Дослідження соціоекологічної системи свинокомплексу в Баштанському районі
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
? чітко зображена в Додатку 3.
Продуктивність системи визначається кількістю певної продукції, яку виробляє система. Характеризується абсолютною кількістю продукції, виробленої за певний час, чи її значенням, віднесеним до характерного показника системи. Продуктивність системи не постійна і міняється в залежності від зовнішнього впливу і стану системи[4]. В екологічній системі свинокомплексу це кількість мяса за рік, але в даному випадку це нас найменше цікавить, тому продуктивністю комплексу буде кількість відходів, які утворюються.
Емерджентність системи вказує на здатність отримувати (формувати) нові властивості, яких не було у складових підсистем. Тобто, будь-яка система має дві групи властивостей спадкові, які перейшли від складових підсистем і емерджентні (власні)[4]. Наприклад, комплекс штучна система, яка складається з декількох підсистем (гноєзбірника, інфраструктура комплексу тощо) має 7 головних властивостей, з яких 2 відсутні у підсистемах (енергозабезпеченість, саморегульованість) і є емерджентними. До спадкових відносяться: продуктивність (як кількість виробляємих відходів), ієрархічність (як взаємозалежність всіх складових).
Енергозабезпеченість це властивість екологічної системи сприймати, преробляти, засвоювати та транспортувати зовнішню енергію, а також віддавати її за межі системи[4]. Наприклад, рідкі відходи можна завдяки процесам бродіння перетворити на біогаз, який можна використовувати як паливо, або як тепло для опалення приміщень комплексу в холодний період року, або взяти більш глобально на опалення навколишніх населених пунктів.
Саморегульованість екологічної системи полягає в її здатності пристосовуватися до змін навколишнього середовища в певних межах, зберігати структуру й функціональні властивості, тобто життєдіяльність в умовах довкілля, чинити опір зовнішньому впливові[4]. В екологічній системі свинокомплексу створюються всі умови для того,щоб він існував. Але ці умови створюються штучно, тому що підводяться штучні підсистеми. Це і газо-, і водо-, і еклектрозабезпеченість, тобто ті ресурси, яких не має у комплекса.
Екологічні характеристики
Всі складові екосистеми взаємоповязані і взаємовпливові. Тому кожна повинна розглядатися в двох аспектах як обєкт впливу і як джерело впливу одночасно. Як обєкт впливу будь-яка складова екосистеми відчуває дію інших складових через внутрішні звязки і дію позасистемних компонентів середовища через зовнішні звязки. Джерела впливу дії по відношенню до обєкта постають як фактори по лініях звязків. обєкт не залишається байдужим до дії довкілля показники його властивостей і якості міняються відповідно до кількісних змін діючих факторів[4].
Екологічні характеристики математичні залежності властивостей чи показників складових системи від діючих факторів3.
Спробуємо охарактеризувати споживання води комплексом і порівняти отримані результати з споживанням цих ресурсів м. Баштанки (див. розділ 6. Чисельні рішення). Це допоможе створити уявлення, який вплив має свинокомплекс і яке навантаження на інфраструктуру міста, адже він не має власних ресурсів і споживає чужі, тобто міста.
Під час зберігання гною в ньому за участю мікроорганізмів відбуваються процеси розпаду виділень тварин з утворенням більш простих мінеральних зєднань. Аміачний азот втрачається під час зберігання гною при розкладанні сечі[6].
Під впливом фермента уреази, який виділяється уробактеріями, сечовина перетворюється в карбонат амонію:
СО(NН2)2 + 2Н2О = (NН4)2СО3.
Карбонат амонію розкладається на аміак, вуглекислий газ і воду за рівнянням реакції:
(NН4)2СО3 = 2NН3 + СО2 + Н2О[7].
За цим рівнянням реакції можна знайти скільки виділяється утворених речовин (аміаку, вуглекислого газу і води) на 1 кг сечовини (розрахунки див. розділ 6. Чисельні рішення).
Гіпюрова кислота, що міститься в гної, розкладається на бензойну та амінооцтову кислоти[7]:
С6Н5СОNНСН2СООН + Н2О > С6Н5СООН + СН2NН2СООН[6].
В свою чергу, амінооцтова кислота розкладається на оцтову або оксіоцтову кислоту й аміак[7]:
СН2NН2СООН + Н2О > СН2ОНСООН + NН3[6].
Сечова кислота через ряд проміжних продуктів розкладається на вуглекислий газ, гліоксилову кислоту, воду та аміак. Газоподібний аміак звітрюється[7]:
С5Н4N4О3 + С2О2 + Н2О > С4Н6N4О3 + СО2;
гліоксилдіуреїд
С4Н6N4О3 + 2Н2О > 2СО(NН2)2 + НСОСООН.
гліоксилова кислота
Таким чином, всі азотисті зєднання, що входять в склад гною, можуть розкладатися до вільного аміаку. Це головне джерело втрати азоту в гної, особливо при неправильному його зберіганні[6].
Також можна зробити розрахунки по продуктивності свиней і їх викидам, тобто чи залежить кількість свиней від їх викидів у атмосферу. Для цього потрібно розрахувати скільки 1 тварина виділяє відходів на добу і на рік. Потім вже буде відома загальна кількість утворених відходів. Це дасть можливість уявити приблизно, яке буде відбуватися забруднення (див. розділ 6. Чисельні рішення).
Чисельні рішення
За добу комплекс споживає 220 м води[5], м. Баштанка 7100 м/добу, тобто свинокомплекс витрачає 10 % води від загальної кількості споживання самого міста. Це означає, що таке споживання прирівнюється до великого міста.
За формулою хімічної реакції
(NН4)2СО3 = 2NН3 + СО2 + Н2О[7]
можна розрахувати, що
М ((NН4)2СО3) = 36 +60 = 96 г;
М (2NН3) = 2 17 = 34 г;