Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по курсам «Экология», «Экологический менеджмент», «Системы экологического управления» для студентов всех специальностей (стр. 1 из 9)
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования «Алтайский государственный
технический университет им. И.И. Ползунова»
Бийскнй технологический институт (филиал)
Г.В. Давиденко
ЭКОЛОГИЯ
Методические рекомендации
по выполнению лабораторных работ по курсам «Экология»,
«Экологический менеджмент», «Системы экологического управления»
для студентов всех специальностей
Бийск 2006
УДК 502.2
Давиденко, Г.В. Экология: методические рекомендации по выполне-
нию лабораторных работ по курсам «Экология», «Экологический менеджмент», «Системы экологического управления» для студентов всех специальностей / Г.В. Давиденко.
Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск.
Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2006. – 46 с.
Настоящие методические рекомендации представляют собой описание правил проведения лабораторных работ, направленных на закрепление и развитие теоретических знаний в области экологии и природопользования.
Рассмотрены и одобрены на заседании
кафедры «Процессы и аппараты
химической технологии».
Протокол № 3 от 26.04.2005 г.
Рецензент: к.т.н., академик МАНЭБ ФГУП «ФНПЦ «Алтай»
С.Н. Козлов
© БТИ АлтГТУ, 2006
1 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.
ИМИТАЦИОННАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ ИГРА «МАЛАЯ РЕКА»
В компьютерной лабораторной работе «Малая река» задачей обучаемого является получение максимальной прибыли от хозяйственной деятельности антропогенных экосистем, расположенных на берегах естественной экосистемы «Малая река» за пять лет работы. При этом необходимо нанести минимальный ущерб водоему, т.е. подобрать оптимальный вариант функционирования экосистемы, эффективные методы очистки сточных вод за пять лет работы всей экосистемы.
1.1 Цель работы
Приобретение умений, закрепление и развитие теоретических знаний по управлению естественными и искусственными экосистемами.
Формирование представлений об эколого-экономическом ущербе, наносимом хозяйственной деятельностью.
Анализ мониторинговых характеристик экологической системы «Малая река».
1.2 Предмет и содержание работы
1.2.1 Теоретическая часть
Структура экологии: искусственные и естественные экосистемы, биогеоценоз, понятие о токсичности вещества. Экономический механизм природопользования: сущность, содержание, границы применения, субъекты и объекты экономического механизма, финансирование и стимулирование природоохранной деятельности. Система экологического мониторинга. Пути уменьшения попадания загрязнений в гидросферу.
1.2.2 Входные данные экологической системы «Малая река»
Программа «Малая река» моделирует естественные процессы, происходящие в системе (рисунок 1.1):
- участок реки;
- промышленное предприятие;
- животноводческий комплекс;
- сельскохозяйственные угодья;
- жилой поселок;
- передвижная станция контроля качества воды.
 |
Рисунок 1.1 – Общая схема экологической системы «Малая река»
В компьютерную игру вводится адаптация задания применительно к реке Бие и промышленным предприятиям г. Бийска, имеющим сброс сточных вод в р. Бию.
Работа обучаемого с программой состоит из нескольких последовательных туров. В каждом туре студент оказывает управляющее воздействие на систему и получает соответствующие результаты. Программа рассчитана на пять туров – 5 лет. После загрузки программы на экране появится заставка программы «Малая река». Для продолжения работы необходимо нажать «Пробел».
При выборе оптимальных параметров функционирования экологической системы «Малая река» использовать данные таблиц 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 и рисунков 1.1, 1.2.
Таблица 1.1 – Предельно допустимые концентрации веществ (ПДК)
| Вид вещества | ПДК В, мг/л |
| Кислород | более 4 |
| БПК | менее 6 |
| Атразин | более 0,005 |
| Метафос | более 0,02 |
| Цинеб | более 0,03 |
Таблица 1.2 – Мероприятия по охране чистоты реки и их стоимость
| Наименование мероприятия | Единицы измерения | Стоимость мероприятия, руб. |
| Посадка лесополосы шириной | 10 м | 1000 |
| Вспашка: | ||
| - уплотненная | 100 га | 1000 |
| - отвальная с микролиманами | 100 га | 1900 |
| - безотвальная | 100 га | 1700 |
| - отвальная глубиной 22 – 25 см | 100 га | 2500 |
| - отвальная глубиной 35 – 37 см | 100 га | 3000 |
| Очистка сточных вод: | ||
| - механическая | 1 м3 | 0,05 |
| - биологическая | 1 м3 | 0,38 |
| - биологическая с доочисткой | 1 м3 | 2 |
| Искусственная аэрация (повышение содержания кислорода) | на 2 мг/л | 0,366 в месяц |
В начале тура задаются параметры функционирования системы:
- интенсивность работы промышленного предприятия;
- количество голов скота для выращивания на ферме (свиньи или крупный рогатый скот);
- методы очистки сточных вод промышленного предприятия и фермы;
- сельскохозяйственные культуры для выращивания в бассейне реки;
- количество применяемых удобрений и ядохимикатов;
- размещение передвижной станции контроля качества воды;
- мероприятия по охране чистоты реки;
- вид вспашки;
- ширина лесопосадок вдоль реки;
- место искусственной аэрации.
Таблица 1.3 – Прибыль от ведения хозяйственной деятельности
| Источник прибыли | Ед. изм. | Прибыль, руб. |
| Продукция промышленного предприятия | 1 ед. продукции | 12 |
| Продукция животноводческого комплекса | Nc, кол. свиней Nк, кол. коров | 100хNc, в год 200хNк, в год |
| Урожай пшеницы | 1 ц | 30 |
| Урожай ячменя | 1 ц | 30 |
| Урожай ржи | 1 ц | 28 |
| Урожай кукурузы | 1 ц | 12 |
| Урожай картофеля | 1 ц | 10 |
Таблица 1.4 – Затраты на внесение удобрений и ядохимикатов
| Что вносится | Стоимость внесения, руб. |
| Метафос (по 1 кг на 1 га) | 434 |
| Атразин (по 1 кг на 1 га) | 1600 |
| Цинеб (по 1 кг на 1 га) | 600 |
| Азотные удобрения (по 1 кг на 1 га) | 400 |
| Калийные удобрения (по 1 кг на 1 га) | 400 |
| Фосфорные удобрения (по 1 кг на 1 га) | 400 |
| Органические удобрения (по 1 т на 1 га) | 2000 |
| Известь (по 1 т на 1 га) | 2000 |
1.2.3 Описание разделов «Меню»
При выборе параметров функционирования системы можно использовать «Меню» программы.
Пункт меню «ПОМОЩЬ» содержит следующие подменю:
- «ПРАВИЛА» – правила работы с программой (на экран выдается информация о моделируемой экологической системе, о цели игры, о возможных управляющих воздействиях на систему, о стоимости при-родоохранных мероприятий и т.д.);
- «СХЕМА» – схема взаимодействия блоков системы (т.е. графическое изображение связей, моделируемых в программе);
- «ПРИРОДООХРАННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ» – информация о при-родоохранных мероприятиях, моделируемых в программе (т.е. информация об эффективности разных методов очистки сточных вод, о влиянии разных видов вспашек на уменьшение дождевого стока, о влиянии лесополосы и искусственной аэрации);
- «ТЕКУЩАЯ ОЦЕНКА» дает оценку деятельности обучаемого по турам (дается сообщение о полученной прибыли и экономическом ущербе за прошедшие туры работы с программой);
- «УПРАВЛЕНИЕ» задает параметры функционирования системы, перечисленные в пункте 1.2.2.
- «СЧЕТ» содержит информацию о концентрации загрязнителей в водоеме по месяцам в течение года. При этом предлагается выбрать расположение передвижной станции контроля качества воды.
После задания параметров на экране можно наблюдать динамику концентраций кислорода – БПК (биологического потребления кислорода), атразина, цинеба, метафоса в речной воде и изменение уровня воды в реке. Шаг вычислений – один месяц. Можно посмотреть динамику концентраций веществ после дождя в течение 72 часов, а также изменение концентраций веществ не только в месте нахождения передвижной станции контроля качества воды, но и вдоль реки в выбранном месяце (клавиши F8 и F9 соответственно). После окончания 5 лет игрового времени программа дает оценку деятельности обучаемого.
1.2.4 Описание элементов системы