Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по курсам «Экология», «Экологический менеджмент», «Системы экологического управления» для студентов всех специальностей (стр. 2 из 9)

Участок реки длиной 8640 м, шириной 10 м, глубиной 3 м, средней скоростью течения 6 м/мин.

Промышленное предприятие расположено на берегу реки на расстоянии 1800 м от начала участка. Интенсивность работы предприятия может меняться от 0 до 150 ед. продукции в сутки. Производство 1 ед. продукции дает 0,1 м³ стоков с концентрацией органического загрязняющего вещества (по БПК) 2000 мг/л.

Животноводческий комплекс расположен на берегу реки на расстоянии 5400 м от начала участка. На комплексе можно выращивать свиней (в количестве от 0 до 2000 голов) или крупный рогатый скот (в количестве от 0 до 1000 голов). В сутки в расчете на одну свинью образуется 4,5 л навозной жижи с содержанием БПК 6000 мг/л, в расчете на одну корову – 14 л с содержанием БПК 8000 мг/л.

Сельскохозяйственные угодья, на которых можно выращивать пшеницу, рожь, ячмень, кукурузу или картофель. Для повышения урожайности можно вносить азотные удобрения (не более 50 кг/га), калийные удобрения (не более 50 кг/га), фосфорные удобрения (не более 50 кг/га), органические удобрения (не более 20 т/га), известь (не более 2 т/га), применять ядохимикаты (метафос для борьбы с вредными насекомыми, цинеб для борьбы с болезнями растений, атразин для борьбы с сорняками).

Жилой поселок, забирающий воду реки для своих нужд. Качество воды регламентируется предельно допустимыми концентрациями: БПК, атразин, метафос, цинеб, содержанием кислорода в воде.

Передвижная станция контроля качества воды анализирует со-держание кислорода, БПК, атразина, метафоса, цинеба в воде в любом выбранном месте участка реки.

Рисунок 2.2 – Природоохранные мероприятия

Рисунок 1.2 – Природоохранные мероприятия

1.3 Оборудование, технические средства

Компьютер и специальное программное обеспечение (имитационная программа «Малая река»).

1.4 Последовательность выполнения работы

Лабораторная работа в виде имитационной компьютерной игры выполняется группой студентов в составе не более 2 – 3 человек. На выполнение работы отводится 4 часа, в том числе: 1 час – подготовка к работе и входной контроль, 2 часа – выполнение работы, 1 час – итоговый тестовый опрос и обсуждение результатов. Перед началом лабораторной работы студенты должны изучить и усвоить:

- теоретический материал темы;

- цель работы;

- элементы экологической системы;

- методику проведения имитационной программы «Малая река»;

- правила и порядок оформления отчетов.

1.4.1 Вопросы для входного контроля

1. Понятие о техногенной экологической системе.

2. Антропогенные факторы, воздействующие на заданную искусственную экологическую систему.

3. Какие предельно допустимые концентрации (ПДК) устанавливаются для водоемов?

4. Понятие о ПДК (предельно допустимых концентрациях).

5. Понятие о лимитирующем показателе вредности. Что вы можете рассказать о лимитирующих показателях вредности для водоема?

6. От чего зависит эколого-экономический ущерб? Основные виды и составляющие экологического ущерба (социальный, эстетический, экономический и др.).

7. Как загрязняющие вещества попадают в поверхностные водоемы? Каковы экологические последствия?

8. Основные загрязнители водоемов.

9. Какими способами в современных условиях повышают заинтересованность природопользователя в сохранении ресурсов и их рациональном использовании?

1.5 Примеры возможных вариантов функционирования

системы

Если попытаться получить максимальную прибыль, мало заботясь о чистоте воды (экономя на этом), используем следующие параметры:

- интенсивность работы промышленного предприятия – 150;

- очистка сточных вод предприятия – механическая;

- поголовье скота – 2000 свиней;

- очистка сточных вод фермы – механическая;

- сельскохозяйственная культура – картофель;

- удобрения (азотные – 50 кг/га, фосфорные – 45 кг/га, калийные – 45 кг/га, органические – 10 т/га, известкование – 1 т/га);

- пестициды (метафос – 30 кг/га, цинеб – 3 кг/га, атразин – 6 кг/га);

- вспашка – уплотненная;

- лесополоса шириной 30 м.

Получаемый результат за первый год:

прибыль – 1442 тыс. руб;

затраты – 123 тыс. руб;

экономический ущерб – 400.8 тыс. руб.

Слишком большой экономический ущерб говорит о том, что необходимо больше внимания уделять природоохранным мероприятиям. Необходимо улучшить очистку сточных вод, применять меньшее количество удобрений и пестицидов. Если на природоохранные мероприятия затратить средств немного больше, то можно достичь нулевого экономического ущерба. Примером служат другие параметры:

- интенсивность работы промышленного предприятия – 150;

- очистка сточных вод предприятия – биологическая;

- поголовье скота – 2000 свиней;

- очистка сточных вод фермы – биологическая с доочисткой;

- сельскохозяйственная культура – пшеница;

- пестициды (метафос – 15 кг/га, цинеб – 2 кг/га, атразин – 3 кг/га);

- удобрения (азотные – 20 кг/га, фосфорные – 25 кг/га, калийные – 20 кг/га, органические – 5 т/га, известкование – 1 т/га);

- вспашка – глубиной 35…37 см;

- лесополоса шириной 30 м.

Результат за первый год:

прибыль – 1096,4 тыс. руб;

затраты – 185,9 тыс. руб;

экономический ущерб – 0 тыс. руб.

Итог говорит о том, что управление системой ведется правильно. Получена высокая прибыль, и обеспечена чистота воды в реке.

1.6 Отчет о выполненной работе

Отчет о выполненной работе должен содержать:

а) краткую теоретическую часть;

б) цель работы;

в) схему экологической системы «Малая река»;

г) перечень выбираемых параметров функционирования системы;

д) отчетную таблицу (таблица 1.5);

е) выводы.

1.6.1 Оценка действий обучаемого

По окончании пяти лет игрового времени программа подводит итог деятельности обучаемого по полученной прибыли и нанесенному экономическому ущербу.

Оценка «отлично» выставляется обучаемому, если он получит прибыль не менее 5 млн. руб. и нулевой экономический ущерб.

При худших показателях оценка соответственно снижается.

Итоговая оценка по лабораторной работе составляет 6 баллов.

Таблица 1.5 – Результаты эколого-экономической деятельности

Параметры и показатели		Первый год	Второй год	Третий год	Четвертый год	Пятый год
Интенсивность работы предприятия
Очистка сточных вод предприятия
Поголовье скота
Очистка сточных вод фермы
С/х культура
Удобрения	азотные
	фосфорные
	калийные
	органика
	известь
Пести-циды	метафос
	цинеб
	атразин
Вспашка
Лесополоса
Прибыль
Затраты
Экономический ущерб

1.7 Термины и определения

Адаптация (приспособление) – соответствие между условиями окружающей среды и способностью организмов процветать в ней.

Антропогенные факторы – факторы, обязанные своим происхождением деятельности человека.

Аэрация – естественное или искусственное поступление атмосферного воздуха в какую-либо среду (воду, почву и пр.). Может производиться при помощи технических средств.

Буферная емкость экосистемы – способность экосистемы противостоять загрязнению. Буферная емкость природных вод – способность воды к самоочищению от антропогенных загрязнителей.

Гербициды – химические вещества, предназначенные для избирательного уничтожения нежелательной, главным образом сорной, растительности (атразин, цинеб, метафос). Попадая в водоемы, оказывают токсичное действие и могут вызвать гибель живых организмов.

Живучесть экосистемы – способность экосистемы выдерживать нарушение баланса экологических компонентов или интенсивные антропогенные нагрузки без развития в них процессов деградации и распада.

Искусственные экосистемы – созданные человеком малые замкнутые экосистемы, позволяющие смоделировать некоторые процессы.

Мониторинг (напоминающий, надзирающий) – комплексная система наблюдений, оценки и прогноза изменения состояния окружающей природной среды под влиянием антропогенных факторов.

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в водоемах – содержание загрязняющих компонентов, при увеличении которого вода становится непригодной для водопользования или отрицательно влияет на жизнедеятельность гидробионтов.

Сточные воды – воды, загрязненные различными органическими и неорганическими веществами.

2 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.

«ОЗЕРО»

Лабораторная работа предусматривает управление естественной экосистемой «Озеро», на берегах которого расположены предприятия, осуществляющие антропогенное воздействие на данную экологическую систему (сброс в водоем сточных вод и водозабор). Задача обучаемого (студента) – осуществлять контрольно-диспетчерскую деятельность до конца игры и при разумной экономии средств сохранять нормальный водный баланс у водоема.

2.1 Цели работы

Закрепление, углубление и расширение знаний студентов в области экономного использования природных ресурсов в процессе управления естественными и искусственными экосистемами.

Овладение практическими приёмами и современными методами контроля по эксплуатации экосистемы «Озеро» и анализу циклических закономерностей существования экосистем.

Приобретение умений и навыков использования технических средств при оптимальном планировании нескольких взаимосвязанных параметров управления в условиях ограничения суммарной стоимости расходов.