2018. szeptember: portré, jegyzet, agrárium, genomika, kémia, tudomány, lézer, innováció, energiagazdálkodás, közlekedés, építés, vízgazdálkodás, zöldkörnyezet, biztonságtechnika, it, ipari automatizálás, ipar 4.0
2018. szeptember 5.

Szerző:
Paulik Katalin

Minden cseppje számít

A vízzel való takarékoskodást és újrahasznosítást nem lehet elég korán elkezdeni. Van egy ország, ahol már kisiskoláskoruktól erre tanítják a gyerekeket, és ahol figyelemre méltóan hatékony vízgazdálkodási rendszert dolgoztak ki az értékes természeti kincs felhasználására. Az innovatív víztakarékos megoldások, élvonalbeli technológiák kifejlesztésében és gyakorlati alkalmazásában Izrael vezető szerepet tölt be a világban. Ugyan a tengervíz sótalanítása hosszú távon és globálisan valószínűleg nem oldja meg a vízhelyzetet, de helyi szinten az egyik eszköz lehet egy vízhiánnyal küzdő ország számára, en­nél azonban olcsóbb és környezetvédelmi szempontból is előnyösebb a szennyvíz tisztítása. Izrael mindkét technológia alkalmazásában élen jár.


Alex Furman, a Haifában található Technion (Israel Institute of Technology) kutatója a Climatters/Klímaügyeink éghajlatváltozási és fenntarthatósági programsorozatának keretében idén júniusban járt Magyarországon. Izrael vizeinek múltja, jelene, jövője: hogyan hasznosíthatja egy állam vízkészleteinek több mint száz százalékát? című előadásában arra hívta fel a figyelmet, hogy Izrael egyike az elsők között azoknak az országoknak, amelyek sikeresen felülkerekedtek a szűkös vízforrásaik adta kereteken. A múltban krónikus vízhiány sújtotta az országot, és ez azt a felismerést eredményezte, hogy politikai, intézményi és működési változásokra van szükség. A professzor az előadás után nyilatkozott magazinunknak.

Ön szerint milyen összefüggés van a globális klímaváltozás és vízválság között?

− Egyértelmű az összefüggés, hiszen elsősorban az éghajlatváltozás az, ami megváltoztatta a vízhelyzetet az egész világon. Általában globális felmelegedésről beszélünk, arról, hogy megolvadnak a jéghegyek, és ennek következtében jelentősen megemelkedhet a tengerszint. Ám a klímaváltozásnak vannak más következményei is: a magasabb hőmérséklet például azt is jelenti, hogy a nagyobb párolgás miatt több vízgőz kerül a légkörbe, ami a környezeti feltételektől függően heves helyi esőzéseket okozhat. Az esőzés persze ennél jóval összetettebb jelenség, mely speciális feltételek esetén alakul ki, ugyanis a magas páratartalom mellett nagyon hideg levegő is szükséges a vízpára kicsapódásához. Tehát az éghajlatváltozás nemcsak a tengerszint megemelkedéséről szól, hanem számos más, a meteorológiához köthető olyan jelenségről is, mint hogy néhány helyen szokatlanul nagy a szárazság, miközben máshol nagy mennyiségű csapadék hullhat. Izraelben például nagyon különös tavaszunk volt idén, nagy esőzésekkel áprilisban, májusban és még júniusban is, ami egyáltalán nem tekinthető normálisnak. Június közepén annyi csapadék hullott az ország déli részén, hogy minden eddigi rekord megdőlt. Ez rendkívül szokatlan, soha nem tapasztaltunk ilyet korábban. A klímaváltozás tehát nem kizárólag a felmelegedésről és a szárazságról szól, és még nem is értjük teljesen.
Ami a globális vízhelyzetet illeti, mivel a bolygón lévő víz mennyisége mindig ugyanannyi, a kérdés valójában az, hogy hol, milyen halmazállapotban: légnemű, folyékony vagy szilárd formában van jelen. Az óceánok vize a minősége miatt nem használható, a gleccserek jegéhez pedig csak nagy nehézségek árán férnénk hozzá. Vagyis a globális felmelegedés megváltoztatja az egyensúlyt a víz különböző fázisai és minőségei között. Ha több édesvíz kerül az óceánokba, az a legtöbb ember számára felhasználhatatlanná válik, és megváltoztatja a víz speciális eloszlását abban az értelemben, hogy van, ahol gyakrabban, és van, ahol ritkábban esik az eső. A kérdés elsősorban az, hogyan fordítható le a globális éghajlatváltozás ténye a helyi viszonyokra, és milyen lokális válaszokat tudunk adni rá. Az éghajlatváltozás következményeinek előrejelzése az egyik legfontosabb dolgunk, meg kell értetnünk, hogy létezik a globális felmelegedés, és hogy erre milyen helyi válaszokat lehet adni, mert nem ugyanaz fog történni mindenhol, néhány helyen szárazabb, máshol csapadékosabb lesz az időjárás. Izraelben már látjuk az általános csapadékmennyiség csökkenését, valamint a szélsőséges események számának növekedését. De a klímaváltozásnak számos olyan aspektusa van, amit még tanulmányoznunk kell.

A globális klímaváltozás és vízválság között egyértelmű az összefüggés, az éghajlatváltozás megváltoztatta a vízhelyzetet az egész világon. A globális felmelegedés miatt megolvadnak a jéghegyek, ennek következtében jelentősen megemelkedhet a tengerszint, egyes helyeken szokatlanul nagy a szárazság, miközben máshol szélsőségesen nagy a csapadékhullás.
Izrael területének hatvan százalékát sivatag borítja, nyáron nem esik az eső, és télen is csak ritkán. Holott igazán csak az esőzésre számíthat, mivel nincs nagy folyója. Melyek az ország legfontosabb, hosszú távon megújuló természetes édesvízforrásai?

− Három nagy természetes édesvízforrásunk van, ezek közül az egyik legnagyobb édesvízi tavunk a Galileai-tenger, aztán a Jordán folyó, ami sajnos nem olyan nagy, mint amilyen híres, és van két nagy, felszín alatti vízbázisunk, valamint emellett sok-sok kisebb víztest a víztartó rétegekből. Nagyjából ezek jelentik a természetes édesvízforrásainkat, amelyek együttesen az ország igényeinek hatvan százalékát képesek fedezni. A fennmaradó részt pedig mesterségesen előállított vízzel pótoljuk, ennek egyik módja a szennyvíz újrahasznosítása. Izraelben az öntözésre használt víz fele tisztított szennyvíz. A csatornába kerülő vizet a helyi hatóságok mindenütt kezelik, mert nem lehet tisztítatlanul visszajuttatni a környezetbe, de nálunk ezenfelül egy extra, főleg biológiai kezelés is van, így válik öntözésre alkalmassá. Tehát ez egy jelentős vízforrás, amit az egész országban, de főleg a déli részeken felhasználunk. A legutóbbi innovatív fejlesztésünk a sótalanítás: a tengervizet membránokon préseljük át, a hátramaradt só meg visszakerül az óceánba. Ennél a módszernél energiát használunk fel a vízelőállításhoz.

Izrael teljes vízfogyasztásának hány százalékát állítja elő sótalanítással, és mennyire drága ez a technológia?

− Több mint hatszázmillió köbméter tengervizet sótalanítunk évente, ami úgy harminc-negyven százalékát jelenti Izrael vízigényének. Ez költséges technológia, sokkal drágább a természetes forrásokból származó víznél, a termelői ára hatvan cent (160-170 forint) köbméterenként, ennél természetesen valamivel többet fizetnek a háztartások. Szóval drága, de még megfizethető áron juthatnak hozzá az emberek, ugyanakkor nincs a világon sehol ennél olcsóbb sótalanított tengervíz. A membrántechnológia nagyon hatékony.

Miért nem terjedt el mégsem számos országban ez a technológia, holott emberek millióin segíthetne?

− Azt gondolom, hogy arányait tekintve valóban mi sótalanítjuk a legtöbb tengervizet a világon, de messze nem vagyunk egyedül. A Perzsa-öböl országaiban: Szaúd-Arábiában, az Emirátusokban és Bahreinben is használják ezt a technológiát, valamint a Fülöp-szigeteken és Szingapúrban is sok tengervizet sótalanítanak. Ezeknek az országoknak szükségük van erre a vízforrásra, és rendelkeznek az ehhez szükséges tőkével is. Az Amerikai Egyesült Államok legnagyobb sótalanító üzeme pár éve nyílt meg San Diegóban. Spanyol­ország is használja ezt a technológiát, igaz jóval kisebb mértékben, de a spanyol kormány a sótalanítás mellett döntött, ahogy hosszú évekkel ezelőtt Ciprus is, mivel ennek a kis országnak végképp nem volt más lehetősége.

Arányait tekintve Izraelben sótalanítják a legtöbb tengervizet a világon, de a Perzsa-öböl országaiban: Szaúd-Arábiában, az Emirátusokban és Bahreinben is használják ezt a technológiát, akárcsak a Fülöp-szigeteken és Szingapúrban. Az Amerikai Egyesült Államok legnagyobb sótalanító üzeme pár éve nyílt meg San Diegóban. A spanyol kormány is a sótalanítás mellett döntött, ahogy hosszú évekkel ezelőtt más lehetőség híján Ciprus is.
A vízhiány felszámolásában mit tekint a legfontosabb lépésnek: a komplex vízügyi terv kidolgozását, az oktatást vagy az innovációt és a technológiai fejlesztéseket?

− Ezek kombinációját együttvéve. Nagyon fontos megtanítani a ta­karékos vízhasználatra az embereket, a háztartásokban a családoknak be kell mutatni például a dupla öblítéses vécét (Low-flush toilets), amivel minden lehúzásnál öt liter vizet lehet megspórolni a hagyományos technológiához képest. És aki azt hiszi, ez kevés, az gondoljon arra, naponta hányszor használja a vécét.

A mezőgazdaság átlagosan a világ teljes vízfogyasztásának mintegy nyolcvan százalékáért felelős. Mi a helyzet az önök országában?

− Globálisan valóban nyolcvan százalék körüli ez az arány, Izraelben ma már kevesebb, úgy ötven százalék, de az ország történelme során volt, amikor a vízfogyasztása nyolcvan-kilencven százalékát a mezőgazdaságra fordította. Ezért alapvetően fontos a lakosságnak és a gazdáknak megtanítani, hogyan tudnak takarékosan bánni a vízzel. Az infrastruktúra szempontjából is támogatni kell a gazdálkodókat, például a csepegtető öntözés fejlesztésében. Ehhez nyomás alatti vízrendszert, csővezetéket kell kiépíteni. Ma már a legtöbben nem a hagyományos módon, hanem csöveken keresztül csepegtetve öntöznek, ennek az infrastruktúrának a kiépítését biztosítja a kormányzat.

A csepegtető öntözéses infrastruktúra kiépítésért fizet­niük kell a gazdáknak?

− Nem. Általában a kormány építi ki az infrastruktúrát, és a gazdálkodóknak csak a karbantartásért kell fizetniük. Ez azért fontos, mert a hatékony vízfelhasználáshoz az oktatás mellett számos innovációra, új technológiára is szükség van, mint például a csepegtető öntözés vagy a tengervíz sótalanításához használt membránok kifejlesztése. Azonban a gazdák maguk döntenek arról, hogy a saját tulajdonukban lévő földjükön milyen növényeket termesztenek, a kormány ebbe nem szólhat bele, csak biztosítja a már említett infrastruktúrát, illetve a vezetékes vízhez való csatlakozási lehetőséget a termőföld közelében. A csepegtető öntözés csupán egy lehetőség, a gazda választhat.

A mezőgazdaság átlagosan a világ teljes vízfogyasztásának mintegy nyolcvan százalékáért felelős. Ez az arány Izraelben ma ötven százalék, a legtöbben nem a hagyományos módon, hanem csöveken keresztül csepegtetve öntöznek, a kormány építi ki az infrastruktúrát, a gazdálkodóknak csak a karban­tartásért kell később fizetniük.
Mi a helyzet az öntözésre használt szennyvízzel kapcsolatos félelmekkel? Például, hogy okozhatja-e a talaj szikesedését, ami idővel alacsonyabb terméshozamhoz vezet?

− Sok kutató tanulmányozta a tisztított szennyvíz használatának következményeit a talajban és a növényekben. Vizsgáltuk, hogy ezeket a szennyező anyagokat mennyire veszik fel a növények, és kimutattuk, hogy szinte semennyire. A sóra érzékeny avokádónál például növénynemesítéssel kifejlesztünk olyan fajtákat, amelyek öntözéséhez kevesebb víz kell, és kevésbé érzékenyek a sótartalomra. Fokozatosan jöttünk rá, hogy a talaj szempontjából szintén problémát jelent az öntözéshez használt tisztított szennyvíz magasabb sótartalma. A kutatások során a szennyvízben lévő különböző sókat két csoportra osztottuk: az egy elektronnal rendelkező nátriumra és káliumra, ezek a „rosszfiúk”, továbbá a kalciumra és magnéziumra, melyek mindegyikének két felesleges elektronja van. Az első csoportba tartozók jelentenek problémát a talaj szempontjából, és sajnos a szennyvízben ezekből több van, mint kalciumból és magnéziumból. Eleinte nem láttuk ezeket a problémákat, de miután észleltük, elkezdtünk technológiát fejleszteni, új megoldásokat keresni. Általánosságban is úgy gondolom, hogy mindig érzékenynek kell lennünk a problémák megoldására. Például amikor az emberek elkezdtek tisztított szennyvízzel öntözni, az eredmény eleinte tökéletes volt, a növények nagyon szépen fejlődtek. Körülbelül tizenöt év elteltével úgy tűnik, hogy néhány helyen az avokádó például vagy a citrusfélék kevesebb termést hoznak.
Tanulmányozni kezdtük hát a problémát, bár akkor még mindig nem voltunk biztosak benne, hiszen mindössze tíz esetben tudtuk, hogy túl sok szerves anyag halmozódott fel, és emiatt nincs elég oxigén a talajban. Ezért különböző alternatívákat keresünk a kezelt szennyvíz okozta problémák megoldására. Még nincs tökéletes eredmény. Lassan felfedeztük a sótalanítás következményeit is, amire szintén megoldást kell találnunk. A sótalanítás nagyszerű dolog, de az ezzel a technológiával előállított vízben nincs magnézium. Nekünk, embereknek pedig szükségük van a magnéziumra, erre az idegrendszerünk, memóriánk működéséhez fontos mikroelemre. Tehát most azon dolgozunk, hogy a magnéziumot visszajuttassuk a vízbe, de egyelőre még nem találtuk meg a tökéletes megoldást.

A vízdíjban minden költség benne van, nincs rajta állami támogatás?

− A legtöbb ember a helyi társaságtól veszi a vizet, köbméterenként egy euróért, a gazdálkodóknak kevesebbet kell fizetniük, különösen a tisztított szennyvízért, körülbelül az ár felét. A szennyvízkezelés az önkormányzat felelőssége. Az önkormányzat gyűjti össze a szennyvizet, majd a törvénynek megfelelően kell eljárnia. A gazdák megveszik a vizet a kezelés után, aminek az ára attól is függ, hogy mit termesztenek, mert amíg a szántóföldi növényekért nem fizetnek sokat a gazdálkodóknak, addig az exportra szánt virágokért viszont igen, mert az emberek hajlandók sokat fizetni a szép virágokért, de ha valaki csak kukoricát vagy gabonát termeszt, azért nem.

Mennyire van jelen az informatika a mezőgazdaságban? Illetve milyen irányú a fejlődés?

− Izraelben szédületes tempóban fejlődik napjainkban az információtechnológia. Mind az akadémiai, mind az ipari szférában egyaránt megfigyelhető a mesterséges intelligencia rendszerek terjedése. Az elképesztően gyors fejlődés mögött nagyon sok pénz áll. Például néhány a számos vállalat közül, amelyek informatikai technológiát használnak, az úgynevezett felhőalapú számítástechnikával kontrollálják a trágyázást és egyéb folyamatokat. A hatalmas amerikai farmokon szenzorokat akarnak elhelyezni, és összekötni azokat a műholdakkal. Izraelnek túl kicsi a mezőgazdasága, ezért inkább az öntözés, a vízbiztonság, a vízgazdálkodás irányában fejlesztünk. A vízbiztonság különösen fontos egy olyan országban, amely terrorista támadásokkal szembesül. A vízrendszer szennyeződésének azonosítására keresünk különböző technológiákat. Felismerve a felhőalapú számítástechnika és a szenzorok előnyeit, az így nyert adatokat felhasználva lehet elemezni például a mikroviselkedést. A Big Data juttat el minket a víz intelligens felhasználásához: mérjük, elemezzük az adatokat annak érdekében, hogy megértsük, hol és mivel takaríthatunk meg még több vizet. Izraelben jelenleg nagy hangsúlyt fektetünk a sótalanítás membrántechnológiai innovációjára, vízmérnökeink erőfeszítései leginkább erre irányulnak.

A hatékony vízfelhasználás elterjedéséhez az oktatás mellett fontos a folyamatos innováció. Új technológiákra van szükség, mint például a tengervíz sótalanításához használt membránok kifejlesztése. A legegyszerűbb sótalanító berendezés a lepárló, modernebb és hatékonyabb eljárás a fordított ozmózis, ahol cső alakú hártyafalak (membránok) közé vezetik be a tengervizet nagy nyomáson, a sótalanított víz cseppek formájában jelenik meg a cső külső falán. A polimer alapú sótalanító membránok mellett ma már létezik a grafén-oxid-szűrő is, a Manchesteri Egyetem kutatóinak fejlesztése.
Mit gondol a nemzetközi víztudományos szakma, sikerül megoldani a legnagyobb problémákat, megvan a szükséges technológia hozzá?

− Úgy vélem, hogy globális szinten, tudományos szempontból az éghajlatváltozás valószínűleg a vízválsághoz kapcsolódik. Tudo­mányos szempontból pedig a jobb megértés segíthet hozzá a klímaváltozás helyes kezeléséhez. Ez azonban az akadémiai szinten van így, és azt hiszem, hogy fontosabb ennek a tudásnak az akadémiai szektoron kívüli felhasználása. Ez viszont nagyon nehéz, például itt van a sótalanító technológia, amit nagymértékben használunk, de csak Izraelben. Szerintem a legtöbb országban a kormányok nem invesztálnak eleget a vízhelyzet javításába. Az alkalmazott módszerek közül a sótalanítás csak az egyik, ám itt van a tisztított szennyvíz használata is, ami Izraelben szinte százszázalékos.

A sótalanítás mellett fontos a tisztított szennyvíz használata is, ami Izraelben szinte százszázalékos. A megfelelő technológiák megoldhatják a világban a vízhiány problémáját, de ahhoz alkalmazni kell őket a gyakorlatban. Az akadémiákon, egyetemeken kifejlesztett módszerek alkalmazása pedig már az adott országok kormányzatától függ.

A csepegtető öntözés is viszonylag olcsó. Van technológiánk, de nem vagyok biztos benne, hogy lesz-e a következő generáció számára is. A megfelelő technológia megoldhatja a világ számos problémáját, de ahhoz alkalmazni kell a gyakorlatban. Az akadémiákon, egyetemeken kifejleszthetjük az új technológiákat, ennél többet nem tudunk tenni, az már az adott ország kormányzatától vagy az utóbbi időben a kapitalista világtól, illetve akár az önálló vállalatoktól függ, hogy ezeket az új technológiákat alkalmazzák-e. A legtöbb ember szerte a világon kormányzati feladatnak tartja a vízellátást. Az Egyesült Államok esetében ez talán kicsit másként van.

Mivel az Egyesült Államokban a víz nem köztulajdonban van, mint az Európai Unióban vagy Izraelben?

− Ugyanakkor még az Egyesült Államokban is, ahol a legtöbb he­lyen a víz magántulajdonban van, még így is van felelőssége a kormányzatnak, a helyi városvezetésnek. Az ivóvízellátás a világ nagyobb részén valamilyen magasabb szintű szervezetnek a felelősségi körébe tartozik, és szerintem nagyon helyes, hogy a vízszektor nem teljesen privatizált. Azt gondolom, hogy az ivóvíz ugyanolyan alapvető szükséglet, mint a levegő, és hogy az embereknek szinte ingyenesen kellene hozzájutniuk, ami sajnos azt is jelenti, hogy senki sem hajlandó kereskedelmi árat fizetni érte.

A vízgazdálkodás terén Magyarország és Izrael is nagy szakértelemmel rendelkezik, de a két ország természeti adottságai eltérőek. Mit gondol, a szakemberek mit tanulhatnának egymástól?

− A vízgazdálkodási szisztéma sokban különbözik a két országban. Magyarország vízellátásában támaszkodhat egy nagy folyóra, a Dunára, amiben rengeteg víz van, és számos felszín alatti vízbázisuk is van, de azt hiszem, sokkal kevésbé használják ki ezt a talajvíz adta lehetőséget, mint mi. Úgy gondolom, hogy amit mi a vízgazdálkodásról tanulhatnánk, különösen a felszíni hidrológia tekintetében, az a folyók áramlásával kapcsolatos, amit pedig tőlünk lehetne megtanulni, az a vízrendszerek integrált kezelése, no és ott van az egész sótalanító rendszerünk is.•

 
Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018

Innotéka