1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3-5. Tel: (361) 463 1530 Fax: (361) 463 3753 M ÉRNÖKÖKOLÓGIA Előadó: Dr. Szilágyi Ferenc Dr. Fleit Ernő Dr. Fleit Ernő.

Az előadások a következő témára: "1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3-5. Tel: (361) 463 1530 Fax: (361) 463 3753 M ÉRNÖKÖKOLÓGIA Előadó: Dr. Szilágyi Ferenc Dr. Fleit Ernő Dr. Fleit Ernő."— Előadás másolata:

1 1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3-5. Tel: (361) 463 1530 Fax: (361) 463 3753 M ÉRNÖKÖKOLÓGIA Előadó: Dr. Szilágyi Ferenc Dr. Fleit Ernő Dr. Fleit Ernő

2  ÓRALÁTOGATÁS  ÓRA ALATTI REND  ZÁRTHELYIK (márc. 26. és máj. 14.)  VIZSGAKÉRDÉSEK  JEGY- ÉS ALÁÍRÁSSZERZÉS FELTÉTELEI  JEGYZET  TANKÖNYVEK ÉS AJÁNLOTT IRODALOM  FELKÉSZÜLÉST SEGÍTŐ KÉRDÉSEK  TANTÁRGY PROGRAM  OKTATÁSI SEGÉDESZKÖZÖK (ÍRÁSVETÍTŐ, POWER POINT, VIDEO)  ftp://vkkt.bme.hu

3 IRÁNYOK  Globális összefüggések  Ökológiai célú beruházások mérnöki vonatkozásai  Mérnöki létesítmények ökológiai hatásai

4 TÉMAKÖRÖK  Globális összefüggések (népesedés, termelés, fogyasztás, fejődés, ökológiai hatások)  Természetes szennyvíztisztítók  Ökológiai folyószabályozás (elvek, módszerek)  Épített mocsarak (Kis-Balaton)  Környezeti hatásvizsgálatok (ipari példákon)  Ipari parlagterületek rehabilitációja  Folyóvízi gátak ökológiai hatásai (GNV)  Hőszennyezés (Paks, Tisza II)  Toxikológia, ökotoxikológia (cianid, Tisza)  Bioindikáció  Biomanipuláció

5 F ELISMERÉSEK  Természeti erőforrások kimerülőben vannak.  Az emberiség rövid- és hosszútávú érdekei ellentétben állnak egymással.  A fejlődés jelenlegi formája hosszú távon nem tartható fenn.  Fenntartható fejlődésre van szükség.

6 M ÉRNÖK ÖKOLÓGIA DEFINÍCIÓJA Fenntartható ökoszisztémák tervezése és létesítése, amelyek mindkettő előnyére integrálják az emberi társadalmat és a természeti környezetet. C ÉLOK  Ember által degradált ökoszisztémák helyreállítása.  Új, fenntartható ökoszisztémák kifejlesztése.

7  60-as években kezdődött (Odum)  Kezdetben a környezet manipulálását jelentette  Alacsony energia felhasználású technológiák  "Barátságban a természettel" koncepció (70-es évek)  Környezetbarát technológiák alkalmazása, melyek gazdaságosak és mély ökológiai ismereteken alapulnak (80-as és 90-es évek)  A mérnök ökológia segít a környezetünk állapotának konzerválásában és a környezeti károk helyreállításában (90-es évek vége) MÉRNÖK ÖKOLÓGIA TÖRTÉNETE

8 A LAPELVEK  A természet önszabályozó képességére alapozás  Mérnök ökológia az ökológiai elméletek választóvize  A rendszer-megközelítésbe vetett bizalom  A nem megújuló természeti erőforrások megőrzése  A természet védelme

9

10 Térbeli skálák

11

12 A mérnöki beavatkozások jövőbeli ökológiai hatása

13  A jövő kiszámíthatósága Kockázat "Ismeretlen" bizonytalanság Meglepetés

14 KÖVETKEZTETÉS: Az "ismeretlen" bizonytalanság és a meglepetés a hagyományos mérnöki gyakorlattól idegen kezelési elveket követel. Kulcsszerepet kap a megelőzés és az ökológiai rendszer visszacsatolásainak beágyazása a tervezésbe és a működtetésbe.

15

16

17 „Think globally, act locally” („Gondolkodj globálisan, cselekedj helyben”) A FÖLD ELTARTÓKÉPESSÉGE  Eltartóképesség, mint ökológiai fogalom  Passzív alkalmazkodás az adott eltartóképességhez (pl. préda – ragadozó)

18  Eltartóképesség az emberi társadalomban  Eltartóképesség aktív módosítása (pl. technikai fejlődés)  A Föld eltartóképessége nehezen becsülhető, mert:  Milyen fejlődés lesz a harmadik világban  milyen mértékű lesz a nyersanyag hasznosítás  Optimista és pesszimista szcenáriók léteznek

19 Környezeti javak és a termelés összefüggése Anyagi javak alacsony kihasználása = Olcsó termelés Anyagi javak magas kihasználása = Drága termelés Termelési lehetőségek (TL) görbéje Anyagi javak Környezeti javak

20 Az eltartóképesség és a gazdaság különböző modelljei (1) Eltartóképesség A népesség és a gazdaság fizikai nagysága idő Eltartóképesség népesség és gazdaság Optimista modell: Eltartóképesség időben nő a gazdasággal

21 Optimista szcenáriók alapja:  Az emberiség megoldja jövőbeni problémáit.  Következmény: az eltartó képesség bővíthető

22 Az eltartóképesség és a gazdaság különböző modelljei (2) eltartóképesség a népesség és a gazdaság fizikai nagysága eltartóképesség népesség és gazdaság idő Eltartóképesség korlátos

23 Az eltartóképesség és a gazdaság különböző modelljei (3) eltartóképesség A népesség és a gazdaság fizikai nagysága idő eltartóképesség népesség és gazdaság Eltartóképesség korlátos

24 Az eltartóképesség és a gazdaság különböző modelljei (4) eltartóképesség A népesség és a gazdaság fizikai nagysága idő eltartóképesség népesség és gazdaság Katasztrófa modell

25 Pesszimista szcenáriók alapja:  Termodinamika I. főtétele: Megmaradás elve  Termodinamika I. főtétele: Megmaradás elve o Energiát és anyagot vesz fel a társadalom. o Energiát és anyagot vesz fel a társadalom. o Szennyező anyagot ad le. o Szennyező anyagot ad le. o A készletek és a teherviselő képesség véges. o A készletek és a teherviselő képesség véges. o Következmény: az újrahasznosítás csak enyhíti a problémát o Következmény: az újrahasznosítás csak enyhíti a problémát  Termodinamika II. főtétele: Entrópia növekedés o Entrópia növekedés = környezetrombolás o Entrópia növekedés = környezetrombolás o A folyamatot csak lassítani lehet o A folyamatot csak lassítani lehet o Következmény: a végállapot kedvezőtlen az emberiség számára o Következmény: a végállapot kedvezőtlen az emberiség számára

26 Nyílt anyagforgalom folyamatai (vastag nyíllal a fontosabb folyamatok) QrQr Elhasznált termékek Termék Alapanyagok Termelés és fogyasztás szennyezései TÁRSADALOM TERMÉSZET QtQt QfQf QaQa Q sz QeQe Termelés Fogyasztás Újrahasznosítás

27 Zárt anyagforgalom folyamatai (vastag nyíllal a fontosabb folyamatok) QrQr Termelés Termék Alapanyagok Elhasznált termékek Termelés és fogyasztás szennyezései TÁRSADALOM TERMÉSZET QtQt QfQf QaQa Q sz QeQe Fogyasztás Újrahasznosítás

28 GDP és a szennyezés mértékének kapcsolata GDP Mennyiségi index idő Környezetvédelmi ösztönzők bevezetése Tisztább és hatékonyabb technológiák alkalmazása Az elmélet: A GDP-ben mért növekedés és a szennyezés közötti kapcsolat szétválasztása

29 ÖNSZABÁLYOZÓ KÉPESSÉGRE ALAPOZÁS  Önszabályozás az élő rendszerek sajátja  Folyamatok megértése  Természetes önszabályozó folyamatok kihasználása  Eredmények: o Erőforrások minimalizálása o Költségek minimalizálása o Hatékonyság növekedése  Nem a technikát kényszerítjük a természetre (hagyományos mérnöki szemlélet), hanem a természeti folyamatokat használjuk ki.

30 M ÉRNÖK ÖKOLÓGIA AZ ÖKOLÓGIAI ELMÉLETEK VÁLASZTÓVIZE  Ökológiai elméletek igazolása vagy cáfolata  Összeköttetés az elmélet és a gyakorlat között  Elmélet és gyakorlat együtt fejlődését szolgálja  Jó példák: o Szűrőmezők o Veszélyeztetett fajok szaporítása o Természetvédelmi élőhely rekonstrukciók  Rossz példák: o Idegen fajok betelepítése o Át nem gondolt biomanipulációk

31 R ENDSZER-SZEMLÉLET  A rendszer egésze nem a részek összege (ökoszisztéma jellegéből adódóan)  A rendszer egészét kell megérteni és nem az egyes részeit részletesen leírni o A fontos folyamatok identifikálása o Az összefüggések feltárása o Szintézis  A matematikai modellezés eszköze lehet a megértésnek  Példa: Kis-Balaton Védőrendszer

32 Ő Ő A NEM MEGÚJULÓ ERŐFORRÁSOK MEGŐRZÉSE A földi ökoszisztémák: o A napenergián alapulnak o Mérsékelt beavatkozásnak ellenállnak (önfenntartók) Modern környezeti technológiák kevés nem megújuló energia forrást használnak (tervezési + létesítési fázis), majd önfenntartók (működési fázis) Példa: Természetes szennyvíztisztítók

33 Ő AZ ÖKOSZISZTÉMÁK MEGŐRZÉSE  A mérnök ökológia eszköztárába számos lehetőség belefér  Nem szükséges az ökoszisztémákat megszüntetni, azokat ki lehet használni a hasznunkra  Következmény: természet megőrzése

34 A MÉRNÖKÖKOLÓGIA SZÜKSÉGESSÉGE 1.A környezeti problémák megoldása ökoszisztéma megközelítést tesz szükségessé 2.Egyik környezeti probléma megoldása során másik keletkezik (pl. szennyvízkezelés  szennyvíziszap elhelyezés) 3.Sok a beavatkozás ökoszisztémák életébe, de kevés az ökológiai ismeret (pl. tó rehabilitáció, mocsár létesítés) 4.Mérnöki és ökológiai gyakorlat közelítése szükséges 5.A mérnöknek tudnia kell tevékenysége ökológiai korlátait (Főmegbízó: Anyatermészet) 6.A természet védelme a mérnöki gyakorlat alapelvévé vált. (Jó példa: tájépítészet, Florida)

35 A MÉRNÖKÖKOLÓGIA HOSSZÚ TÁVÚ HATÁSAI  Globális változásokhoz alkalmazkodás, vagy azok megelőzése (éghajlatváltozás, ózonlyuk)  Meglévő rehabilitációs gyakorlat fejlesztése (bányászat, tórekonstrukció)  Környezeti károk helyreállítása javítja az életnívót M érnökökológusok jövőbeni munkája biztosított. Kérdés: Ki fizeti a révészt?

36 TERMÉSZETVÉDELEM Ember előtti állapot  Fajok kipusztulása hosszú ideig tartott  Fajok átalakuláshoz elegendő idő állt rendelkezésre  Ökoszisztéma átalakulása lassú volt

37 Emberi hatások  A Föld ökoszisztémájára gyakorolt hatás gyors  Élőlények genetikai átalakulásához nincs idő  Szűk tűréshatárú fajok hájérbe szorulnak vagy kipusztulnak  Kipusztulás okai: Élőhely megszűnik vagy felaprózódik Táplálékforrás megszűnik A faj egyedeit kipusztítják (kritikus méret alatti populáció)

38  Természetvédelem célja: Természetes és természeteshez közeli tájak megőrzése Állat és növényfajok fennmaradásának elősegítése Az emberi hatások következményeinek csökkentése  Vörös Könyv (védett és veszélyeztetett fajok listája)

39 TERMÉSZETVÉDELEM A valaha élt fajok száma 100-250 millió. Ma kb. 5-10 millió faj él. IdőszakKipusztult fajok száma Fajok kipusztulásának átlagos sebessége 1600 és 1900 között 754 év 1900 és 1960 között 751 év 1970 és 2000 között 1-1,5 millióNaponta 100-140

40 A fajok veszélyeztetettsége szerint öt osztály: Kipusztult (bizonyíthatóan)Kipusztult (bizonyíthatóan) Kihalással fenyegetett (sürgős védelem szükséges)Kihalással fenyegetett (sürgős védelem szükséges) Erősen veszélyeztetett Erősen veszélyeztetett VeszélyeztetettVeszélyeztetett Potenciálisan veszélyeztetett Potenciálisan veszélyeztetett

41  Veszélyeztetett biotopok Források Oligotróf lápok és vizek Vízfolyás-menti ligetek Száraz és félszáraz gyepek

42 A TERMÉSZETVÉDELEM ÖSSZESÍTŐ ADATAI SzámaTerülete ha Fokozottan védett ha Nemzeti parkok9440 83976 717 Tájvédelmi körzetek37341 69530 579 Természetvédelmi területek14526 3801 338 Természeti emlék100 Országos jelentőségű védett természeti területek összesen: 192808 914108 634 Önkormányzatok által védett természeti területek 1 06736 0000 Mindösszesen1 259844 914108 634 Magyarország területe9 303 000 Védett területek aránya az ország területéhez képest 9,1 %

43 Magyarország természetvédelmi térképe (KöM 2000)

44 WETLANDEK FONTOSSÁGA Ökotonok Ökotonok Alapvetően különböznek a határoló ökoszisztémáktól Alapvetően különböznek a határoló ökoszisztémáktól Intenzív anyagforgalmúak Intenzív anyagforgalmúak Diverz vizes élőhelyek Diverz vizes élőhelyek Egyes típusaik „ex lege” védettek Egyes típusaik „ex lege” védettek

45 VKI ELŐÍRÁSAI VKI vonatkozik rájuk VKI vonatkozik rájuk Nincsenek külön előírások, célkitűzések Nincsenek külön előírások, célkitűzések Létrehozás, helyrehozás megengedett Létrehozás, helyrehozás megengedett Víztestként kijelölhetők (nincs rá igény) Víztestként kijelölhetők (nincs rá igény) Részei lehetnek folyó és tavi víztesteknek (gond a monitorozással, a célkitűzésekkel és az intézkedési programmal) Részei lehetnek folyó és tavi víztesteknek (gond a monitorozással, a célkitűzésekkel és az intézkedési programmal)

46 Vízjárta területek – magyar gyakorlat Több wetland van, mint tó (50 ha felett) Több wetland van, mint tó (50 ha felett) Számos wetland védett – védett területek között van a helyük Számos wetland védett – védett területek között van a helyük Wetlandek nincsenek víztestként kijelölve (túl sok víztest lenne) Wetlandek nincsenek víztestként kijelölve (túl sok víztest lenne) Ebből származó gondok (inhomogén víztestek, referencia állapot? Monitoring?) Ebből származó gondok (inhomogén víztestek, referencia állapot? Monitoring?)