Реферат: Міністерство освіти україни

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ


ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ “КОМП'ЮТЕРНІ ЕКОЛОГІЧНІ ІГРИ ”

З ДИСЦИПЛІНИ «ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ»


ЗАТВЕРДЖЕНО

кафедрою охорони праці

Протокол №

від « » травня 2007


Харків 2007


ВСТУП


Сучасна екологія є однією з головних фундаментальних наук, своєрідною філософією виживання людства, стратегією перебудови цивілізації у XXI сторіччі, яка повинна відповідати сучасним реаліям взаємовідносин населення планети і навколишнього середовища, головним чином моральної перебудови на базі розвитку колективного інтелекту, повного взаєморозуміння, взаємодії і взаємодопомоги усіх націй у справі збереження біосфери і стабільного розвитку.

Усі рішення, пов’язані з використанням природних чи людських ресурсів, з втручанням у процеси життєдіяльності біосфери, повинні прийматися з урахуванням близьких та далеких екологічних наслідків.

Виконання запропонованих лабораторних робіт допоможе майбутнім фахівцям перейнятися долею природи, частинкою якої виступає і сама людина.

Майбутній фахівець має пам’ятати пророчі слова видатного українського вченого В.І. Вернадського: «У геологічній історії біосфери перед людиною відкривається велике майбутнє, якщо вона зрозуміє це і не буде використовувати свій розум і свою працю на самознищення».


^ 1 Лабораторна робота "Олігарх".


1.1 Мета роботи


Лабораторна робота "Олігарх" призначена для вивчення питань екологічного аудита і моніторингу навколишнього середовища з метою оптимізації екологічної й економічної ситуації в регіоні, з обліком природоохоронних і економічних вимог. У процесі виконання лабораторної роботи необхідно досягти оптимального економічного розвитку всіх підприємств і стабільності екологічної обстановки регіону.


^ 1.2 Методичні вказівки з організації самостійної роботи студентів


Моніторингом називається система спостережень, оцінки і прогнозу стану навколишнього природного середовища. Мета моніторингу - виявлення антропогенних забруднень. Моніторинг охоплює спостереження за джерелами і факторами антропогенних впливів (хімічними, фізичними, біологічними) і за ефектами, що викликаються цими впливами в навколишньому середовищі. Спостереження можуть здійснюватися по фізичних, хімічних і біологічних показниках.

Моніторинг має виявити критичні ситуації, виділити критичні фактори впливу і найбільш піддані впливу елементи біосфери. Система моніторингу може охоплювати як локальні райони, так і всю планету в цілому. Дані, що характеризують стан природного середовища, отримані в результаті спостережень чи прогнозу, повинні оцінюватися в залежності від того, у якій області людської діяльності вони використовуються. При оцінці стану природного середовища враховують збиток від антропогенного впливу, вибір оптимальних умов для людської діяльності, визначення існуючих екологічних резервів.

Для зменшення антропогенного навантаження на природу з боку промислових об'єктів проводять екоаудит підприємства.

^ Екологічний аудит - це інструмент керування, що систематично охоплює всі питання екологічної оцінки діяльності підприємства, удосконалення системи регулювання впливу підприємства на навколишнє середовище й оцінки його інвестиційної привабливості.

Екологічний аудит потрібний: а) для підвищення іміджу підприємства; б) для того, щоб з’ясувати чи не порушує підприємство природоохоронного законодавства; в) для того, щоб з’ясувати чи результативні зусилля підприємства в області охорони ОПС; г) чи є у підприємства резерви сировини й енергоресурсів.

Екологічний аудит проводиться відповідно до серії міжнародних стандартів в області екологічного аудита, куди входять ІSO 14010 - 96, ІSO 14011- 96, ІSO 14012 - 96.

Загальні принципи, що стосуються екологічного аудита приведені в стандарті ІSO 14010 - 96. ^ Провідні вказівки по екологічному аудиті. Загальні принципи.

Застосування стандартів, дія яких поширюється на керування навколишнім середовищем, має на меті озброїти організації елементами ефективної системи керування навколишнім середовищем, що могли б скласти єдине ціле з загальною системою керування. Це допоможе організаціям досягти як екологічних, так і економічних цілей. Основною метою застосування даного стандарту є забезпечення охорони навколишнього середовища і запобігання її забруднення, погоджені із соціально-економічними потребами.


^ 1.3 Опис системи, що моделюється


В даній лабораторній роботі розглядається економічний і екологічний стан Харківської області. Споконвічно підприємства мають високий відсоток забруднення навколишнього середовища і низький відсоток технічного розвитку, що відображено в діаграмах у вікні "Промисловість". Для кожного підприємства визначені три глобальні проблеми (екологічна, технічна, економічна), які потрібно вирішити запропонованими методами. Проблеми потрібно вирішувати по пріоритетності: у першу чергу необхідно вирішувати екологічні проблеми, потім технічні й економічні, причому для успішного виконання роботи важлива послідовність їхнього виконання.

Для одержання прибутку і поліпшення екологічної обстановки в регіоні керівники (студенти) повинні провести екологічний аудит і вирішити першочергові екологічні і технічні проблеми на підприємствах, що призведе до поліпшення й економічних показників.

Якщо послідовність проведення заходів була обрана невірно, то підприємство несе збитки й екологічна обстановка в регіоні погіршується.

При правильному виборі послідовності застосування методів гравець одержує заохочувальні бонуси по відповідній проблемі. Один раз на місяць користувач може скористатися підказкою. Тривалість гри складає 3 роки (крок 1 місяць), цього досить для того, щоб застосувати всі методи для кожного підприємства.

Для одержання оцінки "відмінно" загальне забруднення регіону повинне складати <=10%, а розвиток >=90%. Результат усіх дій користувача відбивається на поточних діаграмах у вікні "Промисловість". Також ведеться статистика протягом усього часу виконання роботи.


^ 1.4 Порядок виконання лабораторної роботи


Дана лабораторна робота надає можливість спробувати свої сили й організаторські здібності в керуванні регіоном, що на даний момент знаходиться в досить жалюгідному стані. Терміном на три роки під контроль студента передаються основні промислові об'єкти. У кожному з них свої проблеми, що треба буде розв'язати. Для чого пропонується набір методів з різними характеристиками. Одні методи найкраще впливають на стан навколишнього середовища, інші впливають на технічний розвиток підприємства, треті - збільшують прибуток підприємства.

Кожне підприємство має наступні характеристики:

- прибуток за місяць (усі підприємства приносять визначений прибуток);

- забруднення навколишнього середовища викидами і скиданнями даного підприємства;

- технічний розвиток підприємства (устаткування, якість продукції і т.д.).

Споконвічно всі підприємства мають високий рівень забруднення навколишнього середовища, низький рівень розвитку і, як наслідок - малий прибуток. Що, власне кажучи, і потрібно виправити.

Правильна послідовність рішення проблем приносить максимальний прибуток. Щоб одержати його, необхідно вибрати найбільш важливу, з погляду студента, проблему і знайти вірний спосіб її вирішення, потім наступну і т.д. Кожен метод має свою ціну і якщо ресурсів недостатньо (досить часте явище) необхідно завершити хід: усі підприємства регулярно приносять прибуток.

^ Невелика підказка - намагайтеся вирішити проблеми в такій послідовності:

Екологічна -> Технічний розвиток -> Економічна

Це гарантовано принесе максимальну кількість балів.

Примітка: Студент може виконати всі методи (термін гри це дозволяє) і одержати низьку оцінку через неправильний шлях рішення. Умовою гарного результату є виконання всіх методів у правильній послідовності для кожного підприємства.

Якщо виникають ускладнення в прийнятті рішень, є можливість знайти вихід: один раз на місяць можна скористатися підказкою. Але кількість засобів (тобто грошові ресурси) обмежені - їх може не вистачити на всі методи.

Деякі методи вимагають попереднього здійснення інших методів. Вихід один - виконання даної умови. Також під час роботи є можливість у будь-який момент подивитися хід роботи (статистику) з першого місяця чи викликати звіт за поточний місяць. Це дозволяє оперативно порівняти рівні, на яких знаходяться промислові підприємства регіону (мал.1). Також є можливість збереження поточної гри. Вона зберігається у файл з ім'ям гравця в каталозі 'Users'.




Мал. 1 Інформаційне вікно щодо стану розвитку підприємств і рівня забруднення регіону

Під час проходження лабораторної роботи постійно обчислюються показники роботи студента. А саме - загальне забруднення по всіх підприємствах і загальний розвиток як підприємства, так і регіону в цілому.

За цими показниками буде виставлятися оцінка.

Приведення всіх параметрів регіону в норму здійснюється протягом трьох умовних років. По завершенню цього терміну студент попадає в меню програми і може переглянути результати своєї роботи. Якщо умови виконані (тобто всі методи були використані в правильному порядку для кожного підприємства), то студент одержує позитивну оцінку.


^ 1.5 Зміст звіту


Необхідно створити звіт за допомогою однойменної кнопки на сторінці результатів. Файл звіту зберігається в каталозі 'Users' під ім'ям студента. Переглянути ці звіти можна за допомогою програми-переглядача Report Vіew, що є частиною лабораторної роботи. Для цього потрібно знайти каталог зі звітами 'Users' у дереві каталогів, потім переключиться на сторінку 'Звіти' і вибрати свій звіт, вибрати 'Згенерувати звіт', заповнити форму з питаннями, після чого зберегти звіт у будь-якому каталозі. Звіт зберігається у форматі MS Word з можливістю подальшої роздруківки.


^ 1.6 Контрольні запитання і завдання


1. Які методи захисту навколишньої природного середовища Ви знаєте?

2. У чому полягає принцип прямих технологічних методів захисту навколишнього природного середовища?

3. У чому полягають непрямі технологічні методи захисту навколишнього природного середовища?

4. Які ви знаєте організаційно-технологічні методи захисту НПС? (навколишнє природне середовище)

5. Які ви знаєте методи локалізації джерел забруднення?

6. Що таке маловідходна технологія, шляхи її досягнення.

7. Що таке організаційно-правові методи захисту НПС?

8. Що таке екоаудит НПС?

9. Навіщо підприємство повинне проводити екоаудит?

10. Як розраховується ефективність апаратів очищення газів?

11. Що таке КІЗА, як розраховується цей показник?

12. Що таке виробництво з погляду геохімічного аспекту? Яка схема утворення відходів у процесі виробництва?

13. Що таке ГДВ, навіщо потрібний цей норматив, як він розраховується?

14. Нормативи по обмеженню ступеня забруднення НПС: дати визначення ГДК.

15. Нормативи по обмеженню ступеня забруднення НПС: розглянути усі види ГДК. Дати визначення кожному.

16. Як виробляється оцінка ефективності природоохоронних заходів?

17. Що таке технічні методи захисту НПС?

18. Для чого і як розраховується реальне навантаження хімічних речовин на людину?

19. Що таке апарат очищення газів. Дати визначення.

20. Як класифікуються апарати очищення газів згідно ПЭУ? (правила експлуатації установок очищення газів)

21. Ефект суммации, як геть визначається?

22. Які методи очищення стічних вод Вам відомі?

23. Які методи очищення стічних вод відносяться до механічних?

24. Які методи очищення стічних вод відносяться до хімічних?

25. Які методи очищення стічних вод відносяться до фізико-хімічних?

26. Які методи очищення стічних вод відносяться до біохімічних?

27. Які висновки можна зробити в результаті аналізу даних, отриманих у процесі лабораторної роботи?


2 Лабораторна робота "Повітря"


^ 2.1 Мета роботи


Імітаційна програма "Повітря" призначена для вивчення студентами питань щодо захисту повітря від викидів, що забруднюють атмосферу. Вона сприяє закріпленню теоретичних знань з контролю та захисту повітря.


^ 2.2 Методичні вказівки з організації самостійної роботи студентів


Загальні положення. Земля оточена потужною газовою оболонкою - атмосферою, яка утворилась у результаті геологічної еволюції та діяльності біосфери.

Атмосферне повітря один з найважливіших природних ресурсів, без якого життя на Землі було б абсолютно неможливим. Досить нагадати, що практично единим первинним механізмом утворення біомаси є реакція фотосинтензу, яка відбуваїться під дією сонячного випромінення у зелених рослинах з використанням атмосферного оксиду вуглецю та води.

Атмосферний кисень, необхідний для дихання людей, тварин, переважної більшості рослин та мікроорганизмів. Атмосферна циркуляція та процеси утворення хмар у кінцевому підрахунку - єдине джерело зволоження грунту, головне за рахунок випаровування води з поверхні океанів та морів. Наявні у атмосфері водяні пари та оксид вуглецю захищають земну поверхню від надмірного радіаційного охолодження, створюючи так званий "парниковий ефект": якби не було атмосфери, то середня температура поверхні земної кулі була б не +150, а - 230 С. Атмосферний озон О3 захищає життя Землі від згубного впливу короткохвильового ультрафіолетового випромінювання Сонця. Атмосфера захищає життя на Землі й від згубних для нього космічних променів.

Маса атмосфери (5,3 ·1015 т) становить меньше однієї мільонної частини загальної маси Землі (6 · 1021 т), а загальний вміст у атмосфері таких біологічно активних газів, як О2 (4 10 т), СО2 (5 10 т), NO2 (4 10 т) та інших, набагато меньший від маси щорічних антропогенних викидів у атмосферу (близько 6 10 т). Це вказує на вразливість атмосфери, склад якої може істотно змінюватися вже при нинішніх обсягах народно-господарської діяльності.

За характером зміни різних параметрів атмосферу поділяють на кілька шарів. Найбільш поширене поділення атмосфери на шари відповідно до характеру зміни в них темератури повітря з висотою:

Тропосфера (до висоти 18 км) характеризується зменьшенням температу-ри повітря з висотою на 60 С на кожні 1000 м у зимку та на 10 С у литку й коливається від 40 до 500 C;

Стратосфера (до висоти 50-55 км) - температура повітря до висоти 30 км постійна (біля –500 C), з висотою температура зростає й досягає на висотах 30-50 км 100 С. У стратосфері на висоті 25 - 30 км знаходиться озоновий екран, який утворюється за рахунок поглинання короткохвильового ультрафіолетово-го сонячного випромінювання.

Мезосфера (до висоти 80 км) - температура зменьшується з висотою й досягає -700 C на висоті 80 км.

Термосфера (до висоти 1000 км) - температура зростає з висотою, досягаючи на висотах 200-300 км 500-10000 C (залежно від сонячної актив-ності), а далі мало змінюється з висотою.

Шар атмосфери приблизно до 2000 км називають екзосферою, або сферою розсіювання. На висотах 2000-20000 км розташована так звана воднева геокорона, у який домінують іони водню.

Розрізняють постійний газовий склад атмосфери, у якому стабільне співвідношення вмісту різних газів, та змінну складову частину повїтря, вмїст окремих компонентів якої може змінюватись у широких межах. Основний склад сухого чистого повітря у приземному шарі складається з таких компонентів, (у об'ємних %):

Азот (78,08);

Кисень (20,95);

Аргон (0,93);

Оксид вуглецю (0,033);

Решта газів (водень, неон, кріптон та інші) - розом біїля 0,0009.

З основних компонентів атмосфери найбільш змінюється вміст у повітрі водяного пару (від 0,1 - у холодному сухому повітрі до 4% - у теплому вологому повітрі) та аерозолів твердих або рідких частинок.

Забруднення атмосфери можна класифікувати наступним чином:

За організацією відведення та контролю на організовані та неорганізовані;

За агрегатним станом забруднюючих речовин - рідкі (туман), тверді (пил), та у вигляді газу (газоподібні, наприклад, SO2, CO тощо);

За розміром часток - дрібнодісперсні (< 1 мкм), середньодисперсні (1-10 мкм), великодісперсні (10-15 мкм) та грубодисперсні (> 50 мкм);

За шляхом проникнення до організму людини – проникаючі інгаляційно (при диханні) до 30 %, шляхом резорбції (через шкіру та слизову оболонку) до 15 %, через систему травлення до 5 %;

За ступенем впливу на організм людинизабруднюючи речовини поділяють на:

надзвичайно небезпечні (ГДК < 0,1 мг/м3 ) - хлор, ртуть;

високо небезпечні (ГДК від 0,1 до 1 мг/м3 ) - цианісті сполуки, мідь, йод:

помірно небезпечні (ГДК від 1 до 10 мг/м3) - борна кислота;

малонебезпечні (ГДК > 10 мг/м3 ) - аміак, алюміній.

Небезпечними можуть виявитися опосередковані антропогенні впливи на атмосферу, такі як:

а) викиди хімічних речовин, які не утворюють стабільних сполук з атмосферними газами, а відіграють роль каталізаторів, порушуючи хімічну рівновагу атмосфери;

б) вирубання лісів, які є найбільш потужним джерелом кисню у атмосфері;

в) антропогенне покриття поверхні океанів плівкою поверхнево-активних речовин (ПАР), що зменьшує швидкість випаровування води й поглинання з атмосфери оксиду вуглецю;

г) антропогенні зміни озонового шару у стратосфері (його маса всього близько 10 т), який істотно впливає на радіаційний баланс та клімат Землі.

Оскільки людство не може відмовитися від подальшого зростання виробництва негативні зміни у атмосфері, а також інших середовищ та біосфери у цілому будуть зростати. Тому необхідні глибокі знання цих впливів з метою запобігання небажаним змінам атмосфери Землі- як локальних й регіональних, так і глобальних у маштабах усієї земної кулі.

Перелік посилань

1. Г.В. Стадницкий, А.В. Родионов. Экология. - М.: Высш. школа., 1988

2. Г.О. Білявський та ін. Основи загальної екології. - Київ: Либідь, 1995


^ 2.3 Опис системи, що моделюється


Система, що моделюється у процесі виконання лабораторної роботи, містить у собі:

1) джерела викиду забруднюючих речовин;

2) стаціонарні станції контролю;

3) пересувні станції контролю;

4) метеоцентр;

5) зв'язок з директором підприємства.


2.3.1 Джерела викиду забруднюючих речовин – Це 15 підприємств, з яких 9 працюють лише вдень інші - цілодобово.

Контроль за станом повітря проводять за допомогою 4 стаціонарних станцій та 2 пересувних станцій контролю.

2.3.2 Стаціонарні станції контролю (ССК) проводять кожні 30 хвилин аналіз проб повітря та фіксують метеоумови.

Для проведення ремонтних робіт на ССК у распоряджені диспетчера є спеціальна ремонтна бригада.

2.3.3 Пересувні станції контролю (ПСК) можуть бути направлені у будь-яку точку теріторії міста для проведення аналізу прб повітря (виконується протягом 1 години), або на підприємство для заміру його викидів (виконується протягом 3 годин). Якщо ПСК направляється на будь - яке підприємство, то необхідно попередити його директора про це.

2.3.4 Метеорологічний центр дає прогноз метеоумов.

2.3.5 Під час зв'язку з директором підприємства можна попередити його про наступну неблагополучну ситуацію, запитати його про наявність разових викидів, про виникнення аварії та термінах її ліквідації.


^ 2.4 Порядок виконання лабораторної роботи


Студент у роботі виконує функції диспетчера за контролєм та захистом повітря екологічного центру міста з автоматизованою системою контролю за станом повітря. Диспетчер проводить аналіз екологічної ситуації у місті й вибір рекомендацій для її покращення.

У распорядженні диспетчера є диспетчерский пульт з ЕОМ, набором службових програм та банком даних.

Службові прграми допоможуть вирішити такі задачі:

- побудова поля забруднення за відомими викидами підприємств;

- інтерполяція поля забруднення за замірами станцій контролю;

- розрахунок прогнозу якості повітря;

- визначення джерел, які мають підвищенні виброси;

- звертання до банку даних.

Диспетчер починає робочий день о 7 годині ранку, а закінчує о 20 годині. Під час гри необхідно слідкувати за часом у правій частині екрану.

За даними метеоцентру,ССК, ПСК, зв'язку з директорами підприємств та даними, які одержані за допомогою службових програм, гравець у кінці робочого дня повинен подати у санепідемстанцію підсумковий звіт про стан атмрсферного повітря над містом.

Запуск програми та запуск ЕОМ до роботи після вибору варіанта з меню здійснюється за допомогою клавіші “Enter”. Клавіші “PgDn, PgUn” використовуються для перегортання сторінок інструкції. Вибір одного з варіантів меню здійснюється клавішами “стрілка уверх, стрілка униз, стрілка праворуч, стрілка ліворуч”. Клавіша “Esc” використовується для скасування вибраного варіанту, для повернення до попередньої ситуації. Клавіші “+, -“ використовуються для зменшення або збільшення числа, що задається.

Перехід у числі, що задається, до сусідньої позиції праворуч або ліворуч здійснюється клавішами “стрілка праворуч, стрілка ліворуч”.

Для набору числа відсотків слід використовувати клавіші “1, 2,...9”.


^ 2.5 Зміст звіту


Для підсумкового звіту у санепідемстанцію по ходу виконання роботи студент повинен чинити помітки, тому що діяти йому доводиться в умовах не повної й незавжди вірогідної інформації.

По закінченні роботи студент повинен скласти звіт, до якого увійдуть інформація про стан повітря за кожну добу та розрахунок ГДВ для одного з підприємств.

Підсумковим звітом, який передбачений програмою, у санепідемстанцію є відповідь на наступні запитання:

1. Указати квадрати на теріторії яких минулої ночі було перевищення ГДК хоча б по одному з інгридієнтів.

2. Указати квадрат, у якому вдень була найгірша екологічна обстановка.

3. Указати найгірший показник по інгридієнтам у визначенному у запитанні 2 квадраті .

4. Указати підприємства, на яких за минулу добу було перевищення ГДВ або стались аварії.

5. Зробити прогноз екологічної обстановки на 15 годину наступного дня у квадрат візначенному у запитанні 2.

Підсумковий звіт за кожну добу та за декілько діб оцінюються програмою у відсотках: 55 – 65 % відповідає оцінці “задовільно”, 65 – 75 % - оцінка “добре”, 75 - 85 % - оцінка “вІдмінно”.


2.6 ^ Контрольні запитання і завдання:


1 Що таке атмосфера та які її основні характеристики?

2 Яку роль відіграє озоновий екран у житті біосфери?

3 Як можна класифікувати забруднення атмосфери?

4 Як можуть виявитися опосередковані антропогенні впливи на атмосферу?

5 Що таке ГДК речовин у довкіллі та які нормативи ГДК?

6 Що таке ефект сумації?

7 Що таке ГДВ та як його розраховують?

8 Як утворюються кислотні дощі й де вони завдають найбільшої екологічної шкоди?

9 Які найбільш небезпечні антропогенні забруднювачи атмосфери?

10 Які фактори призвели до розвитку парникового ефекту?

11 Які найбільш поширені методи й засоби захисту атмосферного повітря від промислового эабруднення вам відомі?


3 Лабораторна робота “AQWA - екологія ”


^ 3.1 Мета роботи


Комп'ютерна гра “ AQWA - екологія ” призначена для активізації творчої ініціативи студентів щодо використання отриманих теоретичних знань у реальних ситуаціях з урахуванням екологічних та економічних аспектів. Мета гри полягає в отриманні максимального прибутку від господарської діяльності у басейні річки зі збереженням екологічної системи ріки. При цьому концентрація речовин, що забруднюють річку, не повинна перевищувати ГДК.


^ 3.2 Методичні вказівки з організації самостійної роботи студенті


Загальні положення. Гідросфера – це водна сфера нашої планети, сукупність океанів, морів, вод континентів, льодовикових покривів. Загальний об’єм природних вод становить близько 1,39 млрд. км3. Води вкривають 71 % поверхні планети (361 км2).

Вода виконує чотири дуже важливі екологічні функції:

а) є найважливішою мінеральною сировиною, головним природним ресурсом споживання (людство використовує її в тисячу разів більше, ніж вугілля чи нафту);

б) є основним механізмом створення взаємозв’язків між усіма процесами у екосистемах (обмін речовин, тепла, ріст біомаси);

в) є головним агентом-переносником глобальних біоенергетичних екологічних циклів;

г) є основною складовою частиною всіх живих організмів.

Основним джерелом водопостачання для людства є річковий стік, водосховища та підземні води.


^ 3.3 Опис системи, що моделюється

Програма “ AQWA - екологія ” моделює природні процеси, що відбуваються у системі, яка включає в себе:

1) ділянку річки;

2) сільськогосподарські угіддя;

3) тваринний комплекс;

4) пересувну станцію контролю якості води у ріці.

Ділянка річки, довжиною 8640 м, шириною 10 м, глибиною 3 м. Середня швидкість течії - 6 м/хв. Під час паводку швидкість течії та витрата води підвищуються. Промислове підприємство, розташоване на березі річки на відстані 1800 м від початку ділянки, забруднює воду ріки стоками, що містять у собі органічну забруднюючу речовину (з БПК5). Кількість стічних вод залежить від інтенсивності роботи підприємства та може коливатися від 0 до 150 одиниць умовної продукції за добу.
^ Виробництво одиниці продукції дає 0,1 м3 стоку з концентрацією органічної речовини з БПК5 2000 мг/л. Тваринницький комплекс розміщений на берегу річки на відстані 5400 м від початку ділянки. На ньому можна вирощувати свиней кількістю від 0 до 2000 голів або велику рогату худобу (корів) кількістю від 0 до 1000 голів. На тваринницькому комплексі за добу на одну свиню припадає 4,5 літри перегною з органічним забрудненням з БПК5 6000 мг/л , на корову - 14 літрів з органічним забрудненням з БПК5 8000 мг/л. У проймі ріки розміщені сільськогосподарські угіддя, на яких можна вирощувати пшеницю, жито, ячмінь, кукурудзу, картоплю. Для підвищення врожайності культур необхідно використовувати добрива:
Азотних...................................... не більш 50 кг/га;

Калійних. ………….................................. 50 кг/га;

Фосфорних.............................................….50 кг/га;

Органічних.........…......…...........................20.кг/га;

Вапнування ґрунту.................................…20 кг/га;

При використанні отрутохімікатів та добрив необхідно враховувати, що дощовий та паводковий стоки будуть забруднювати воду ріки тим сильніше, чим більше буде внесено добрив та отрутохімікатів;

Накопичування речовин, не засвоєних рослинами, впливає на величину забруднення ріки. Причому значний вплив на якість води чинять донні відкладення.

Житлове селище (умовне) забирає воду ріки для своїх потреб. Якщо вода у ріці не достатньо чиста, то люди будуть хворіти через вживання брудної води; не будуть використовувати дану ділянку річки як зону відпочинку. Уданій моделі встановлена межа допустимих концентрації (ГДК) щодо:

Кисню............................................ Не менше 4 мг/л;

БПК5....................….......................Не більш 6 мг/л;

Атразину………………………….Не більш 0.005 мг/л;

Метафосу........................................Не більш 0, 02 мг/л;

Цинебу............................................ Не більш 0.03 мг/л.

Пересувна станція контролю якості води аналізує вміст кисню, органічної речовини, що забруднює (з БПК5), атразину, метафосу та цинебу у воді на будь-якій обраній ділянці річки.


^ 3.4 Порядок виконання роботи.


Для виконання лабораторної роботи використовуються ПОЕОМ типу IBM РС. Після завантаження програми на екрані з'являється заставка “AQUA- екологія”. Для продовження роботи необхідно натиснути відповідну клавішу.

^ Режим роботи першого рівня: На початку етапу задаються параметри функціонування системи: польова культура для вирощування на полях, кількість добрив та пестицидів, що застосовуються, вид оранки, ширина лісосмуги уздовж ріки. Після введення заданих параметрів можна спостерігати динаміку концентрації кисню, БПК5, атразину, цинебу, метафосу у річковій воді, а також модифікацію рівня води у річці. Час обчислень - один місяць. Після 1-го, 2-го та інш. років на екрані з'являється вікно з інформацією про параметри системи. У випадку потреби ці параметри можна змінювати. Після закінчення 5 років ігрового часу програма надає оцінку діяльності студента.


^ 3.4.1 Управління екосистемою. Робота з програмою складається з послідовності проходження двох рівнів. Рівні, у свою чергу, складаються з етапів.

Задача першого рівня: вирощування сільськогосподарських культур і збереження екосистеми шляхом застосування природоохоронних заходів, а також отримання прибутку не менше 100000 у.о.. При цьому необхідно погасити борг у банку 100000 у.о.. Позика в банку необхідна як стартовий капітал для господарської діяльності, причому грошових коштів достатньо лише на купівлю ділянки землі і вирощування одного виду сільськогосподарської культури.

^ Задача другого рівня: до об'єктів сільськогосподарської діяльності додається тваринницький комплекс і збільшується кількість об'єктів забруднення басейну річки. Тільки при правильному застосуванні природоохоронних заходів і методів очищення з урахуванням вторинних забруднень, користувач може отримати позитивну оцінку.

Кожен етап - керуючий вплив на систему та отримання результатів. Режим роботи: “по рокам” - один етап - один рік.

Під керуючим впливом розуміється:

Вибір сільськогосподарських культур для вирощування на полях, розташованих у проймі ріки;

Вибір кількості добрив та ядохімікатів, що застосовуються;

Вибір заходів щодо збереження чистоти ріки.

Вибір кількості голів худоби для вирощування на фермі (свині чи велика рогата худоба);

Вибір методів очистки стічних вод ферми;

^ 3.4.2 Природоохоронні заходи та їх вартість. Система природоохоронних заходів включає:

Посадку лісосмуги. Вирощування дерев та кущів по берам річки сприяє зменшенню дощового стоку й виносу забруднюючих речовин з полів. Вплив лісосмуги з роками зростає. Посадка лісосмуги завширшки 10 м коштує 1000 у. о.

Оранку. Різні види оранки забезпечують зменшення дощового стоку з полів у різному ступені:

Щільна оранка - на 16% (вартість оранки 100 га - 1000 у. о.);

Безвідвальна оранка - на 45% (вартість - 1700 у. о.);

Відвальна з мікро лиманами - на 53% (вартість - 1900 у. о.);

Відвальна глибиною 22 - 25 см – на 62% (вартість - 2500 у. о.);

Відвальна із глибиною 35 - 37 см - на 77% (вартість - 3000 у. о.).

^ Очистку стічних вод ферми. Для зниження концентрації забруднюючих речовин у стічних водах ферми необхідно застосовувати очистку. Використання очистки різних видів дозволяє зливати у ріку стічні води різного ступеня чистоти:

Механічна очистка дозволяє очистити стічні води до 50% (вартість очистки 1 м3 води - 0.05 у. о);

Біологічна очистка - до 80% (вартість очистки 1 м3 води - 0.38 у. о.);

Біологічна з доочищенням - до 98% (вартість очистки 1 м3 води - 2.00 у. о.).

Застосування штучної аерації. Штучна аерація дозволяє збільшити вміст кисню у воді шляхом напускання повітря у воду крізь аератори. Місце установки аерації можна змінювати за бажанням гравця. При роботі необхідно врахувати, що концентрація кисню у річці залежить від концентрації забруднюючої органічної речовини (чим її більше у річці, тим більше кисню витрачується на розклад цієї речовини) та від температури води (чим вище температура, тим нижче концентрація кисню). Підвищення вмісту кисню у воді на 2 мг/л за допомогою штучної аерації коштує 366 у. о. на місяць.


^ 3.4.3 Одержаний прибуток. Прибуток від проведення господарської діяльності складається з прибутку, отриманого від реалізації умовної продукції промислового підприємства - 12 у. о. За одиницю продукції, тваринницького комплексу (100 x на кількість свиней або 200 x на кількість корів) у. о. у рік, врожаю пшениці - 30 у. о. за центнер, ячменю - 30 у. о., ржи - 28 у. о., кукурудзи - 12 у. о., картоплі - 10 у. о.


3.4.4 Витрати. Витрати складаються з витрат на здійснення природоохоронних заходів (див вище) та витрат на проведення господарської діяльності (купівля та внесення добрив та ядохімікатів). Вартість 1 кг. Метафосу 434 у. о., атразину - 1600 у. о., цинебу - 600 у. о., азотних добрив - 400 у. о., калійних - 400 у. о., фосфорних 400 у. о., 1 т. органічних добрив - 2000 у. о., вапнування ґрунту - 2000 у. о.


^ 3.4.5 Економічні збитки. Економічні збитки залежать від якості води у річці та складаються з витрат, пов'язаних із погіршенням функціонування основних фондів промислового підприємства, додаткових витрат на очистку води для житлового селища, витрат через хвороби населення, витрат закладів охорони здоров'я у зв'язку із хворобами населення, власних витрат населення, пов'язаних із подорожами на відпочинок у інші місця.

^ Режим роботи другого рівня:. Робота аналогічна режиму першого етапу, але до об'єктів сільськогосподарської діяльності додається тваринницький комплекс і збільшується кількість об'єктів забруднення басейну річки.

Для одержання оцінки “відмінно” потрібно отримати прибуток не менш 5 тис. у. о. при нульових економічних збитках. Показати результат викладачу, дістати індивідуальне завдання, виконати його, оформити звіт та захистити його.


^ 3.5 Вміст звіту.

а) Мета роботи;

б) Початкові дані;

в) Опис результатів;

г) Висновки.


3.6 Контрольні запитання і завдання:


3.6.1 Контрольні завдання:

1. Побудувати залежність врожайності обраної культури від кількості добрив.

2. Побудувати залежність врожайності від кількості ядохімікатів, що вносяться.

3. Побудувати залежність економічного прибутку (збитку) від кількості добрив.

4. Побудувати залежність економічного прибутку (збитку) від кількості

ядохімікатів, що вносяться.

5. Побудувати залежність економічного прибутку (збитку) від видів оранки.

6. Побудувати залежність економічного прибутку (збитку) від методів очистки стічних вод підприємства та ферми.


^ 3.6.2 Контрольні запитання.

1. Що таке екосистема?

2. Які методи очистки води Ви знаєте? Дайте їм визначення.

3. Що таке аерація?

4. Що таке вторинне забруднення?


4Лабораторна робота «Проектування полігону по знешкоджуванню та похованню токсичних промислових відходів»


^ 4. 1 Мета роботи


Придбання навиків у самостійному вирішенні інженерної задачі по визначенню класу небезпеки хімічних речовин, а також з вибору засобів переробки відходів виробництв та теоретичним основам проектування полігонів по знешкоджуванню і похованню токсичних промислових відходів.


^ 4.2 Методичні вказівки з організації самостійної роботи студентів


Загальні відомості про проектування полігонів по знешкождуванню та похованню токсичних промислових відходів

Господарська діяльність людства супроводжується утворенням величезної кількості відходів, включаючи і такі небезпечні як токсичні і радіоактивні відходи. Одним з найважливіших аспектів захисту довкілля є захист літосфери від забруднення твердими та рідкими промисловими відходами. Природоохоронні заходи включають в себе комплекс засобів організаційного, технологічного та технічного характеру, спрямованих на зниження кількості відходів шляхом створення маловідходних технологій, часткове використання їх як вторинну сировину, знешкоджування і поховання на спеціальних полігонах, а також рекультивацію земель. [1-3].

Для ліквідації відходів господарської діяльності людини використовуються:

- Полігони для твердих побутових відходів;

- Накопичувачі нетоксичних промислових відходів;

- Полігони по знешкоджуванню і похованню токсичних промислових відходів;

Полігони поховання радіоактивних відходів.

В даних методичних вказівках розглядаються питання проектування полігона по знешкоджуванню і пох
еще рефераты
Еще работы по разное