Anna, a műsorban azt mondtad, hogy „a nitrogénszennyezés napjaink egyik jelentős és komplex környezeti problémája, és az emberi tevékenység jelentősen hozzájárul ehhez”. A ti feladatotok, hogy a nitrogénszennyezés mértékét megmérjétek az általatok fejlesztett műszerrel. Milyen mérőműszer fejlesztésén dolgoztok a kutatócsoportban, milyen elven működik?

A légköri ammónia- és dinitrogén-oxid-koncentrációinak és kibocsátásainak mérésére alkalmas mérőműszereket fejlesztünk. Ezek fotoakusztikus spektroszkópiai elven működnek, amely egy optikai abszorpciós spektroszkópiai módszer. Előnye, hogy szelektív, nagy pontosságú koncentrációmérést biztosít és terepi mérésekre is alkalmas. A projekt során szántóföldeken és állattartó telepeken fogunk vizsgálatokat végezni.

A fizika mely területeihez kapcsolódik ez a műszerfejlesztés?

A műszereink működése félvezető lézereken alapul. Lézerek segítségével, infravörös spektroszkópiai elvű módszerrel határozzuk meg az elnyelő anyag – esetünkben az ammónia és a dinitrogén-oxid – koncentrációját. Emellett a fejlesztés során jelentős szerepe van a méréstechnikai és a gázokkal kapcsolatos fizikai-kémiai ismereteknek is.

Milyen szakemberek dolgoznak együtt a projekten?

A laboratóriumi és terepi méréseken fiatal fizikusok dolgoznak: Gombi Csilla PhD-hallgatónk és Király Csaba MSc-hallgatónk. Szakmai tanácsaival támogat bennünket vegyész kollégánk, prof. dr. Horváth László és a projekt vezetője, prof. dr. Bozóki Zoltán. A téma összetettsége miatt más tudományterületek szakembereivel is együttműködünk, például a Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem Növényélettan és Növényökológia Tanszék és az SZTE Mezőgazdasági Kar munkatársaival.

Milyen eredményeket értetek el ezidáig a műszeretekkel?

A kitűzött cél a légköri ammónia- és dinitrogénoxid-koncentráció mérése, amely során ppb (parts per billion) szintű, vagyis 10^-9 nagyságrendű térfogatarány kimutatására van szükség, ezt laboratóriumban már elértük. A következő lépés az, hogy közel ugyanezt a pontosságot terepen is biztosítani tudjuk. A dinitrogén-oxid mérő műszerrel már történtek terepi körülmények közötti mérések az SZTE Mezőgazdasági Kar Tangazdaságában októberben. Jelenleg annak tapasztalatai alapján végzünk további fejlesztéseket. 2024-2026 között végzünk szántóföldön és állattenyésztő telepen méréseket.

Miért és milyen kockázatokat rejt a nitrogénvegyületek emelkedett koncentrációja a környezetre nézve?

A reaktív nitrogénvegyületek különböző kémiai formában, egymásba átalakulva, különböző idő- és térbeli skálán okoznak számos környezeti problémát. Károsítják a talaj-, víz- és levegőminőséget, ezáltal hatással vannak az ökoszisztémára és a biodiverzitásra. Az ammónia például részt vesz a tengerek és tavak eutrofizációjában, egészségre veszélyes aeroszol részecskéket képez, csökkenti a talaj szervesanyag-tartalmát. Emellett a dinitrogén-oxid jelentős üvegházhatású gáz és a sztratoszferikus ózon bontásában is részt vesz. Ebben a témában már prof. Horváth László is adott interjút.

A műsorban azt is elmondtad, hogy „a mezőgazdasági tevékenységben a nitrogénszennyezés egyik jelentős forrása a műtrágyázás. A nitrogénalapú műtrágyák nitrogéntartalmának kevesebb mint 50%-a hasznosul. Fontos kutatási irány, hogy ennek a hatásfokát hogyan lehet javítani.” Milyen tényezőket vizsgáltok, amelyek segíthetnek a mezőgazdasági nitrogénszennyezés csökkentésében?

Kutatásaink során vizsgáljuk majd, hogy különböző növényi kultúrák és műtrágya-alkalmazási technikák esetén milyen mértékű a nitrogénveszteség. Ebből megbecsülhető, hogy hol és hogyan lehetne javítani a stratégián a veszteségek elkerülése érdekében. Az állattartással kapcsolatban azt vizsgáljuk, hogy a különböző trágyatárolási technikák mekkora ammónia- és dinitrogén-oxid-kibocsátással járnak, melyik módszer milyen mértékű környezeti nitrogénterhelést jelent.

Készítette: dr. Tóth Bettina