Víz, talaj, levegő, energia – Stratégiai jelentőségű kutatások a Fenntartható Fejlődés és Technológiák Nemzeti Program keretében
Három nagy nemzeti tudományos program kezdte meg a működését az Akadémia koordinálásával 2022 végén: a Tudomány a Magyar Nyelvért Nemzeti Program, a Fenntartható Fejlődés és Technológiák Nemzeti Program és a Nemzeti Agykutatási Program 3.0. A négyéves programok közül a Fenntartható Fejlődés és Technológiák Nemzeti Program eddigi eredményeiről és a további célkitűzésekről beszélgettünk a kutatási program elnökével, Bozó László akadémikussal, valamint a konzorciumvezető intézet, a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont főigazgatójával, egyben a program egyik társelnökével, Garamszegi Lászlóval.
Mi a kutatási program fő célkitűzése, és milyen elképzelés mentén alakult ki a kutatási program?
Bozó LászlóBozó László: A konzorcium formájában megvalósuló program a víztudományoktól az agrártudományokon és az új generációs környezeti monitoringrendszerek fejlesztésén át az energetikáig széles multidiszciplináris mezőben működik. Nagy hangsúlyt fektet arra, hogy a tudományos karrierjük kezdetén járó kutatók lehetőséget kapjanak az intézményi együttműködésben való részvételre. Ezeket a tudományterületeket csak kölcsönös és sokrétegű egymásrautaltságuk feltárásával és megértésével lehetséges kutatni. Meggyőződésünk, hogy ily módon a nemzet számára stratégiai jelentőségű, a gyakorlatban is hasznosítható új tudományos eredményekhez juthatunk. A legszélesebb értelemben vett „technológiák” fenntarthatósági kérdései az élet szinte minden területén komoly kihívásként jelentkeznek. A hagyományos energiahordozók és a nyersanyagok szűkössége, a jól detektálható jelenkori éghajlatváltozás, a vízgazdálkodással kapcsolatos kihívások, az ökológiai válság, valamint mindezek közvetlen és közvetett következményei különösen aktuálissá és minden tekintetben megkerülhetetlenné teszik az alprogramban kitűzött célok megvalósítását.
Milyen sajátosságai vannak a Fenntartható Technológiák Alprogramnak?
Garamszegi LászlóGaramszegi László: Ebben a kutatási témában ez jelenleg Magyarországon a legszélesebb körű és a legtöbb kutatót mozgósító konzorcium. A kutatási terület jellegéből adódóan több tudományterületet felölelő projektről van szó, amelyben jelenleg a nyolc konzorciumi intézmény részéről 20 kutatócsoport közel 200 kutatóval dolgozik. Ezzel Magyarországon megalakult egy olyan kutatói műhely, amelyben a fenntarthatósági kihívásokra gyakorlati megoldásokat keresünk az élet különböző területein.
Tudományterületek szerint eddig milyen eredményeket értek a FTA kutatócsoportjai?
B. L.: Az első kutatási évben összesen 7 D1 és 19 Q1 besorolású publikáció született. Tudományos munkaértekezleteket, konferenciákat tartottunk és tervezünk a jövőben is az alprojektben gondozott egyes témákban. Az eredményekről részletesen a konzorcium honlapján lehet olvasni.
Figyelmet fordítunk arra, hogy eredményeink ne csak a tudományos közösség, hanem a társadalom szélesebb rétegei számára is elérhetőek és érthetőek legyenek. Számos tudományos programunkat rögzítettük az MTA tavalyi MTÜ-rendezvényein, amit szeretnénk a későbbiekben is folytatni. Folyamatosan frissülő honlapunkon bemutatjuk legfrissebb eredményeinket, felhívjuk a figyelmet közelgő tudományos és ismeretterjesztő rendezvényeinkre. Az Ökológiai Kutatóközpont közreműködésével létrehozott honlap elérhető a https://fenntarthatotechnologiak.hu/ linken.
Milyen ismeretterjesztő rendezvényeket terveznek a közeljövőben? Lesznek 2024-ben olyan események, amelyeken részt tudnak venni a téma iránt érdeklődők is?
G. L.: Őszre tervezünk egy fiataloknak szóló, koncerttel egybekötött tudományos napot Vácrátóton a Nemzeti Botanikus Kertben, a Kert a köbön rendezvénysorozatunk keretében. Az eseményre meghívtuk a Magyar Tudományos Akadémia elnökét, a program szervezésébe pedig bevontuk az MTA Alumni Program fenntarthatósági tanulmányi versenyének döntős csapatait. Az ő ötleteik és kívánságaik alapján igyekszünk a programot összeállítani, és olyan kérdésekre keressük a válaszokat, amelyek őket, a jövő nemzedéket mint a leginkább érintetteket foglalkoztatják.
B.L: Szeretnénk a 2024. évi Magyar Tudomány Ünnepe keretében is minél több rendezvényen szerepelni, előadásokat tartani. Ezek a rendezvények nyitottak a nagyközönség számára, és online is követhetők az Akadémia YouTube-csatornáján.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Fenntarthatóság a vízgazdálkodásban
Megkezdődött egy olyan morfodinamikai modell fejlesztése, ami nagy tér- és időléptékben képes a folyómeder geometriájának változásait leírni, és alkalmas a mederszélesség változását és az ívfejlődést is számításba venni. Továbbá tesztelnek egy medergeometria-szerkesztő eljárást, amellyel akár korabeli medertérképek is modellezhetők. A Balaton fenntartható vízszintszabályozását segítő döntéstámogató rendszer kidolgozása is folyamatban van.
Energetika
Fejlesztések történtek az energiaellátás biztonságának növelése érdekében szén-dioxid-kibocsátás-mentes hőforrások (geotermikus hő, hulladékhő, naphő, biomassza-bomláshő) hatékony villamos energetikai és fűtési célú hasznosítására. Fejlesztés alatt áll egy mobil hőtároló berendezés, amelyet kisebb épületek fűtésére lehetne használni. A projektben ehhez a hőkonténerhez terveznek olyan berendezést és módszert, ami motorok és egyéb kompakt berendezések hulladékhőjét tudná kinyerni és betárolni. Ugyancsak vizsgálják a hagyományos hőcserélők helyett más (pl. kapszulás vagy fémhabos) konstrukciók használhatóságát.
A fenntarthatóság gazdasági és társadalmi vonatkozásait is vizsgálják, különös tekintettel a városi fenntarthatóságra és az alkalmazkodási, helyi rezilienciával kapcsolatos értékelésekre, valamint a természetalapú megoldásoknak a helyi fenntarthatósági teljesítmény alakításában betöltött szerepére.
HungaroMet – Magyar Meteorológiai Szolgálat
Energetika
Összehasonlító elemzésekre került sor az ECMWF- és az AROME-modellek vonatkozásában a szoláris energia előrejelzésére a megújuló energiák potenciális hasznosíthatósága szempontjából. A villamos energia termelése és felhasználása is ingadozik egy adott napon belül is, ezért az ultrarövid távú előrejelzések pontosságának kiemelten fontos szerepe van a termelés tervezhetőségében.
A levegőminőség modellezése
Az éghajlatváltozás és bizonyos meteorológiai tényezők hatását a levegőminőségre az ALADIN-Climate klímamodell kb. 10 km-es felbontású eredményeiből kiindulva a CHIMERE kémiai transzportmodellel végzett számításokra alapozva kezdték vizsgálni. A modell a légkör fizikai változói mellett várható kémiai összetételére is prognosztikai módszert kínál.
Miskolci Egyetem
Innovatív módszerek a természeti erőforrások fenntartható hasznosításában
A hosszú idejű talajvizes adatok elemzése elkészült. Az adatbázisba közel 50 kút vízszintidősora került be. Ezeket az idősorokat lineáris modellezéssel elemezték, feltárták a bennük rejlő dinamikus komponenseket, megvalósult az éven belüli ingadozás modellezése. Ezután csoportosították a kutak idősorait mind hagyományos klaszterezési eljárás során, mind neurális hálót alapul véve. Ezen eredmények alapján jobban megismerték a mintaterület (Hajdúság-Nyírség) talajvizes rétegeit, csoportosították a több időhorizonton mért, erősen hiányos adatsorokat is, így további elemzés végezhető majd el rajtuk információvesztés nélkül.
Energetika, körforgásos gazdaság
Hidrogén felszín alatti közegben való tárolását elősegítő kutatásokat folytattak. Numerikus áramlástani szimulációs számításokat végeztek a földgáz és hidrogén keveredésének a jellemzésére statikus és dinamikus esetekben is (tartályban, illetve csővezetékben).
Az elsődleges bányászati előfordulások mellett a körforgásos gazdaság irányelveit szem előtt tartva kiváló nyersanyagforrásként szolgálhatnak a bányászati és ipari melléktermékek, valamint az elektronikai hulladékok. Ezek hasznosíthatósági lehetőségeit vizsgálják.
Pannon Egyetem
Jelentős antropogén terhelésnek kitett környezetek humán- és ökológiai szempontú fenntarthatósága
Városi utakra kiülepedett pormintákat gyűjtöttek/analizáltak Veszprémben a reszuszpendált városi aeroszol fő forrásainak (építkezés, talaj, közlekedés) közelében.
Nemzetközi célkitűzés a fosszilis energiahordozók használatának fokozatos csökkentése. Az átállás idő-, nyersanyag- és energiaigényes folyamat, azonban a rendelkezésre álló energiamennyiség nem fordítható rá teljes mértékben, mivel eközben társadalmi rendszereinket is működtetni kell. Az átállás folyamatának optimalizálására forgatókönyvek készültek.
Jelentős antropogén terhelésnek kitett környezetek ökológiai szempontú fenntarthatósága
Tesztelték az emberi zavaráshoz köthető stressz vadon élő állatokban okozott hatásait. A tavaszi időszakban természetes körülmények között élő madarak környezetében manipulálták az emberi zavarás mértékét emberi beszéd több hétig tartó lejátszásával. A madarak emberi zavarással szembeni reakcióit standardizált viselkedési tesztekben mérték. Ugyancsak mérték a madarak szaporodási sikerét, valamint a kísérletben részt vevő egyedektől és utódaiktól vérmintákat gyűjtöttek az epigenetikai vizsgálathoz.
Szegedi Tudományegyetem
Új generációs környezeti monitoring
Műtrágyázásból eredő nitrogénveszteség mértékének vizsgálatát kezdték meg. A környezeti nitrogénterhelés becslését végezték szántóföldi kultúráknál fizikai mérési módszerekkel. Megkezdődött az NH3- és N2O-fluxus mérésére alkalmas fotoakusztikus műszer létrehozása. Modelleket dolgoztak ki, teszteltek és alkalmaztak a talaj-növény és a légkör közti NH3- és N2O-fluxus szimulálására.
Energetika
Környezetvédelmi problémák megoldásán nyugvó alternatív energiatermelési lehetőségeket dolgoznak ki a szén-dioxid- és a nitrátredukció megoldásain keresztül.
HUN-REN Agrártudományi Kutatóközpont
Talaj-környezet kölcsönhatások vizsgálatai a talajbiztonság, a fenntartható talajminőség, a környezet- és élelmiszer-biztonság tükrében
Megállapították, hogy a talajok szerkezetességével egyenletesebb a szélsőséges textúrájú talajok pórusméret-eloszlása, javul a víz- és levegőgazdálkodásuk. Kimutatták, hogy a talajfauna egyedszáma kisebb a tarvágásos és lékvágásos erdőgazdálkodási területeken a kontrollterületekhez képest, és minimális lombkoronanyitás pozitív hatással van a talajéletre, ezáltal a lebontó folyamatokra is, a lágyszárú szint növekedését segítve. A bontásban az oldott szerves szén értékei is magasabbak voltak. Kimutatták, hogy a szántott talaj CO2-kibocsátása magasabb, mint direktvetés vagy sekély kultivátorozás esetén. A talaj nedvességállapotára a direktvetés kedvezően hat, míg a sekély kultivátorozás és a szántás esetén alacsonyabb talajnedvesség-állapot alakul ki. Megállapították, hogy homoktalajon karbamid műtrágya beforgatása szignifikánsan csökkenti az ammóniakibocsátást. A hazai talajaink többségénél a víztartó képesség meghatározásában a talajmátrix mellett fontos szerepe van a makropórusrendszernek.
HUN-REN Balatoni Limnológiai Kutatóintézet
Inváziós fajok és a tájhasználat hatása a Balaton és vízgyűjtőjének ökológiai rendszerére
Kimutatták, hogy a Balaton táplálékhálózatán belül a bentikus folyamatok jelentősége nő. Vizsgálataik eredményei alapján ajánlásokat fogalmaztak meg a horgászok etetőanyag-használatának fenntarthatóbbá tételére. Azonosították az inváziós kagylók sikerességét befolyásoló faji tulajdonságokat. Jellemezték a településeknek és a halastavaknak a kisvízfolyások makrogerinctelen közösségeire gyakorolt hatását. Kimutatták, hogy a lakóövezetekben élő kockás siklókra különösen az úthálózat jelent kockázatot. Feltárták a Balaton halközösségének táplálkozási viszonyait és azon belül az idegenhonos fajok szerepét. Felmérték a napvédő krémekből származó UV-szűrő vegyületek és a mikroműanyagok előfordulását a Balatonban. Összegezték a Balaton ökoszisztéma-szolgáltatásait és befolyásoló tényezőiket, az azonosított problémák kezelésére átfogó intézkedési javaslatot készítettek. Őszintén a Balatonról című rendezvényeinken szakmai körben, míg a Legyél Te is limnológus! foglalkozásokon gyerekkel tekintették át az aktuális kérdéseket.
HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont
Ökológiai fenntarthatóságot szolgáló élőhelykezelések kísérletes vizsgálata szárazföldi ökoszisztémákban
Előzetes eredmények alapján megállapították, hogy az agrártájban levő vadvirágos parcellák támogatják a beporzók fennmaradását, de ez tájszerkezet- és évszakfüggő. Ez a tudás a méhlegelő-létesítések állami támogatásához nyújthat információt. Hasonlóan alkalmazhatók a gyakorlatban a városi beporzóbarát kezelésekről levont következtetéseik, ahol az alkalmazott technológiák számos problémájára mutattak rá, melyeket továbbítottak a kooperáló önkormányzati partnereknek. Az időjárási szélsőségek gyepekre gyakorolt hatásának vizsgálata során az eddigi eredményeik azt mutatják, hogy fák és kisebb erdőcsoportok fenntartása, illetve telepítése csökkentheti a homoki gyepek aszályérzékenységét. A Pilis Üzemmód-kísérletben folyó kutatásaik alapján az örökerdő üzemmód keretében alkalmazott lékvágás megőrzi az erdei mikroklímát, fenntartja az erdei életközösségeket, és kedvező viszonyokat teremt a felújuláshoz. Mindezek az eredmények a hatékony élőhelykezelési technológiákhoz nyújt – még csak előzetes, de fontos – gyakorlati ismereteket.
Fenntartható városok: a városi élőhelyek biodiverzitásának ökológiai és humán vonatkozásai
Nagyszabású beporzó- és kullancsmonitoring-programokat indítottak Budapest parkjaiban és méhlegelőin. A monitoring folyamatába a nagyközönséget is bevonták a kistavakat, inváziós szúnyog- és kullancsfajokat figyelő programokon keresztül. Citizen science adatok alapján kimutatták az inváziós csípőszúnyogok fajspecifikus mintázatait a városi környezetben. Elemezték az emberi tényező szerepét az állatelütésekben, és javaslatokat tettek a probléma mérséklésére. A csatornabűz-képződés mikrobiológiai okait feltáró eDNS-alapú vizsgálatok alapján kezelési módszert dolgoznak ki a probléma megelőzésére. Szintetizálták az út menti gyeprestaurációval kapcsolatos tudást, rámutatva a technológiák előnyeire, hátrányaira és a fő tudáshiányokra. Részt vettek a Beporzó-barát városok című kiadvány elkészítésében. Új Vadvirágos Kertem programukban a természetbarát kertek kialakításához adtak gyakorlati segítséget 6000 fő számára. 15 országra kiterjedő felmérésükben a városi gyeprekonstrukciós technológiák eredményességét vizsgálták.
