A Fizikai Intézet kutatócsoportja által használt és fejlesztett módszereket már régóta alkalmazzák levegő- és földgázszennyezettség kimutatására – mostantól a műtrágya használat által okozott környezeti nitrogénterhelés is vizsgálhatóvá válik.

A Fizikai Intézet Optikai és Kvantumelektronikai Tanszékének és az ELKH-SZTE Fotoakusztikus Környezetifolyamat-megfigyelési Kutatócsoportjának „Műtrágyázásból eredő nitrogénveszteség mértékének vizsgálata; a környezeti nitrogénterhelés becslése szántóföldi kultúráknál fizikai mérésekkel” című projektje is támogatást nyert a Fenntartható Fejlődés és Technológiák Nemzeti Program, Fenntartható Technológiák Alprogram keretében. A projektet Prof. Dr. Bozóki Zoltán vezeti, a megvalósítása 2022. december 1. és 2026. november 30. között zajlik.

A projekt tudományos hátteréről, céljairól, az eredmények gyakorlati alkalmazhatóságáról és a kutatás további irányairól Dr. Horváth Lászlóval beszélgettünk.

Milyen tényezők indokolták a kutatási téma választását?

A környezetszennyezés és a különböző szennyező anyagok kibocsátásának problémája ismert. Az egyik legveszélyesebb környezetszennyező az ammónia – a nitrogén egyik vegyülete. Ez a gáz sokféle káros környezeti hatással rendelkezik. Például csökkenti a biodiverzitást, káros az emberi egészségre, a talajok állapotára, elősegíti az eutrofizációt, stb.… A probléma ott kezdődik, hogy évente 200 millió tonna inert nitrogént szintetizálnak ammóniává, amiből azután műtrágyát gyártanak, melynek legalább a fele veszteségként, szennyezésként a környezetbe kerül, a talajvízbe, az állóvizekbe, a levegőbe, mindenféle földi közegbe. A másik fele is, ami műtrágyaként hasznosul, előbb-utóbb a környezetbe jut, részt vesz a nitrogén ciklusban. Annak érdekében, hogy ezt a folyamatot mérsékeljük, illetve megállítsuk, a felhasználási technikákon kellene javítani, illetve tudni kell, hogy a különböző művelési technikák mellett mennyi műtrágya szabadul fel a légkörbe és mennyi tűnik el az egyéb közegekben. E problémával elég sok laboratórium foglalkozik világszerte. Ennek oka, hogy nagyon összetett a kérdés, mert rengeteg féle művelési technika van, rengeteg féle műtrágya van, meg rengeteg féle mérési módszer, melyek sokszor akár egymásnak ellentmondanak. Ezen a téren tehát lehet még mit kutatni. A téma aktualitása, illetve az Optikai és Kvantumelektronikai Tanszéken folyó, főként a fotoakusztikus módszeren alapuló környezetfizikai kutatások eredményessége miatt választottuk e témát programunknak, mely során nemcsak a műtrágya problémával, hanem általában a fotoakusztikus módszerek környezetanalitikai alkalmazásával fogunk foglalkozni a Fotoakusztikus Kutatócsoport közreműködésével, bár jelenleg a műtrágya van a fókuszban.

Az SZTE Fizikai Intézet kutatócsoportja által használt és fejlesztett módszereket már régóta alkalmazzák levegő- és földgázszennyezettség kimutatására. A Fizikai Intézet Optikai és Kvantumelektronikai Tanszékének és az ELKH-SZTE Fotoakusztikus Környezetifolyamat-megfigyelési Kutatócsoportjának „Műtrágyázásból eredő nitrogénveszteség mértékének vizsgálata; a környezeti nitrogénterhelés becslése szántóföldi kultúráknál fizikai mérésekkel” című projektje is támogatást nyert az MTA Fenntartható Fejlődés és Technológiák Nemzeti Program, Fenntartható Technológiák Alprogram keretében. A projekt tudományos hátteréről, Dr. Horváth László, a kutatócsoport tagja és egyik elméleti kidolgozója beszélt nekünk.

– Miről szól a téma és mi a célkitűzése?

– A 19. és 20. század fordulóján fogytán voltak az ásványi nitrogén műtrágyák és éhínség fenyegetett világszerte. Éppen időben jött Fritz Haber felfedezése, aki kidolgozta azt az eljárást, mellyel a légkörben 78 térfogat százaléknyi semleges nitrogénből ammóniát lehet előállítani. Emiatt 1918-ban Nobel-díjat kapott. Miután egy másik német vegyész, Carl Bosch kidolgozta az ammóniaszintézis nagyipari technológiáját, 1914-re már ipari mennyiségben tudtak ammóniát előállítani. Mára már évente több, mint 200 millió tonna semleges nitrogént vonnak ki a légkörből, és alakítanak át ammóniává, elsősorban műtrágyagyártás céljából. A probléma ott kezdődik, hogy ez a mennyiség évről-évre halmozódik a természetben, és csak kis része alakul vissza két atomos nitrogén molekulává. A termelt műtrágyáknak azonban csak egy része hasznosul a növények számára. Világviszonylatban több, mint a fele veszteségként a különböző földi szférákba kerül, és ott is marad, változó kémiai formákban, egymásba átalakulva, különböző térbeli és időbeli skálán, számos környezeti problémát okozva. Végül a hasznosult nitrogén is, betöltve a tápanyag-ellátásban kapott szerepét, hasonló sorsra jut. Ezt a jelenéget nevezik nitrogén kaszkádnak.

Alapos előkészítés és független testületi értékelés után elnöki döntéssel három nagy nemzeti program kezdi meg a működését: a Tudomány a Magyar Nyelvért Nemzeti Program 4 alprogramja, a Fenntartható Fejlődés és Technológiák Nemzeti Program Fenntartható technológiák alprogramja és a Nemzeti Agykutatási Program 3.0. Működésük időtartama négy év, összes támogatásuk 8,6 milliárd forint.

Az MTA elnöke által kezdeményezett, az MTA vezető testületei által támogatott és a Kormánnyal is egyeztetett nemzeti kutatási programok a magyar társadalom, gazdaság és kultúra számára nemzetstratégiai jelentőségű tématerületeken működnek.

Freund Tamás elnökjelölti koncepciójában 2020 januárjában vetette fel akadémiai nemzeti programok indítását, ami megválasztásával az elnöki program kiemelt elemévé vált. A programok megvalósítására – a Kormánnyal való sikeres egyeztetéseket követően – 2022-ben nyílt lehetőség az MTA számára biztosított évi 3 milliárd forint összegű, „beépülő” költségvetési támogatással.

A cikk folytatása a kapcsolódó linken olvasható.