Экология и математика реферат
Обновлено: 05.07.2024
Глава 1. Основные экологические проблемы 5- 9стр.
1.1.Чистый воздух – залог здоровья 5 стр.
1.2. Вода – основа жизни 6 стр.
1.3. Лес – лёгкие планеты 7 стр.
Глава 2 . Мусор в математических расчетах. 10-13 стр.
2.1.Из истории 10 стр.
2.2. К сведению… 10-11стр.
2.3. Определение количества мусора 11- 13 стр.
Глава 3 . Пути решения мусорной проблемы 14-16 стр.
3.1 Опыт других стран по решению проблемы мусора. 14 стр.
3.2 Анкетирование учащихся по вопросам проблемы мусора 15-16 стр.
Глава 4. Экологические задачи на уроках математики 17-20 стр.
Заключение 21-22 стр.
Список литературы 23 стр.
Приложение 24- 28 стр.
Для жизни человеку нужны чистый воздух, качественная вода, незараженная почва, но с развитием цивилизации вредное воздействие людей на природу становится угрожающим для нее. Во всём мире растёт понимание того, что, разрушая природные системы Земли, человечество уничтожает своё будущее. Однако без изменения сознания человека все планы спасения природной среды останутся лишь благими пожеланиями. Школьники имеют слабое представление об экологическом состоянии окружающей среды, но каждому грамотному человеку необходимо знать, в каких экологических условиях он учится, работает, живёт и отдыхает. Поэтому, я считаю, одной из важных задач в школе является формирование экологического сознания. Это не только любовь и бережное отношение ко всему живому, но и чувство личной ответственности за то, что происходит вокруг, потребность действовать.
Необходимо проверить сможет ли математика прийти на помощь по этим вопросам.
Может ли математика помочь в решении экологических проблем?
Проблема мусора в последние годы выдвинулась среди прочих экологических проблем на первое место и по стране шагает мусорная реформа.
Ежегодно каждый человек в развитом государстве выбрасывает 100кг мусора. На каждого жителя Российского города ежегодно приходится 100-400кг мусора.
Около 3,5млрд. т мусора ежегодно образуется в России, отметил в своем выступлении президент Путин В.В.
Меня взволновала проблема загрязнения окружающей среды мусором.
А сколько мусора у нас в стране, районе, поселке, в семье?
Что можно сделать для сокращения мусора?
Как нам в этом может помочь математика?
Проблема, которую я выдвинула:
Может ли математика помочь в решении вопросов в борьбе с мусором?
Изучение проблемы мусора, математические расчеты, владение информацией о способах, количестве загрязнений окружающей среды, поможет нам обратить внимание населения поселка, наших одноклассников, учеников школы на сокращение мусора в нашем доме, поселке, стране.
Показать глобальность проблемы загрязнения мусором;
Использовать математику – как науку, тесно связанную с экологией, позволяющую дать количественную оценку состояния окружающей среды;
Через математику и экологию формировать позитивное отношение к окружающей среде.
3.Разработать листовки, содержащие материал по вопросам проблемы загрязнения окружающей среды мусором.
4.Разработать ряд математических задач экологической направленности.
5.Разработать рекомендации по борьбе с мусором, сохранению окружающей среды.
6.Развивать вычислительные навыки.
Актуальность и практическая значимость
Социальная – повышение экологической культуры учащихся школы, населения поселка, формировать позитивное отношение к окружающей среде.
Практическая - материалы проекта могут использоваться при проведении уроков по математике, экологии, географии , при проведении предметных недель, акций.
Экономическая – уменьшение выбрасываемого мусора и как следствие уменьшение расходов на его вывоз.
В ходе реализации проекта использовались следующие методы :
изучение литературы и интернет источников о состоянии загрязнения планеты и окружающей среды России мусором;
социологический опрос учащихся классов, статистическая обработка полученных данных и их анализ;
изучение и расчеты различных данных, обработка и анализ результатов;
разработка листовок, рекомендаций.
Глава 1.Основные экологические проблемы
Выделяются следующие основные признаки грозной беды:
1) вырубка лесов; 2) загрязнение воды; 3) загрязнение воздуха;
4) накопление мусора; 5) отравление почвы.
Математика создаёт условия для развития умения давать количественную оценку состоянию природных объектов и явлений, положительных и отрицательных последствий деятельности человека в природном и социальном окружении.
1.1.Чистый воздух – залог здоровья
В нашем экологически чистом районе автомобильный транспорт – один из основных загрязнителей окружающей среды.
Автомобиль – не роскошь, а средство передвижения. Это известно всем. Но то, что машина из блага цивилизации может превратиться в её бич, человечество стало понимать сравнительно недавно.
Чем больше машин выходит на улицы, тем труднее жителям мирно сосуществовать с их стальным гудящим и чадящим потоком. К настоящему времени мировой парк автомобилей составляет 600 млн. самых различных машин, в том числе 400 млн. легковых. Автомобильный транспорт воздействует на природу двумя путями. С одной стороны, автотранспорт потребляет природные ресурсы и пользуется природной средой, а с другой – загрязняет.
Двигаясь со скоростью 80-90 км/час, автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек при дыхании. Но дело не только в углекислоте. Специалисты установили, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы 4 т кислорода, выбрасывая с отработанными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Если помножить эти цифры на 600 млн. единиц, можно представить степень угрозы, таящейся в чрезмерной автомобилизации.
1.2. Вода – основа жизни.
В мире в наши дни одна из самых острых проблем – нехватка чистой воды. Все мы используем воду, поэтому на нас лежит и ответственность за её охрану от загрязнения и экономию. Морями и океанами покрыто около 70% земной поверхности, а на пресную воду приходится всего 2% от всего объёма водных запасов планеты.
А сколько же нужно человеку воды каждый день? В бытовых целях вода расходуется для питья, приготовления пищи, стирки, мытья, смыва нечистот в канализацию и поливки садов и огорода. В среднем каждый житель расходует до 200 л ежедневно.
Качественно чистой воды на Земле не хватает.
Что мы выпиваем вместе с водой?
Задумывались ли вы о том, какую воду вы пьете?
Если задумывались, то вы могли прийти только к одному выводу, что чистая вода – залог здоровья, а если не задумывались, то все последующие данные могут быть для вас интересны и полезны.
ЧТО ПОПАДЕТ В ОРГАНИЗМ С ВОДОЙ ЗА 25 ЛЕТ?
109 кг хлора (два мешка хлорки)
Хлорированная вода плохо влияет на пищевод и желудок.
Вызывает кожные раздражения, аллергии,
способствует обострению астматических заболеваний.
25 кг нитратов (мешок)
Поражается дыхательная система и сердце
500 г алюминия (5 алюминиевых кружек)
Алюминий накапливается в печени.
А также в жизненно важных областях головного мозга,
приводя к тяжелым расстройствам центральной нервной системы.
3 кг железа (гантель)
Переизбыток железа в организме сажает почки.
Высокое содержание железа ухудшает вкус питьевой воды
и придает ей мутный бурый цвет.
1 литр бензина (нефтепродуктов)
Под влиянием нефтепродуктов разрушается печень.
Правда, интересные факты?
Выпивая стакан бесцветной, прозрачной жидкости, мы очень часто даже не подозреваем, что мы пьём на самом деле. Вода - это вещество, которое несёт жизнь и здоровье. Но это только в том случае, если мы действительно пьем чистую воду.
Представьте, если каждый человек сэкономит в день хотя бы 1 л воды, а в мире проживает около 6,8 млрд. человек, значит экономия в день 6800000000 л воды по всему миру.
Если семья сэкономит хотя бы 20 процентов водопроводной воды от того объёма, которым обычно пользуется, то за год такое количество воды может образовать озеро диаметром 200 м и глубиной 2 метра.
1.3. Лес – лёгкие планеты.
Ещё одна большая проблема – это исчезновение лесов с поверхности нашей планеты.
Лес -это не только украшение земли. Это ценнейшее сокровище нашей природы. Лес необходим для строительства сёл и городов, фабрик и заводов, гидроэлектростанций. Производство бумаги и киноплёнки, искусственного волокна и мебели, музыкальных инструментов и спортивного инвентаря не может обойтись без древесины. Древесина служит сырьём для получения массы ценных химических продуктов: спирта, кислот, канифоли. Высококачественный русский лес охотно покупают многие страны. В настоящее время общая площадь лесов на планете составляет 42 миллиона квадратных километров, из них 45% - леса России.
В нашем районе экологическая проблема - это вырубка лесов. А в последние годы площади вырубленных и сгоревших лесов в 7 раз превышают площади территорий, где посадили новые деревья.
Каждый год вырубается примерно 400 тыс. кв.км леса. 125 миллионов деревьев вырубается только для производства бумаги. Что мы сможем сделать, чтобы сохранить наши леса? Надо быть на своей земле разумным хозяином.
Мы школьники , конечно не сможем остановить вырубку лесов , а вот рачительно расходовать бумагу и бережно относится к книгам и любой печатной продукции, не менять учебники каждые три года; собирать и сдавать макулатуру для вторичной переработки это в наших силах. Ребята всей школы принимали активное участие в сборе макулатуры и общими усилиями мы собрали более 720 кг макулатуры.
По подсчётам экспертов, переработка одной тонны макулатуры не только спасает 10 деревьев, но и экономит 230 кубов воды, 1500 кВт электроэнергии, ионизированный кислород, достаточный для 30 человек, а также предотвращает выброс 1700 кг углекислого газа. Значит, с начала работы станции по переработке одной только бумаги было спасено 6750 взрослых сосен, сэкономлено 155 тысяч кубометров воды или 155 триллионов литров, миллион кВт электроэнергии, не сожжён кислород, достаточный для 20 тысяч человек, и предотвращён выброс 1150 тонн углекислого газа.
1.4.Почва – наше богатство.
Почву часто называют главным богатством любого государства в мире, поскольку на ней и в ней производится около 90% продуктов питания человечества. Деградация почв сопровождается неурожаями и голодом, приводит к бедности государств, а гибель почв может вызвать гибель всего человечества.
В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. Но нередко в нарушении равновесного состояния почвы повинен человек. В результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже её уничтожение.
Накопление мусора, отравление почвы – экологическая проблема. Ежегодно каждый человек в развитом государстве выбрасывает 100 кг мусора. На каждого жителя Российского города ежегодно приходится 100-400 кг мусора. Около 3,5 млрд. т мусора ежегодно образуется в России, отметил в своём выступлении президент Путин В.В. ( от 10 апреля 2013 г.)
Специалисты подсчитали, что если мусор не уничтожить, то через 10-15 лет он покроет нашу планету слоем толщиной 5 м.
Накопление мусора, отравление почвы – одной из серьёзнейших глобальных экологических проблем современности.
Экология - развивающаяся междисциплинарная область знаний, включающую представления практически всех наук о взаимодействиях живых организмов, включая человека, с окружающей средой. До середины 20 века экология представляла собой одну из биологических дисциплин, а именно, науку о взаимодействии организмов с окружающей средой. Современная экология наряду с этим включает в себя науку и практические методы контроля за состоянием окружающей среды - мониторинг, охрану окружающей среды, учение о биогеоценозах и аторопологических воздействиях на природные экосистемы, эколого-экономические и эколого-социальные аспекты. Все это опред
Содержание
Введение………………………………………………………. …3
1. Системный анализ и математические методы в экологии..…5
2. Математическое моделирование в экологии…..…………. 10
3. Математические методы экологии ……………. …..…….14
4. Системный подход моделирования в экологии……………..17
5. Главные проблемы и экологии……….……….……………. 19
5.1. Задача №1………………………………………….……24
5.2. Задача №2…………………………………………….…25
5.3. Задача №3……………………………………………….26
Заключение………………………………………………………. …27
Литература……………………………………………….…………. 28
Вложенные файлы: 1 файл
курсовая мат мет.doc
- Системный анализ и математические методы в экологии..…5
- Математическое моделирование в экологии…..…………. 10
- Математические методы экологии ……………. …..…….14
- Системный подход моделирования в экологии……………..17
- Главные проблемы и экологии……….……….……………. 19
- Задача №1………………………………………….……24
- Задача №2…………………………………………….…25
- Задача №3……………………………………………….26
Экология - развивающаяся междисциплинарная область знаний, включающую представления практически всех наук о взаимодействиях живых организмов, включая человека, с окружающей средой. До середины 20 века экология представляла собой одну из биологических дисциплин, а именно, науку о взаимодействии организмов с окружающей средой. Современная экология наряду с этим включает в себя науку и практические методы контроля за состоянием окружающей среды - мониторинг, охрану окружающей среды, учение о биогеоценозах и аторопологических воздействиях на природные экосистемы, эколого-экономические и эколого-социальные аспекты. Все это определяет и предмет математической экологии, объединяющей математически модели и методы, используемые при решении проблем экологии. Фундаментом математической экологии является математическая теория динамики популяций, в которой фундаментальные биологические представления о динамике численности видов животных, растений, микроорганизмов и их взаимодействии формализованы в виде математических структур, в первую очередь, систем дифференциальных, интегро-дифференциальных и разностных уравнений. Любая экосистема состоит из нелинейно взаимодействующих подсистем, которые можно упорядочить в некоторую иерархическую структуру. По мере объединения компонентов, или подмножеств, в более крупные функциональные единицы, у этих новых единиц возникают свойства, отсутствующие у составляющих ее компонентов. Такие качественно новые "эмерджентные" свойства экологического уровня или экологической единицы не являются простой суммой свойств компонентов. Следствием является невозможность изучения динамики сложных экосистем путем их иерархического расчленения на подсистемы и последующего изолированного изучения этих подсистем, поскольку при этом неизбежно утрачиваются свойства, определяемые целостностью изучаемой системы.
1. Системный анализ и математические методы в экологии
Использование математических и информационных методов в экологии является непременным условием грамотного построения исследований и обработки информации на любом уровне иерархии живых систем. Системный подход к решению проблем природопользования необходим, чтобы математические модели с наибольшим эффектом могли объяснять экологические процессы, происходящие в окружающей среде. Математическое моделирование — один из основных инструментов системного анализа, однако концепция системного анализа представляет собой не простую совокупность математических методов и моделей. Это широкая стратегия научного поиска, которая использует математический аппарат и математические концепции.
Под системным анализом понимают упорядоченную и логическую организацию данных и информации в виде математических моделей. Организация данных и информации сопровождается строгой проверкой и анализом самих моделей. Проверка и анализ моделей в совокупности с экспериментом и наблюдениями необходимы для их верификации и последующего улучшения.
Известный английский эколог Дж. Джефферс при использовании системного анализа в решении практических задач экологии выделяет семь этапов. Эти этапы и их взаимосвязь схематически представлены на рис. 1.
Рис.1. Этапы системного анализа и их взаимосвязь
Особый вклад системного анализа в решение различных проблем обусловлен тем, что он позволяет выявить те факторы и взаимосвязи, которые в дальнейшем могут оказаться весьма существенными. Системный анализ даёт возможность включить эти факторы в рассмотрение, видоизменяя эксперимент и методику наблюдений.
Из представленной описательной части систем легко выводятся основные принципы системологии:
Научные Школы по математическим моделям в экологии были организованы в России еще в 60-х годах. Затем была серия Школ в Пущено (Молчанов И.М.), пос. Дюрсо Краснодарского края (Горстко Е.Б., Домбровский Ю.А.), несколько Школ в Чите (Мазалов В.В.) и Новосибирске. В 1985 г. В Петрозаводске также с успехом прошла Школа экогеоценологии, которая собрала всех лучших специалистов того времени - акад. Моисееева Н.Н, Свирежева Ю.М., и др. Все эти Школы были посвящены традиционным проблемам математической экологии - популяционной динамике, мат. генетике, анализу трофических связей, математическому моделированию задач природопользования и др.
Следует сказать, что в последнее десятилетие произошел мощный прорыв в экологии, связанный с использованием новых биологических, информационных и компьютерных технологий. Это привело к созданию распределенных в пространстве колабораторий и баз данных, которые могут быть использованы в различных точках мира. Сделаны сильные продвижения в анализе глобальных циклов вещества в природе. Большие успехи достигнуты в биологии поведения животных. Все это стало возможным благодаря использованию методов математического моделирования.
2. Математическое моделирование в экологии
Надорганизменные системы, которые изучает экология – популяции, биоценозы, экосистемы, – чрезвычайно сложны. В них возникает множество взаимосвязей, сила и постоянство которых непрерывно меняются. Одни и те же внешние воздействия могут привести к различным, иногда прямо противоположным результатам, в зависимости от того, в каком состоянии находилась система в момент воздействия. Предвидеть ответные реакции системы на действие конкретных факторов можно лишь через сложный анализ существующих в ней количественных взаимоотношений и закономерностей. В экологии, поэтому широкое распространение получил метод математического моделирования как средство изучения и прогнозирования природных процессов. Суть метода заключается в том, что с помощью математических символов строится абстрактное упрощенное подобие изучаемой системы. Затем, меняя значение отдельных параметров, исследуют, как поведет себя данная искусственная система, т. е. как изменится конечный результат.
На протяжении всей истории конфликты служили источником политической активности, но далеко не всегда они приводили к вооруженным столкновениям. Разумные политики всегда стремились добиться своих целей наиболее легким, точнее, безболезненным способом. Но далеко не всегда, т. е. далеко не во всех конфликтных ситуациях, компромисс возможен! Его может вообще не существовать! Хотя, чаще всего, политики его просто не могут найти.
. Главная задача политика, разрешающего конфликт, — добиться успеха минимальной ценой. Возможно ли это?
В.Парето в начале XX века сформулировал принцип, который во многом облегчил решение проблемы согласования интересов и целей. Им был предложен принцип выбора возможного множества компромиссов, который позднее получил название паретооптимального выбора. Согласно Парето, из множества возможных коллективных решений следует рассматривать лишь те, которые нельзя улучшить одновременно для всех участников конфликта. Этот принцип естественно назвать принципом справедливости.
Однако несмотря на то, что прошло уже почти сто лет, как был сформулирован принцип справедливости и паретооптимальные коллективные решения вошли в арсенал теории принятия решений, я не могу привести большого количества примеров, когда принцип Парето находил бы широкое применение при решении практических, а не учебных задач. Принципа справедливости мало, для того чтобы компромисс был принят и не нарушен всеми участниками конфликта. Только тогда компромисс может быть наверняка реализован, если существует гарантия, что ни один из участников конфликта его не нарушит.
И такой принцип, названный принципом устойчивости, был предложен Дж. Нэшем. Суть этого принципа проста. Согласно Нэшу, условия компромисса должны быть такими, чтобы участник, нарушивший договоренность, получил меньше, чем ему полагалось получить по договоренности, — если переводить принцип Нэша на язык экономики. Совокупность принципа справедливости Парето и принципа устойчивости Нэша — это уже действительно надежная основа инструмента политика.
. А существуют ли такие конфликты в реальности? Оказалось, что да, существуют. И это впервые установил Ю.Б. Гермейер на границе 1970-х годов. Он показал, что есть широкий круг конфликтных ситуаций, наиболее выгодным способом разрешения которых является честное следование принципам справедливости, — факт чрезвычайной важности в политике, экономике, экологии и других конфликтных ситуациях! И пока что мало оцененный практикующими политиками, экономистами, а тем более — политологами.
Для того чтобы убедиться в этом крайне важном утверждении и одновременно избежать сложных вычислений, я ограничусь анализом одного простого примера, демонстрирующего содержание замечательной теоремы покойного ныне профессора МГУ Юрия Борисовича Гермейера. Кроме того, этот пример покажет, что результат Гермейера может сослужить добрую службу политикам, поскольку является основой для разрешения конфликтов (споров), возникающих в экологической сфере.
Заметим два очевидных обстоятельства. Первое: чем больше денег затратит предприятие на создание очистного сооружения, тем меньше будет его личный доход. Другими словами, доход предприятий будет монотонно убывающей функцией величины затрат на достижение общей цели. Второе: чем больше средств будет вложено в создание очистных сооружений, тем более совершенным будет его оборудование и, следовательно, тем чище будет вода. Это значит, что качество достижения общей цели будет монотонно возрастающей функцией затрат на достижение общей цели.
Рассмотренный пример очень типичен для многих ситуаций в экономике, особенно тогда, когда возникают экологические трудности конфликтного характера, требующие вмешательства политиков. И нетрудно понять, почему так происходит: в обеспечении экологической чистоты заинтересованы любые участники конфликта, она всегда является общей целью. И всегда зависит монотонно от величины усилий по ее достижению. И при этом неизбежно в нашем обществе потребления монотонно уменьшает прибыль! Поэтому я не случайно отношу теорему Гермейера к числу наиболее эффективных средств разрешения экологических споров и конфликтов.
Однако рассмотренная ситуация, в которой функции, описывающие интересы участников конфликта, монотонные, хотя и часто встречается в реальной жизни, но отнюдь не универсальна, и далеко не всегда конфликтная ситуация содержит возможность устойчивого паретооптимального разрешения. Если угодно, это одна из трагедий, затрудняющих развитие человеческого общества.
Тем не менее отсутствие монотонной зависимости, которая лежит в основе теоремы Гермейера, тоже еще не означает, что конфликт не допускает справедливого устойчивого компромисса. Среди множества других ситуаций можно встретить и такие, которые не удовлетворяют условиям теоремы Гермейера (условиям монотонности), однако существование в них общего интереса позволяет найти не только паретооптимальное соглашение, но и компромисс, удовлетворяющий принципу устойчивости.
Остановлюсь на одном подобном примере, который является к тому же эпизодом моей собственной практики.
В 1983 году в Хельсинки состоялся семинар международного Института жизни. На этом семинаре я делал доклад, посвященный анализу ситуации, которая тогда волновала многих. Речь шла о гонке ядерных вооружений Советского Союза и США и возможностях найти компромисс в этом явном конфликте. У многих возникало сомнение в возможности существования компромисса в таком, как казалось, антагонистическом конфликте. Но, оказывается, ситуация была менее трагичной, чем ее представляли многие.
В самом деле, у каждой из сторон были разнообразные собственные интересы: каждая стремилась обеспечить максимум ядерных вооружений, у каждой был определенный интерес, связанный с экономическими обстоятельствами, и т. д. Но интересы сторон, при всем их различии, были отнюдь не антагонистическими, как это было принято считать, у обеих существовал и общий интерес. Он состоял в том, чтобы максимально уменьшить риск ядерной войны, финалом которой, как в те годы было уже известно, стало бы общее разрушение цивилизации. И, вероятнее всего, полное уничтожение человечества.
Налицо был конфликт, в котором у обоих участников существовал и общий интерес — сохранение человечества!
Но рассматриваемая ситуация никак не подпадала под условия теоремы Гермейера, поскольку функция общего интереса — риск возникновения ядерной войны — определялась многими факторами, и в частности соотношением уровней ядерных вооружений обеих сторон. Очевидно еще, что риск возникновения ядерной войны зависел от соотношения тех средств, которые вкладывали обе стороны в производство ядерных вооружений. И эта функция не была монотонно зависящей ни от средств, затрачиваемых Советским Союзом, ни от средств США. Таким образом, условия теоремы Гермейера не соблюдались.
Тем не менее, как мне удалось показать, в этой конфликтной ситуации существовал не только паретооптимальный, но и устойчивый компромисс. Вопреки ожиданиям он оказался ненулевым. Другими словами, наиболее выгодно обеим сторонам было сохранять некоторый ненулевой уровень ядерных вооружений.
Доклад был выслушан и принят, однако без особого воодушевления: ученым очень хотелось, чтобы оптимальным и устойчивым был полный отказ от ядерного оружия.
Политика была и будет системой действий, направленных на достижение, сохранение и укрепление власти. По мере развития цивилизации, изменения характера взаимоотношения общества и Природы будет меняться и характер политики. Люди во все большей степени будут зависеть друг от друга. Значит, у них будет все больше и больше общих интересов. Ну и главный — сохранить на Земле человечество.
Вот почему политика все больше будет настраиваться на отыскание устойчивых, справедливых компромиссов. Такова логика развития общества, а значит, и политологии. Удастся ли этой политике преодолеть косность и эгоизм, присущие человеку, — покажут будущее и степень развития политической науки, ее способность опереться на достижения других наук.
![]()
Решение назревших экологических проблем связано с повышением статуса экологического образования при обучении математике. В настоящее время продолжают быть актуальными задачи, направленные на формирование у учащихся определенного уровня экологической культуры личности.
Каждого человека волнует состояние окружающей среды, поскольку от нее зависят судьбы человечества. Разумеется, каждый из нас не в состоянии отвратить угрозу человеческой цивилизации, но мы не можем не видеть надвигающейся беды и не думать об этом. Ведь экологическая катастрофа — это не умозрительная картина некоего отдаленного будущего, а последствия того, что есть в настоящий момент и в гуще чего мы живем [2].
Математика является одним из предметов, который пока недостаточно связан с экологией, а между тем эти науки тесно переплетаются. К сожалению, в современных учебниках эта связь не наблюдается, что требует от учителей математики решения задачи экологического содержания.
Анализ экологических проблем, сложившихся в Самарской области, говорит о том, что загрязнение окружающей природной среды остается на высоком уровне. В первую очередь этому способствуют предприятия нефтехимической, энергетической, машиностроительной промышленности, производящие выброс стоков непосредственно в реки, протекающие на этой территории [1].
Однако бесконтрольный сброс стоков промышленных предприятий, существенно сказывается на качестве воды Самары. Этот факт подтверждается регулярными исследованиями проб воды, в составе которой находится большое количество вредных элементов: соединения тяжелых металлов, хлорорганические пестициды, фенолы.
Мы, учащиеся Самарской области, не должны оставаться равнодушными к данной проблеме и попробовать акцентировать внимание на ее решение с помощью задач экологического содержания.
Рассмотрим некоторые задачи экологического характера.
Задача № 1. Какое количество речной воды мы теряем ежегодно, если известно, что в год мы сбрасываем в водоемы 28 км 3 неочищенных сточных вод, а 1 км 3 этих вод делает непригодной к употреблению 60 км 3 вод?
Ответ. Мы теряем 1680 км 3 .
Задача № 2. Во сколько раз сократилась площадь нерестилищ нерестовых рыб в связи со строительством гидроэлектростанции на Волге, если известно, что они составляли 3600 га, а сейчас осталось 430 га?
Ответ. В 8 раз сократилась нерестилищ нерестовых рыб.
Задача № 3. Известно, что 1 т пролитой нефти образует на поверхности воды пятно площадью около 6 км 2 . Какую площадь акватории покроет нефтяная пленка в случае аварии танкера водоизмещением 5000 г?
Ответ. Нефтяная пленка покроет 30000000000 м 2 .
Задача № 4. Главный потребитель воды — сельское хозяйство. Оно потребляет 70 % всей используемой человеком воды. Чтобы вырастить I тонну пшеницы, требуется 1500 т воды. Вычислите необходимое количество воды для выращивания пшеницы на поле, площадь которого 25 га и урожайности пшеницы 22 ц с га.
Ответ: 82 500 тонны.
Задача № 5. Площадь Самарской области равна 53, 6 тыс. км 2 . Найти площадь суши, площадь воды и площадь лесов области, если вода составляет около 3 % всей территории, а леса занимают 7 % площади суши.
Ответ: суша -52 тыс. км 2 , вода -1,6 тыс. км 2 , леса- 3,6 тыс. км 2 .
Задача № 6. Подрядчики ежедневно перевыполняли норму по очищению Комсомольского озера на 40 кубов жидкости, поэтому 6 дневную норму они выполнили за 4 дня. Сколько кубометров жидкости подрядчики очищали в день? За сколько дней можно очистить все озеро, если объем воды в озере составляет 36 км 3 .
Ответ: 80 м 3 жидкости подрядчики выполняли за день, 3 дня.
Задача № 7. Всего было сброшено 8237 т. загрязняющих веществ в водные объекты. Сколько было сброшено нитратов, если выброс сульфатов составил на 112т. меньше, чем хлоридов, а нитратов на 2910 больше, чем сульфата? Определите, насколько вырос выброс загрязняющих веществ в водные объекты, если в прошлом году он составил 5201т.
Ответ: 5469 т, 3036 т.
Задача № 8. Через три трубы нефтяное предприятие сбросило нефтяной шлам в Ветлянское водохранилище. Для сброса всего нефтяного шлама в озеро через третью трубу потребуется столько же времени, сколько при сбросе через первую и вторую одновременно. Сколько времени потребуется для сброса нефтяного шлама через каждую трубу, если через первую сбрасывают воду на 2 часа быстрее, чем через третью, и на 6 часов медленнее, чем через вторую? Сколько из-за сброса нефтяных отходов погибает живности в год, если в среднем за месяц погибает 12 т. рыб?
Ответ: 144 тонны.
Задача № 9. В среднем каждый человек употребляет 1,7 л воды в сутки при физиологической потребности 2–3 л. Подсчитайте, сколько воды употребляют в среднем все ученики класса, школы в сутки, в год?
Ответ: 39,1 л, 14271,5 л, 2040 л, 744600 л.
Задача № 10. В реку Самарка и её притоки поступают промышленные и бытовые сточные воды из пяти крупных населённых пунктов. В 2017 г. из этих пунктов было сброшено свыше 90 млн. м 3 сточных вод. Из них загрязнённых — 47 млн. м 3 . Какой процент сточных вод составляли загрязнённые?
Ответ: 52 %
Задача № 11. Подсчитайте, сколько воды требуется городу с населением 1 млн. жителей для разведения сточных вод в течение года, если известно, что в сутки потребность города в чистой воде составляет 0,5 млн. м3. Перед сбрасыванием в водоём стоки нужно разводить 20-кратным объёмом чистой воды.
Ответ: 3650 млн.
Задача № 12. На мытьё горки грязной посуды под сильной струёй уходит в среднем свыше 100 литров воды, а в раковине с закрытой пробкой сливом не более 20 литров. Сколько воды можно сэкономить за 1 день, если мыть посуду в закрытой раковине после завтрака, обеда, ужина.
Ответ: 240 литров
Трудно переоценить роль математики в обучении и развитии мышления и познавательной активности. Решение задач с экологическим содержанием влияет на качество математических знаний учащихся, способствует их общему умственному развитию, в некоторой степени — развитию исследовательских навыков и призывает к решению экологической проблемы на территории нашей области и всей страны, в целом.
Литература:
- Акимова Т. А., Кузьмин А. П., Хаскин В. В. Экология //М: ЮНИТИ, 2001. -343 с.
- Новиков Ю. В. Экология, окружающая среда и человек //М: ОРАИР-Пресс, 2002.-560 с.
Основные термины (генерируются автоматически): вод, задача, ответ, Самарская область, нефтяной шлам, экологическое содержание, нефтяная пленка, чистая вода, площадь суши, день.
Читайте также:
