Προσομοίωση Ευτροφισμού – Βιοσυσσώρευσης

Γενικές Οδηγίες

Η ψηφιακή προσομοίωση «Ρύπανση Υδάτων: Ευτροφισμός & Βιοσυσσώρευση» είναι μια web-εφαρμογή σχεδιασμένη για μαθητές/μαθήτριες Β’ Λυκείου, με στόχο να κατανοήσουν βασικές περιβαλλοντικές έννοιες μέσα από δεδομένα και αποφάσεις. Οι χρήστες επιλέγουν σενάρια που αντιστοιχούν σε ρεαλιστικές πηγές ρύπανσης (γεωργική απορροή, αστικά λύματα/απορρυπαντικά, τοξικός ρύπος που βιοσυσσωρεύεται) και παρακολουθούν πώς μεταβάλλονται κρίσιμοι δείκτες ποιότητας νερού, όπως το διαλυμένο οξυγόνο (DO) και η χλωροφύλλη-a (Chl-a).

Η προσομοίωση είναι στοχαστική: κάθε εκτέλεση (run) παράγει ελαφρώς διαφορετική εξέλιξη, ώστε οι μαθητές/μαθήτριες να αντιληφθούν ότι τα φυσικά συστήματα επηρεάζονται από τυχαία γεγονότα και αβεβαιότητες. Μέσα από 1 ή 3 runs μπορούν να συγκρίνουν αποτελέσματα, να εντοπίσουν μοτίβα (π.χ. υποξία), να ερμηνεύσουν γραφήματα/πίνακες και να τεκμηριώσουν αποφάσεις. Υποστηρίζεται εξαγωγή δεδομένων (CSV/JSON) και δημιουργία αναφοράς που μπορεί να σταλεί με email στον/στην εκπαιδευτικό μέσω mailto.

Αναλυτικές οδηγίες χρήσης (για εκπαιδευτικούς & μαθητές)

A. Τι θα χρειαστείτε

• Υπολογιστές με σύγχρονο browser (Chrome/Edge/Firefox/Safari).
• Σύνδεση στο διαδίκτυο (αν χρησιμοποιείτε Chart.js μέσω CDN).
• (Προαιρετικά) φύλλο εργασίας για ομαδική εργασία 2 διδακτικών ωρών.

B. Γρήγορη εκκίνηση (βήμα-βήμα)

1. Επιλογή σεναρίου (πάνω δεξιά → «Ρυθμίσεις & σενάρια»):
   • Α. Γεωργική απορροή: αύξηση θρεπτικών μετά από επεισόδια απορροής.
   • Β. Αστικά λύματα/απορρυπαντικά: σταθερότερη εισροή φωσφορικών/νιτρικών.
   • Γ. Τοξικός ρύπος που βιοσυσσωρεύεται: έμφαση στη βιομεγέθυνση στην τροφική αλυσίδα.
2. Επιλογή υδάτινου σώματος:
   • Λίμνη → χαμηλότερη ανανέωση νερού, συχνά πιο έντονα φαινόμενα.
   • Λιμνοθάλασσα/κλειστός κόλπος → διαφορετική δυναμική ανανέωσης.
3. Ρύθμιση παραμέτρων (αριστερά):
   • Ημέρες: πόσο “μακριά” εξελίσσεται το σύστημα.
   • Βάθος: επηρεάζει τη δυναμική οξυγόνου/ευτροφισμού.
   • Ανανέωση: όσο μεγαλύτερη, τόσο πιο “αραιώνονται” θρεπτικά/ρύποι.
   • Για Α/Β: ρυθμίστε νιτρικά (NO₃⁻), φωσφορικά (PO₄³⁻), πιθανότητα βροχής/γεγονότων.
   • Για Γ: ρυθμίστε εκροή ρύπου, βιοδιασπασιμότητα, βιομεγέθυνση (BMF).
4. Πατήστε:
   • «Τρέξε 1 run» για μία εκτέλεση.
   • «Τρέξε 3 runs» για σύγκριση/αβεβαιότητα (συνιστάται διδακτικά).
5. Διαβάστε:
   • Τα γραφήματα (DO & Chl-a / Ρύπος) και
   • Τον πίνακα δεδομένων (τελευταίο run) για τεκμηρίωση.

Γ. Τι σημαίνουν τα βασικά γραφήματα/δείκτες (για μαθητές/μαθήτριες)

• DO (mg/L): Διαλυμένο οξυγόνο. Πολύ χαμηλές τιμές μπορεί να οδηγήσουν σε υποξία (κίνδυνος για υδρόβιους οργανισμούς).
• Chl-a (μg/L): Δείκτης φυτοπλαγκτού. Υψηλές τιμές συνδέονται με ευτροφισμό.
• Ρύπος νερού (μg/L): συγκέντρωση ρύπου στο νερό.
• Ρύπος σε ιστούς (mg/kg) (στο σενάριο Γ): απεικονίζει βιοσυσσώρευση/βιομεγέθυνση σε τροφικά επίπεδα.

Δ. Γιατί “1 run” και γιατί “3 runs”;

• 1 run: δίνει μια “ιστορία” του συστήματος (μία πιθανή εξέλιξη).
• 3 runs: δείχνει ότι, ακόμη και με ίδιες ρυθμίσεις, το σύστημα μπορεί να εξελιχθεί λίγο διαφορετικά λόγω στοχαστικών γεγονότων.
  Διδακτικά βοηθά να ξεχωρίσουν:
  • τι είναι “σταθερή τάση” (μοτίβο) και
  • τι είναι “τυχαία διακύμανση”.

E. Εξαγωγή δεδομένων & αποστολή αναφοράς (για εκπαιδευτικούς)

1. Πριν την αποστολή, συμπληρώστε:
   • Email εκπαιδευτικού (παραλήπτη) και
   • (Προαιρετικά) κωδικό ομάδας (π.χ. Β2-Ομ4).
2. Επιλέξτε:
   • Export CSV για επεξεργασία σε Excel/Sheets.
   • Export JSON για πλήρη τεχνική αποθήκευση όλων των runs.
3. Αποστολή αναφοράς (mailto):
   • κατεβαίνει αυτόματα report (.json),
   • αντιγράφεται σύνοψη στο πρόχειρο,
   • ανοίγει έτοιμο email προς το email που δηλώθηκε.
   • οι μαθητές/μαθήτριες μπορούν να επισυνάψουν το αρχείο και/ή να επικολλήσουν τη σύνοψη.

Σημείωση: Το mailto δεν “στέλνει μόνο του” email· ανοίγει το πρόγραμμα email του χρήστη με έτοιμο κείμενο.

ΣΤ. Προτεινόμενη διδακτική αξιοποίηση (2 διδακτικές ώρες)

1η ώρα (διερεύνηση & πειραματισμός):

• Επιλογή σεναρίου Α ή Β, ρύθμιση παραμέτρων, 3 runs.
• Ερώτημα: «Ποιες συνθήκες αυξάνουν την πιθανότητα υποξίας;»
• Καταγραφή: ελάχιστο DO, μέγιστη Chl-a, ημέρες υποξίας.

2η ώρα (τεκμηρίωση & αποφάσεις):

• Σύγκριση Α vs Β ή μετάβαση στο Γ (βιοσυσσώρευση).
• Ερώτημα: «Ποια μέτρα μειώνουν τον κίνδυνο και ποιο το “κόστος/όφελος”;»
• Παραδοτέο: εξαγωγή CSV/JSON + σύντομη αναφορά/συμπέρασμα.

🧪 Άνοιγμα προσομοίωσης

Σημείωση: αν εντοπίσετε οποιοδήποτε σφάλμα, ενημερώστε με στο stasinakis@biologia.gr για να τα δω και να κάνω τις σχετικές διορθώσεις.