ЛБ экология / л.р. №4 Шатихина

27

Лабораторная работа № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЕКИ ПРИ СБРОСЕ СТОКОВ

Цель работы

Выбор оптимальных параметров функционирования системы, состоящей из участка реки, промышленного предприятия, животноводческого комплекса, сельскохозяйственных угодий, жилого поселка, передвижной станции контроля качества воды, для достижения максимальной прибыли в хозяйственной деятельности в бассейне реки с учетом затрат при обеспечении концентрации загрязняющих веществ в реке ниже или равными ПДК.

Описание элементов системы

Рассматриваемый участок реки L = 8 640 м, шириной 10 м, глубиной 3 м, при скорости течения 0,1 м/с. На берегу реки на расстоянии 1 500 м от начала участка расположено промышленное предприятие, сбрасывающее сточные воды, загрязненные органическими примесями с концентрацией БПК₅ = 2 000 мг/л.

На расстоянии 5400 м от начала участка реки на ее берегу расположен животноводческий комплекс, выращивающий свиней или крупный рогатый скот. При этом на каждую свинью образуется 4,5 л/сут навозной жижи с БПК₅ = 600 мг/л, а на корову – 14 л/сут с БПК₅ = 8000 мг/л.

На сельскохозяйственных угодьях выращивают пшеницу, рожь, ячмень, кукурузу, картофель, для повышения урожайности которых могут быть внесены азотные, калийные, фосфатные и органические удобрения, проведено известкование почвы, применяются ядохимикаты: метафос (для борьбы с вредными насекомыми), цинеб (с болезнями растений), атразин (с сорняками).

Жилой поселок забирает воду для хозяйственно-питьевых нужд, проводя ее предварительную очистку. При этом ПДКо₂ ≥ 4мг/л; ПДК_БЛК ≤ 6 мг/л; ПДК_{атразит} ≤ 0,005 мг/л; ПДК_{метафос} ≤ 0,02 мг/л; ПДК_цинеб ≤ 0,03 мг/л.

Передвижная станция контроля качества воды анализирует содержание в воде выше указанных веществ в любом выбранном месте участка реки.

Мероприятия по охране чистоты реки

1 Выращивание древесной и кустарниковой растительности (лесополосы) по берегам реки.

2 Для уменьшения дождевого стока проводится вспашка. При этом уплотненная вспашка уменьшает этот сток на 16 %, а отвальная – на 63 %, безотвальная – на 45 %. Самый дорогой вид вспашки – отвальная глубиной 35–37 см, самый дешевый – уплотненная.

3 Для снижения концентрации загрязняющих веществ в сточных водах необходимо применять очистку; эффективность механической очистки 50 %, биологической – 80 %, биологической с доочисткой – 98 %, при соответствующем возрастании стоимости очистки 1 м³ сточных вод.

4 Проведение искусственной аэрации позволяет увеличить содержание кислорода в воде путем нагнетания воздуха в воду через аэраторы.

Экономические показатели

Введение хозяйственной деятельности позволяет получить прибыль от реализации продукции предприятия, животноводческого комплекса, урожая зерновых и картофеля.

При этом имеют место затраты на проведение природоохранных мероприятий, внесение удобрений и ядохимикатов.

Экономический ущерб зависит от качества воды в реке и складывается из потерь, связанных с ухудшением функционирования основных фондов промпредприятия, затрат на очистку воды для жилого поселка, потерь из-за заболеваемости населения, затрат в этой связи учреждений здравоохранения и собственных затрат населения.

Порядок работы с программой

1 После появления на экране заставки программы «МАЛАЯ РЕКА» необходимо нажать пробел и ввести исходные данные:

- интенсивность работы предприятия (0-150);

- поголовье скота для выращивания на ферме:

свиней (0÷2000голов), коров (0÷1000);

- полевые культуры:

пшеница;

рожь;

ячмень;

кукуруза;

картофель;

- применяемые удобрения и пестициды:

азотные;

калийные;

фосфорные;

органические;

метафос;

цинеб;

атрозин;

- метод очистки сточных вод промпредприятия и фермы:

механическая;

биологическая;

биологическая с доочисткой;

- размещение передвижной станции контроля качества воды;

- выбор мероприятий по охране чистоты реки:

лесополоса;

вспашка;

искусственная аэрация.

Исходные данные занести в отчет по лабораторным работам.

2 После задания параметров на экране можно наблюдать динамику концентраций кислорода, БПК₅, атразина, цинеба, метафоса в речной воде. Шаг вычислений – 1 месяц.

С помощью клавиш F8 и F9 можно посмотреть динамику концентраций веществ после дождя в течение 72 часов (F8), а также изменение концентраций веществ вдоль реки в выбранном месяце.

3 Для выяснения эффективности природоохранных мероприятий необходимо каждый год (тур) задавать разные природоохранные воздействия, оставляя без изменения другие управляющие воздействия:

I год – без очистки;

II год – механическая очистка;

III год – биологическая очистка;

IV год – биологическая с доочисткой.

При этом наблюдать изменения концентраций веществ в реке и экономические характеристики.

Данные внести в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Год	Вид очистки сточных вод	месяц года	концентрации, доли ПДК					Прибыль
			О2	БПК5	атразин	цинеб	мета- фос	ущерб
I	без очистки
II	механическая
III	биологическая
IV	биологическая с доочисткой

4 Сделать вывод о целесообразности природоохранных мероприятий.

Контрольные вопросы

1 Укажите размерность ПДК для воды.

2 Что такое БПК? Назовите его разновидности, укажите размерность.

3 Напишите формулу для расчета платы за загрязнение водных бассейнов, укажите смысл входящих в неё символов.

4 Что такое ПДС? Разъясните смысл этого понятия.