a korlátozó értéket a nyersanyagkészletek csökkenése az ipari termelés összeroppanásához vezetne.! Kétszer akkora nyersanyagmennyiséggel és a jelenlegi termelési feltételekkel a környezet terhelése exponenciálisan növekedne.! Az ellenőrzött környezetterhelés megfelelő nyersanyagmennyiséggel lehetővé teszi a lakosság és az ipari termelés további növekedését. A megállapítások egy része ma már illuzórikus. A helyzet sokkal rosszabb. AZ EGYES ÖKOSZISZTÉMA-TÍPUSOK TERHELÉSI KILÁTÁSAI Az urbán-ipari ökoszisztémák terhelése. Egyes agglomerációs területek a körülményekhez képest már elérték a terhelési maximumot. A zaj és a többi immisszió csökkentésével lehet a környezet minőségét újra helyreállítani. Mint szociális környezet azonban ezzel a helyzet nem javul. A társadalmi feszültségek fokozottan nőnek, lázadások, terror cselekmények, önkényeskedések gyakorisága növekszik. Egyéb terresztris ökoszisztémák. Az energiatermelés növeli a terhelést fosszilis energiahordozók alkalmazásával (C02, S02, por) éppúgy, mint az atomenergia fokozott felhasználásával (trícium és kripton- 85). Mindkét esetben hulladékhő termelődik. A mező- és erdőgazdaság terhelésének a jelenlegi szint alatt kell maradnia. A turizmus a jólét következménye; elsősorban a természetes és a természethez közeli ökoszisztémákat károsítja. A gazdasági recesszió valószínűleg korlátozza a turizmust. A hulladék miatti terhelést a kijelölt lerakóhelyek csökkenthetik. A járművek emiszsziójának csökkentésére hozott intézkedések várhatóan nem ellensúlyozzák azt a kárt, amit számuk gyarapodása okoz. Több országban tehát a forgalom növekedését is korlátozzák. A vízi ökoszisztémák terhelése. A tavakban a szerves vegyületek csökkenése nem nagyon valószínű. A tengerek hasznosítása nyersanyag- és energiaforrásként ökológiailag hátrányokkal jár. Az ökoszisztémák határait túllépő terhelés. Az iparosodás és a motorizáció elterjedésével növekedhet a savanyú csapadék, az üvegházhatást okozó és az ózonpajzsot befolyásoló gázok (CO 2, N 2 O, stb.) és a fluor-klórszénhidrogének emelkedésével járó ártalom A jövőbeli környezetterhelés hatásai Hatása a populáció szintjére. Minden populáció génkészletének ún. variációs szélessége van, ennek alapján képes bizonyos környezetváltozásokat túlélni. Számos olyan érzékeny faj van, elsősorban a szűktűrésű specialisták, amelyek már ma is szinte mindenütt veszélyeztetettek, a környezet-kemikáliák áradata és az élőhelyük beszűkülése következtében. Azokban az országokban, ahol a népesség rohamosan nő és az iparosodás is gyors, a veszélyeztetettség nagymértékben fokozódik. Mivel az ember alkalmazkodóképessége rövid idő alatt nem változik, ha a terhelése nem csökken, akkor az ember egészségének potenciális veszélyeztetettsége megmarad. A KÖRNYEZETTERHELÉS HATÁSA AZ ÖKOSZISZTÉMÁKRA A természetes populációk kialakulása és alkalmazkodó képességük változása földtörténeti léptékben, de legalább is évezredekben mérhető. Ezzel szemben a jelen és a közelmúlt környezetrombolása néhány 10 év alatt zajlott le.az ember és más populációk reakciójának összehasonlítása azt mutatja, hogy kicsi az ökoszisztémák evolúciós sebessége, a visszacsatolási mechanizmus erősen korlátozott. A jelenlegi erdők alig tartalmaznak több információt, mint a föld geológiai középkorában. Ez magyarázza, hogy lehetetlen az ökoszisztéma gyors evolutív alkalmazkodása a jelenlegi környezetterheléshez. Az ökoszisztéma 14

16 irreverzíbilis szétrombolása jelenti a legnagyobb veszélyt. Az ember életmódjának napjainkban olyan mellékhatásai vannak, amelyek a környezetet károsítják:! A természet csak a környezetterhelés árán képes a Homo sapiens populációját fenntartani. A környezetterhelés következménye a flóra és a fauna fajainak csökkenése, az ökoszisztémák szétrombolása. Ezzel együtt jár az ember potenciális veszélyeztetése és az ebből következő ökonómiai veszteség. Az ember jólétéhez külső és belső tényezők szükségesek. Az utóbbihoz tartozik többek között az antropogén környezet változásának mértéke és terhelése. Az ember környezetterhelése a a technikai fejlődéssel szinkron növekszik. A népességrobbanás ökológiai következményei. A növekvő népesség okozta az antropogén hatás tájra való kiterjedését: a települések létesítésével számos ökoszisztémát szétromboltak, és a mezőgazdasági művelés következtében további természetes ökoszisztémák alakultak át mesterséges ökoszisztémákká. Egyidejűleg fokozódott a környezet terhelése. AZ EMBER ÖKOLÓGIAILAG HIBÁS INTÉZKEDÉSEI A hibás intézkedések. A nagy népsűrűségnél a nagyobb forgalom érdekében a gondatlanságra való csábítás és a csekély egyéni felelősség (kollektivizmus) súlyos környezetterhelésekre vezethet. A fogyasztói társadalom kialakulása együtt jár a nagymértékű termelés során keletkező terhelési tényezőkkel. A téves értékábrázolás és az ellentmondásos értékrendszer versenye. A gazdasági szempontok abszolút elsőbbsége az ökológiai szükségességgel szemben már sokszor veszélyezteti a természetes életfeltételeket. Ebben az összefüggésben kell megemlíteni a tápanyag-körforgás megszakadását az urbán- és az agrárökoszisztémákban és az ökoszisztéma-idegen anyagok bekerülését a környezetbe. Az értékrendszer ellentmondásosságát egy, a közlekedésből vett példa is érzékeltetheti: a járműhasználat kedvező ugyan a mobilitás szempontjából, de fölöslegesen terheli a környezetet, a személyi tulajdonú gépjárművek használata túlsúlyba kerül a tömegközlekedéssel szemben. Hiányos nemzetközi együttműködés. Egyes államoknak az a törekvése, hogy szigorú rendeletekkel csökkentsék az ipari emissziót és ezzel a környezetterhelést, hátrányos helyzetbe hozva iparukat a versenyben, ha kereskedelmi partnereiknél nincs hasonló törvény. Az államok összefogásánál, mint a Közös Piac és a KGST - fennáll az a veszély, hogy a környezet védelmére hozott törvények a legfejletlenebb országok színvonalát veszik figyelembe. A TERHELÉSI TÉNYEZŐK ÁTTEKINTÉSE A nagyszámú terhelési tényezőt különböző módon lehet osztályozni. Az ökoszisztematikus összefüggésben való hatásuk tanulmányozására célszerű a terhelési tényezők természete szerinti felosztása Megadják a terhelési osztályokat és a hatásmódjukat; ez sejteti a terhelési tényezők sokaságát. A KÉMIAI TERMÉSZETŰ TERHELÉSI OSZTÁLYOK. Ide tartoznak mind a meghatározott kémiai anyagok osztálya, mint a nehézfémek és a halogénezett szénhidrogének, mind az olyan felhasználási típusok, mint a műtrágyák és a biocidek; jóllehet a kémiai területen átfedések vannak. Különleges jelentőségűek a környezetkemikáliák amelyek olyan anyagok, amelyek az emberi tevékenység révén jutnak a környezetbe, és olyan mennyiségben vagy koncentrációban lépnek fel, amely alkalmas arra, hogy az élőlényeket, különösen az embert veszélyeztesse. Ide tartoznak a kémiai elemek és a szintetikus és természetes eredetű szerves és szervetlen vegyületek. Az emberi tevékenység lehet közvetlen vagy közvetett, szándékos vagy akaratlan. Az élőlények fogalmába ebben az 15

17 összefüggésben beletartozik az ember és élő környezete, beleértve az állatokat, a növényeket és a mikroorganizmusokat. Nagyon sok szintetikus kémiai anyag előbb vagy utóbb környezetkemikáliává válik. A káros anyagokra jellemző, hogy ezekhez áttekinthetetlen számú elem vagy vegyület tartozik. Nagy jelentőségük van továbbá a perzisztens anyagoknak, amelyek közé bizonyos szerves vegyületek; nehézfémek és radionuklidok sorolhatók. Perzisztencián a kémiai vegyületek ellenálló képességét értjük a biológiai lebontással és a környezet hatásával szemben. A halogénezett szerves vegyületek rendkívül perzisztensek, mivel ezek fotokémiailag és mikrobiológiailag csak lassan bomlanak le; teljesen perzisztensek a nehézfémek, mivel atomszerkezetük nem változik, továbbá a hosszú felezési idejű radioaktív elemek, amelyek ugyancsak hosszú időn át, változatlanul hatnak. A környezetben bekövetkezhet a káros anyagok felhalmozódása. A szervezetek a környezetből az anyagokat szelektíven veszik fel és halmozzák fel; ez érvényes a káros anyagokra is. A felhalmozódásnak ez a módja a bioakkumuláció. Mindenekelőtt a perzisztens anyagok halmozódnak fel a táplálékláncban; mivel ez a felhalmozódás az ökoszisztémában történik, ezért ezt ökoakkumulációnak nevezik. Végezetül a káros anyagok az ásványi folyamatok során felhalmozódhatnak a talajban és az üledékben, ebben az esetben geoakkumulációról beszélünk. Fizikai jellegű terhelési osztályok. A terhelési osztályok száma hasonlóan nagy, az terhelési tényezők száma azonban lényegesen kisebb. Kivételt képeznek a radionuklidok mint kémiai anyagok, amelyeknek fizikai hatásuk is van. Összességükben a mechanikai hatások dominálnak. AZ EGYES TERHELÉSI TÉNYEZŐK ÉS ÁLTALÁNOS HATÁSUK KÉMIAI JELLEGŰ TERHELÉSI TÉNYEZŐK Gáznemű szennyezők A gáznemű szennyezők között elsődleges és másodlagos szennyezőket különböztethetünk meg. Az elsődlegesek összetételükben megfelelnek az emittens anyagoknak, ide tartozik többek között a S0 2, CO, NO X, HF, C 2 H 4, C m H n. A másodlagos (szekunder) gázszennyezők az emittált anyagból fizikai vagy kémiai folyamatok során alakulnak ki; többek között ide tartoznak a fotooxidánsok, az ózon és a peroxi-acetilnitrát, stb. A káros gázokhoz sorolják a földgázt is. Hatásuk a talajviszonyokra. A káros anyagok bejutnak a talajba és képesek annak minőségét megváltoztatni. Kijavíthatatlan, vagy visszafordíthatatlan (irreparábilis) károsodások nagy koncentráció, kisebb töménységben való tartós jelenlét vagy mérgező anyagok következtében lehetségesek. Nincs károsodás, ha ezek az anyagok tápanyagként beilleszkednek az anyagkörforgásba, vagy a gravitációs vízzel eltűnnek a bioszférából. Hatásuk a növényekre. Az intenzív gázcsere miatt a növények általában gyorsabban reagálnak, érzékenyebbek a levegőszennyeződésre, mint az állatok vagy az ember. Általános káros hatások. A káros gáznemű anyagokat a növények többnyire a gázcserenyílásokon át veszik fel, bekerülnek a sejtek anyagcseréjébe és kívülről nem látható elváltozást okozhatnak: biokémiailag csökkenthetik az enzimek aktivitását és megváltoztathatják a pufferkapacitást, továbbá fel is halmozódhatnak. Ökofiziológiailag ezáltal gyakran zavart szenved a gázcsere és a vízháztartás; ezenkívül a fotoszintézis érzékenyebb, mint a légzési folyamatok. Ezek a károsodások összegeződhetnek, citológiai változásokat idézhetnek elő, amelyek mikroszkopikusan láthatóvá válnak. A levél-, vagy a sejtek és a szövetrészek elhalása, a nagy immissziós koncentráció hatására vezethető vissza. Ez a levél szélén vagy a levélerek közötti szövetnél, a tűlevelűeken a tűlevél hegyén kezdődhet. A jelentéktelennek tűnő foltok látható, fehéressárga, vörösesbarna elszíneződéssé válnak. Végül kialakulhatnak a makroszkopikus károsodások; a klorózist a levelekben bekövetkezett klorofillveszteség vagy redukció jellemzi, és gyakran a kis szennyezőanyag-koncentráció tartós hatására utal. Ezt a levegőszennyeződésen kívül más környezeti tényezők vagy az öregedési folyamatok is okozhatják. A károsodási minta nem specifikus, sárgászöld vagy vöröses foltok (áttetsző karotinoidok) jellemzik. Az immisszió hatással lehet a növény egész habitusára, és növekedésváltozást okozhat: megváltozik a levél nagysága, az internódiumok hossza, a növény magassága 16

18 és formája. Az immissziós károsodás kimutatása. A károsodás megállapítása után szükség van az okozati vizsgálat elvégzésére. Gyakran nehéz az okozó immissziókat meghatározni és a károsodás mértékét körülhatárolni. A Duna térségében például 1972 és 1974 között az erdeifenyő pusztulását eredetileg a fák vasanyagcsere-zavarának tulajdonították. Mészben gazdag termőhelyen, nagy ph-értéknél mészklorózis lép fel, a tűlevelek megsárgulnak, ezáltal az állomány legyengül. Az állomány pusztulásához azonban csak a járulékosan fellépő kén- és fluórimmisszió vezetett. Az immissziós terhelés meghatározásának a módszerei és hatásuk:! Az immisszió közvetlen meghatározása és hatása.! Az immisszió közvetlen meghatározása és értékelése a határértékek segítségével.! Az immisszió közvetlen meghatározása és hatásának értékelése akkumulatív és szenzitív biológiai indikátorok (pl. zuzmók) segítségével. A levegőanalízist hosszabb időn keresztül kell végezni. Az elemzéshez felhasználják többek között a fotoszintézis mérését, a nekrózist, lombos fákon a vegetációs időszak hosszát, a fenyőkön a tűlevél fejlődését. Az immisszió okozta károsodás a károsodott és nem károsodott területek vegetáció-térképein lokalizálható, időben a fúrásminta és a törzsanalízis segítségével. A fúrásvizsgálatokban a fák évgyűrűinek a szélességét határozzák meg; a törzsnövekedési kép jelzi, hogy gátolt a vastagsági és magassági növekedés. Hatása az emberre. Általános hatások. Elvileg az immisszió kívülről hat a szervezetekre és a légzőszervekre, de a vér útján az egész testbe eljuthat. Érzékenységi határérték a szem kivételével a többi, a levegőnek külsőleg kitett szerveknél nincs. A légzőszervek lényegesen érzékenyebben reagálnak. A lehetséges veszélyeztetés, sőt károsodás attól függ, hogy mennyiben jut el a káros anyag a tüdőbe. Kis mennyiségű vízben oldódó gázok, mint a CO, vagy az NO és < l0 µm átmérőjű részecskék eljutnak a tüdőhólyagocskákig. Közben a vér a gázokat felveheti, a finom porrészecskék részben lerakódnak, részben eltávoznak a kilégzéssel, vagy a fagocitózis megszünteti őket. A finom cseppecskéken vagy szilárd részeken adszorbeálódott anyagok ugyancsak eljutnak a tüdőhólyagocskákig. Az immissziók határértékei. Az emmisszió-kataszterekből kitűnik, hogy a városok környékén a levegő több mint ezerféle gáz, folyékony és szilárd halmazállapotú idegen anyagot tartalmaz. Mivel lehetetlen ennyi anyagnál a határértékeket megállapítani, ezt csak a fontosabbaknál tesszük. Az érvényességi terület és a jelentőség alapján különböző határértékeket állapítanak meg:! Maximális munkahelyi koncentráció, MAK érték. A munkahelyen levő olyan határértékekről van szó, amely nem terheli túlságosan a dolgozókat, egészségüket és utódaikat nem károsítja.! Maximális immisszió koncentráció, MIK érték. A levegőszennyező anyagok MIK értéke az a koncentráció, amely a talajközeli légrétegben van, és meghatározott időtartam felett veszélytelen. Ezeket az értékeket a VDI* A levegő tisztán tartása bizottsága a fontosabb légszennyezők számára javasolta, mintegy 20 anyaggal foglalkozott, amelyeket a VDI irányelv közölt. (*VDI= Vereinigung der Deutschen Ingenieuren (Német Mérnökök Szövetsége). Az értékek tudományosan megalapozottak, és azokat a határértékek megállapításakor felhasználták. A TA** levegő immissziós értékeit, nyolc gáz-immisszióra, szálló és ülepedő porra adták meg az immissziós értékeket (IW). Az IW 1 hosszú idejű, az IW 2 rövid idejű értékként fogható fel (**TA= Technische Anleitung (technikai utasítás)). A MIK és az IW értékek nem csak az egészséges felnőttekre vonatkoznak, hanem figyelembe veszik a gyermekek, a beteg és öreg emberek és terhes nők 17

19 érzékenységét is. Mind a MIK, mind az IW értéknél csak egy levegőszennyező anyaggal, annak is csak az emberre való hatásával számolnak. A felsorolt határértékek ezért csak utalnak a tényleges terhelésre:! A határértékek függenek még a tudományos ismeretek színvonalától.! Az egyes anyagok más anyagokkal való kölcsönhatása {szinergizmus, antagonizmus) sem hanyagolható el; ez a határértékeknél figyelmen kívül marad. - A szervezetek az immisszióra vonatkozólag különböző ökológiai valenciát mutatnak, az az nagy a hatásuk, illetve az élőlények tűrőképességének szórása. A KÁROS GÁZOK ÉS HATÁSOK A kén-dioxid, SO 2. A szén, az olaj és az olajszármazékok a sok más nyomelem mellett ként tartalmaznak, amely az égési folyamatokban SO 2 formájában eltávozik. SO 2 -ot elsősorban a háztartások, az ipari tüzelés, a hagyományos erőművek és az ércpörkölők bocsátanak ki. A SO 2 a levegő oxigénjével részben SO 3 -dá oxidálódik; mindkét vegyület a levegő nedvessége hatására kénessavvá, ill. kénsavvá alakul át. A savas esők hatására a talaj ph-értéke 3,0 vagy még kevesebb lehet, miközben a SO 2 -immisszió nagysága - amely a talaj savanyodását okozta - ismeretlen. A savanyú csapadék csökkenti a vizek phértékét is. A SO 2 a növényekbe a levelek gázcserenyílásán keresztül jut be, és a sejtnedvben kénessav képződése következtében oldódik. A zöld növények a fotoszintézis során a gázcserenyílásokon keresztül CO 2 -ot vesznek fel, és ez a sötét reakcióban megkötődik a ribulóz-1,5-difoszfát-karboxiláz enzim segítségével. Többek között ez az az enzim, amelynek hatását a SO 2 korlátozza. Az akadályozás kompetitív természetű. A SO 2 konkurál a CO 2 -dal az enzim aktív centrumához való kötődésben. A kisebb mértékű CO 2 -kötődés miatt csökken a növény anyagcseréje és növekedése. De a szulfit a növényekben szulfáttá oxidálódik, és a kénanyagcserébe (aminosavak felépítése) épül be. A kisebb SO 2 -koncentráció emiatt elősegítheti a jobb kénellátást, sőt a növény növekedését. A SO 2 tehát különleges helyet foglal el; csak a tűrési határ átlépésekor akadályozza a fotoszintézist. A SO 2 nagyobb koncentrációjakor bekövetkezik a sejtek mikroszkopikusan látható pusztulása (levélnekrózis) a levél szélein (kétszikűek) vagy a levél csúcsán (pázsitfüvek) sárga-barnás foltokkal. 191 µg SO 2 /m 3 26 napig tartó hatása esetén az angolperje (Lolium perenne) levelének tömege 50,9%- kal, a levél felülete 51,7%-kal csökkent. A SO 2 káros hatását az állatokon is megfigyelték. Szarvasmarha-elhullást tapasztaltak légúti elváltozások miatt, és halpusztulást a vizek elsavanyodása következtében. A SO 2 könnyen oldódó gáz, amely nagy koncentrációban az embernél köhögési ingert okoz. Epidemiológiai vizsgálatok alapján feltételezik, hogy a SO 2 tartós hatására gyakran fellép melléküreggyulladás, bronchitisz és tüdőtágulás. A szén-monoxid, CO. A CO mintegy 50 %-a az atmoszférában fotokémiai folyamatok eredményeként jön létre. A többi 50% égési folyamatokból, többek között az üzemanyag tökéletlen elégetéséből származik. A növények a CO-ra nem reagálnak, az állatok életterében rendszerint hatástalan koncentrációban 1ép fel, ezért a CO csak a városokban veszélyezteti az embert. A szén-monoxid a légutakon át a tüdőhólyagocskákon keresztül a vérbe jut. Egy része a vörösvérsejtekben lerakódik és karboxi-hemoglobint (COHb) képez. A CO-nak mintegy 300-szor erősebb az affinitása a hemoglobinhoz, mint az oxigénnek, ezért már a levegő csekély CO-tartalma képes a hemoglobin egy részét lekötni. Csökkenti a vérben szállított O 2 -mennyiségét és a szövetekben O 2 -hiányt okoz. A reakció megfordítható. A CO-mérgezés tünetei a 6. táblázatban láthatók. Különösen sok O 2 -re van szüksége a szívnek és a központi idegrendszernek. A toxikológiai vizsgálatokból jöttek rá, hogy a CO képes a szívizom anyagcseréjét megakadályozni. A CO az emberi szervezetben változatlan marad. A belélegzett levegő COtartalma csökken, a CO kilégzésével a vérben a COHb-tartalom szintén csökken. 18

20 A nitrogén-oxidok, NO. A nitrogén-monoxid, NO, a tökéletlen égés során keletkezik, de gyorsan nitrogén-dioxiddá (NO 2 ) oxidálódik; ezt a folyamatot a napsugárzás nagymértékben gyorsítja. Nagy koncentrációjú NO hatására az emberben methemoglobin képződhet azáltal, hogy a CO a vérben az oxigénszállítást akadályozza. Különösen a csecsemőkre veszélyes; mérgezéskor az ajkak elkékülnek (cianózis). Az NO x -ok tüdőödémát is okozhatnak (az ózon is). A nitrogén-oxidok hozzájárulnak a savanyú kémhatású csapadék és a fotooxidánsok keletkezéséhez (pl. ózon, PAN). A hidrogénfluorid, HF. Az igen mérgező vegyület a vegyiparból elsősorban az alumíniumkohókból és az üveghutákból kerül ki. A HF a gázcserenyílásokon át a növények levelébe jut. A citoplazma belsejében a magnézium vagy a kétértékű nehézfémek megkötésével akadályozza az enzimek működését. A nagyobb HF-koncentráció ( ppm-ig) a fotoszintézist 40 %-kal redukálja, mielőtt a látható károsodások észlelhetők lennének. A HF-gáz gátolja az a- és b-klorofill szintézisét, valószínűleg a magnéziumionok megkötésével, mert a magnéziumionoknak a porfiringyűrűbe való beépülése után többé már nem fejt ki gátló hatást. A HF-gőzök mérgező hatása miatt a kloroplasztiszok lassú bomlása csak ritkán észlelhető. Az állatok a fluortartalmú takarmány elfogyasztásától károsodnak (fluorózis). Ez megnyilvánulhat a fogzománc elszíneződésében és a csontok elváltozásában, a csökkent tejhozamban és a testtömegcsökkenésben. Etilén, C 2 H 4. Az etilén mint a kipufogógáz egyik alkotórésze elsősorban a városokban gyakori és a növényeket károsítja. A SO 2 -dal összehasonlítva hatással van a növekedésre (többek között a lóherénél, dohánynál, hónapos reteknél), legalább négyszer mérgezőbb a SO 2 -nál. Egyidejű jelenlétükkor hatásuk összeadódik. A virágrügyek lehullását és a kevesebb virágképződést ugyancsak az etilén hatásának tartják. Szénhidrogének, C n H m. A járművek kipufogó gázában számos különböző alifás, aromás és ciklusos szénhidrogént mutattak ki. A policiklikus, aromás szénhidrogének (PAK) csoportja mellett sok aromás gyűrűs vegyület tartozik ide. Ezek között a potenciálisan rákkeltő vegyületeknek egy molekulájukban többnyire 5-6 benzolgyűrűj van. Ismertebb a 3,4-benzpirén vagy a benzo(a)pirén. A PAK lehet rákkeltő. Ózon, O 3. NO 2 -ből és O 2 -ből képződik: az NO 2 fotolitikusan lebomlik és az O-gyök reagál a levegő oxigénjeivel O 3 -ná. A nagy ózonkoncentráció mindenfajta szervezet sejtjeit elpusztíthatja. Hatására a növényeken rozsdabarna foltok jelennek meg, a paliszád-parenchima károsodása miatt a levél felszíne elszíntelenedik. Az emberben elpusztíthatja a tüdőszöveteket, tüdőödémát okoz. Peroxi-acetilnitrát (PAN). Az ózon a telítetlen szénhidrogénekkel (alkének) ózonidot és peroxivegyületeket alkot, amelyek reakcióképességüknél fogva többnyire nem tisztázott közbeeső lépésben aldehiddé, ketonná, szerves savakká, peroxisavakká és peroxi-acetilnitráttá alakulnak. A növényekben a PAN és az ózon, valószínűleg az enzimek SH-csoportjára való oxidáló hatás révén, korlátozza a sejtnövekedést, akadályozza a fotoszintézist. Mindkét vegyület zavart okoz a kloroplasztiszok és a sejtmembránok tilakoid rendszerében. Jóllehet, a PAN és az O 3 elsődleges hatásaikban igen hasonlóak, makroszkopikusan eltérő kórképet alkotnak; a PAN a levél fonákján bronzszínű elszíneződést vált ki, amelynek oka a szivacsos parenchima pusztulása. A PAN az embereken kötőhártya-gyulladást okoz. Földgáz. Többek között 81,4 térfogat% metánból, 3,1 térfogat%-ban magasabbrendű szénhidrogénekből és 14,1 térfogat% nitrogénből áll. A földgáz a nem kellően tömített gázvezetékekből szivárog ki. A talajlevegő kiszorításával és a metánbaktériumok működésének következtében oxigénhiány lép fel, emiatt elhalnak a gyökerek. Ez a jelenség gyakran megfigyelhető az utak melletti fasorokon. Az utca. és az építkezések pora, a tüzelés és az ipari termelés (különösen a cementgyártás) során képződő por ásványokból, mész- és hamurészecskékből és koromból áll. Az ülepedés következtében általában csak az emittensek közvetlen közelében van hatása. A por megváltoztathatja a talaj ph-értékét, és a növény élettani működésében zavarokat okozhat. A kártétel fényelvonásban, mechanikai sérülésekben a gázcsere korlátozásában nyilvánul meg. Hároméves lucfenyőn, amelyen az utcai por, a mészpor és a korom hatását vizsgálták, az első évben a korom, a második évben már a por káros hatása is kimutatható volt. 19