Добавил:
Sekretar
kiopkiopkiop18@yandex.ru
t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ординатура / Хирургия / Библиотека им академика М.И. Перельмана / Книга_1529_Библиотеки_им_академика_М_И_Перельмана.pdf
толстый твердый налет на поверхности, соприкасающейся с такой
водой.
Поскольку бикарбонаты растворяются в воде временно (так как
осаждаются при нагревании воды), жесткость, вызываемую такими
солями, называют временной. Осаждение солей вызывает изменение
цвета инструментов и может повредить оборудование для очистки.
Нагревательный элемент, покрытый изолирующим твердым
налетом, не может выделять тепло надлежащим образом, что
приводит к перегреву элемента и, в конечном итоге, к выходу его из
строя.
Кроме того, из-за налета увеличивается потребление энергии
данного нагревательного элемента, так как для достижения того же
нагревания требуется больше энергии. При умягчении воды соли,
обусловливающие временную жесткость воды, могут превратиться
в(растворимые) соли постоянной жесткости. Воду, в которой нет или
очень мало солей, вызывающих временную жесткость, называют
мягкой водой
Постоянная жесткость
Постоянная жесткость вызвана присутствием в воде
неуглекислых солей, таких как сульфат кальция или сульфат магния.
Эти соли остаются в растворе и не осаждаются при нагревании воды.
Поэтому такую жесткость называют постоянной жесткостью. Ионы
постоянной жесткости удаляются в таких процессах, как
двухстадийный ионообмен и обратный осмос.
Из-за проблем с солями, вызывающими временную жесткость, их
необходимо удалить или превратить в соли, которые останутся в воде
в растворенном виде. Этот процесс известен как умягчение воды:
процесс, в котором нерастворимые соли кальция и магния
заменяются растворимыми солями натрия. Соли натрия остаются
растворимыми и не осаждаются. В результате предотвращается
закупоривание и повреждение нагревательных элементов.
Умягчение воды: процесс, в котором нерастворимые соли
кальция и магния заменяются растворимой солью натрия.
Единицы измерения жесткости воды
Жесткость воды выражается в разных единицах. Общепринятая
единица – это немецкие градусы (dH-немецкая жесткость воды),
89
которыми обозначается количество оксида кальция в определенном
объеме воды. 1 немецкий градус жесткости определяется как присут-
ствие10 мг оксида кальция в одном литре воды, или10 ppm. В
нескольких странах используются различные единицы обозначения
жесткости воды.
Присутствие любой минеральной соли может быть выражено в
немецких градусах жесткости на основе молекулярного веса данной
соли. Например, 1 немецкий градус жесткости равен 17,848 мг
бикарбоната кальция в литре воды, или 17,848 ppm.
Карбонат кальция является основным компонентом налета.
Пример расчета осадка накипи: Рассчитать, какое будет
отложение накипи через год, если вода имеет жесткость 6 °dH из-за
солей временной жесткости, а расход воды составляет 150 м
3
в год.
Решение: 1 м
3
= 1 000 литров. 1°dH = 17,8 граммов частиц накипи
в каждой 1 000 литров воды. Следовательно, 6 °dH = 6×17,8 – 106,8 г
на 1 000 литров.
То есть при расходе воды 150 м
3
в год образуется 150×106,8 = 16
020 г/год = 16,02 кг накипи в год.
Требования к качеству воды для использования
в мойках-дезинфекторах
Жесткость воды в коммунальных системах водоснабжения в
таких странах, как Нидерланды, составляет от 5,6 до14 °dH. Средний
показатель жесткости – порядка 8 dH.
Вода, используемая на первой стадии ополаскивания и мытья в
мойках/дезинфекторах, должна иметь жесткость ниже 3 dH.
Жесткость воды для конечной стадии ополаскивания/дезинфекции
должна быть ниже 0,12 °dH.
Требования к воде для финального ополаскивания и дезинфекции
в мойке/дезинфекторе – те же, что и к качеству паровых
стерилизаторов, как сформулировано в Приложении B стандарта EN
285.
Эти показатели говорят о том, что вода для использования в
мойках/дезинфекторах всегда должна проходить обработку.
Существует несколько методов улучшения качества воды, они
обсуждаются в другом разделе. Система обработки воды для
моек/дезинфекторов всегда состоит из комбинации нескольких
методов обработки.
90
3.7.3.2.
Хлориды
Водопроводная вода может содержать хлориды, либо они могут
попасть в воду с загрязнениями на стадии очистки. В телесных
жидкостях обычно содержится хлорид натрия, в котором,
естественно, присутствует хлор.
Хлорид-ионы очень активны и легко вытягивают из стали
молекулы железа в водный раствор. Следовательно, растворенный в
воде хлор может вызвать серьезную коррозию металлических
инструментов. Коррозия хорошо заметна, она проявляется в виде
ямок на стали, известных как «хлоридный питтинг». Поэтому на
последней стадии очистки важно удалить весь хлор.
Долгосрочное коррозионное воздействие хлорида легко показать,
погрузив инструмент в водный раствор соли. За несколько часов
начнет коррозировать даже инструмент, изготовленный из самой
лучшей стали. Через день образуется коричневатое облако ржавчины.
Это явление называют еще «кровоточением» инструмента.
3.7.3.3.
Кислотность воды(pH)
В чистой воде молекулы по большей части остаются целыми.
Однако из-за водородной связи иногда ядро атома водорода (протон)
одной молекулы перепрыгивает в атом соседней молекулы. Тогда в
молекуле оказывается три атома водорода и образуется H
3
O
+
—
положительно заряженный ион. Другая молекула воды, потерявшая
водородное ядро, но сохранившая электрон, становится OH
–
—
отрицательно заряженным ионом.
В чистой воде это происходит примерно с одной молекулой из 10
000 000 (10
7
). В чистой воде количества H
3
O
+
и OH
–
равны, и ее
кислотность, отображаемая как pH, равна 7 (число нулей в показателе
концентрации). Такой раствор называется нейтральным.
При повышении концентрации H
3
O
+
, раствор становится кислым.
Например, одна молекула на 10 000 (10
4
), pH = 4 (ниже 7). Если
количество H
3
O
+
уменьшается, раствор становится основным, или
щелочным.
Строго говоря, раствор называется щелочным, если он
становится основным (возникает избыток ионов OH
–
) под действием
соединения, содержащего щелочной металл (элементы первой
группы периодической системы — металлы с валентностью 1 или 2).
Например: гидроксид натрия (NaOH) в воде разлагается на Na
+
и OH
–
,
91
в результате чего раствор становится основным, или щелочным. Во
многих источниках термины «щелочной» и «основной» используются
попеременно.
Кислотность водыоказывает большое влияние на
чистящие
свойства химикатов, используемых для очистки, и действует
на
коррозию, вызываемую химикатами и водой.
В чистой воде в одной молекуле из 10 000 000 одно ядро атома H
переходит в другую молекулу воды. Электрон атома H остается в
отдающем ионе, и донор становится отрицательным, а акцептор —
положительным. В результате получаются ионы H
3
O
+
и OH
–.
.
Избыток H
3
O
+
(или, что одно и то же, H
+
) вызывает кислотность.
Избыток OH
-
делает раствор щелочным. Кислоты обычно добавляют
H
+
и вызывают повышение кислотности/ и следовательно снижается
pH. Основания вносят ионы OH
-
и делают раствор щелочным; они
повышают pH.
3.7.3.4.
Силикаты
Там, где водопроводная вода берется из песчаных мест, она
содержит силикаты – минералы, в состав которых входит кремний
(основной компонент песка).
Силикаты – это соли, которые имеют особенность осаждаться на
инструменте, образуя матовые(вначале) или синие (более толстые)
слои. Эту проблему можно решить с помощью соответствующей
обработки воды (например, путем деионизации или дистилляции), в
результате чего большая часть солей, включая силикаты, удаляется.
Чистящие средства также могут содержать химические вещества,
помогающие удерживать силикаты в растворе, предотвращая, таким
образом, образование силикатного осадка.
3.7.4.
Улучшение качества воды
Качество воды оказывает большое влияние на результат процесса
очищения. Чтобы провести анализ и обработку воды, требуются
специальные знания.
Планируя завести в своем медучреждении установку для
обработки воды и разрешить проблемы, связанные с водой, следует
обращаться за советом в организации и компании, которые обладают
надежным опытом и владеют соответствующими технологиями.
92
В этой книге дано лишь краткое введение в теорию и практику
обработки воды. В зависимости от стадии процесса очищения,
требуется вода более или менее высокого качества. В данном
контексте «высококачественная вода» означает воду с минимальным
содержанием частиц и растворенных солей.
Первоначальная промывка изделий в процессе их очищения
может производиться обыкновенной водопроводной питьевой водой.
Однако для заключительного ополаскивания нужна вода более
высокого качества с минимальным количеством растворенных в ней
солей. Для улучшения качества воды в стерилизационных отделениях
используется несколько методов.
3.7.4.1.
Фильтрация
Для удаления плавающих в воде крупных частиц грязи и пыли ее
пропускают через фильтр, фильтрующий элемент или фильтрующий
слой, улавливающий мелкие частицы.
Чем мельче ячейки фильтра, тем мельче должны быть частицы,
способные сквозь него пройти. Для полной очистки воды одной
фильтрации недостаточно, но часто она бывает необходима в
качестве первого шага, так как подобные частицы могут мешать
применению более основательных методов водоочистки или очень
быстро засорять очищающие системы, делая их эксплуатацию
чрезвычайно дорогостоящей. Поэтому в любой установке для
обработки воды обычно предусмотрена система предварительной
фильтрации.
3.7.4.2.
Дистилляция
Дистилляция включает кипячение воды с целью образования
водяного пара, который поднимается и соприкасается с охлаждающей
поверхностью. Здесь он снова конденсируется, образуя жидкость,
которая затем собирается. Поскольку растворенные вещества обычно
не испаряются, они остаются в кипящем растворе. Однако
дистилляция не обеспечивает полной очистки воды, так как в пар
могут попадать и контаминирующие вещества со схожей
температурой кипения, а также капельки неиспарившейся жидкости.
Тем не менее, путем дистилляции может быть получена вода
чистотой 99,9% .
93
В особых ситуациях, таких как получение воды для инъекций,
производится бидистилляция: процесс дистилляции, состоящий из
двух последовательных стадий.
В результате бидистилляции получается высококачественная
вода. Однако это требует огромного расхода энергии. Поэтому, когда
нужно получить большие объемы высококачественной воды
(например, для очистки и стерилизации паром в стерилизационном
отделении), то применяются иные методы обработки воды, такие как
умягчение, деионизация и обратный осмос.
3.7.4.3.
Ионообменные технологии
умягчения воды
В установке для умягчения воды соли, делающие ее временно
жесткой (такие как бикарбонат кальция и хлорид магния ) и имеющие
свойство осаждаться, заменяются на соли натрия. Эти натриевые соли
хорошо растворимы в воде и поэтому не осаждаются.
Замена ионов жесткости на ионы натрия в смягчителе воды
может происходить путем пропускания воды через перегонную
колонку со смолой, «заряженной» ионами натрия.
Ионы кальция и магния сильнее притягиваются к смоле, чем
ионы натрия. Поэтому, когда жесткая вода проходит через смолу,
ионы кальция, магния и тяжелых металлов заменяются ионами
натрия. Натриевые соли растворимы в воде, они не образуют осадка.
Через некоторое время смола оказывается насыщенной ионами
жесткости. Тогда возможно снова заменить ионы жесткости в смоле
на ионы натрия. Для этого смолу прополаскивают раствором соли в
воде(рассолом). Для этого установка снабжена сосудом с водой, в
которой растворена соль. Как правило, такая регенерация
производится автоматически.
Цеолит. Вместо смол используются также цеолиты. Цеолиты
встречаются в природе в глиноподобных минералах. Обычно глины
имеют слоистую кристаллическую структуру (подобно карточной
колоде), они сжимаются и разбухают, по мере того как вода
проникает между слоями либо удаляется из них.
В отличие от глин, цеолиты имеют жесткую трехмерную
кристаллическую решетку (похожую на соты), которая состоит из
сети связанных между собой туннелей и ячеек. Таким образом,
цеолиты — это микропористые твердые материалы, известные как
«молекулярные фильтры». Они могут задерживать положительно
94
заряженные ионы, такие как ионы кальция и магния (ионы жесткости,
нерастворимые ионы) и натрия (растворимые).
Вначале цеолит держит ионы натрия. Во время прохождения
жесткой воды через цеолит растворимые ионы натрия меняются
местами с нерастворимыми в воде ионами кальция и магния. В
результате вода, выходящая из цеолита, будет содержать только
растворимые ионы.
Принцип умягчения воды на основе ионного обмена. Жесткие
ионы (кальция и магния) заменяются на ионы натрия, содержащиеся
в смоле. Сегодня производятся синтетические цеолиты с заданными
свойствами, оптимизированными для ионообменных процессов.
Когда смола или цеолит насыщаются ионами жесткости, их
можно регенерировать, то есть вновь «зарядить» ионами натрия
путем промывки в соленой воде/растворе соли (рассоле), после чего
они могут вновь использоваться для умягчения воды.
3.7.4.4.
Деионизация: двухстадийный
ионный обмен
При деионизации все ионы удаляются из водного раствора во
время двухступенчатого процесса. На первой стадии все
металлические ионы (положительно заряженные катионы)
заменяются ионами H
+
.
На второй стадии все кислотные остатки и соли (отрицательно
заряженные анионы) заменяются ионами OH
–
. Вместе H
3
O
+
и OH
+
образуют воду – H
2
O. Таким образом, удаляются все минеральные
соли.
Во многих лабораториях этот метод водоочистки стали
использовать вместо дистилляции, так как он позволяет получить
чистую воду быстро и в больших количествах.
Обычно этим способом обрабатывают воду, применяемую для
заключительной промывки. Очищенная таким образом вода
называется деионизированной, деминерализованной или демиводой
(от англ. demi water – «полувода»).
Из-за слабой связи силикатов, образующих на поверхности
инструментов из нержавеющей стали матовые или синеватые
отложения, они могут проходить через ионообменники, особенно
после того, как смолы приближаются к насыщению. Но поскольку
силикаты не увеличивают электропроводность воды, их
присутствием можно пренебречь.
95
3.7.4.5.
Обратный осмос
Для понимания процесса обратного осмоса, вначале нужно
понять, что такое осмос нормальный. А далее объясняется обратный
осмос.
Осмос. Предположим, имеются два раствора различной
концентрации, разделенных полупроницаемой мембраной. Такая
мембрана проницаема для растворителя, но не для растворенного
вещества, т.е. чистая вода пройти сквозь нее может, а соль - нет.
Растворы по обеим сторонам мембраны стремятся иметь
одинаковую концентрацию. Это возможно лишь в том случае, если
вода со стороны раствора с более низкой концентрацией мигрирует
на другую сторону мембраны, где концентрация выше.
Это естественное явление, заключающееся в том, что жидкость,
например, вода, проходит через полупроницаемую мембрану со
стороны относительно более разбавленного раствора на сторону
более концентрированного, называется осмос.
Поток создает давление, которое можно измерить, так
называемое осмотическое давление. Стремясь выровнять
концентрацию по обеим сторонам мембраны, вода переходит со
стороны разбавленного раствора («более чистой») через
полупроницаемую мембрану на «более грязную» сторону
концентрированного раствора.
Обратный осмос. Предположим снова, что имеются два
раствора различной концентрации, разделенные полупроницаемой
мембраной. При прохождении воды через мембрану в
концентрированном растворе создается давление, соответствующее
тому, которое будет достигнуто при выравнивании сил (вызванных
подъемом уровня воды и силы, возникшей в результате осмоса).
Если давление приложено к более концентрированному
раствору, и если это давление превышает осмотическое давление, то
вода потечет через мембрану от более концентрированного раствора
к менее концентрированному.
Этот процесс, называемый обратный осмос (ОО), позволяет
удалять до 98% растворенных минеральных солей и практически
100% коллоидных и взвешенных частиц.
Из-за приложенного к концентрированному раствору давления,
превышающего осмотическое, через полупроницаемую мембрану
будет проходить только чистая вода. Любые растворенные вещества
будут захватываться мембраной.
96
Обратный осмос обеспечивает получение высококачественной
воды при затратах относительно более низких, в сравнении с другими
системами водоочистки.
Размер пор в установках, используемых для обработки воды,
предназначенной для отделений стерилизации, составляет порядка
0,0005 микрон. (Для сравнения – размер бактерии порядка 0,2-1
микрон). Обратный осмос теоретически является
методом,
обеспечивающим наибольшую полноту очистки воды, пригодным
для применения в крупных масштабах.
Поскольку мембрана очень чувствительна к повреждениям
хлором, ионами металлов и другими примесями, вода обычно
проходит предварительную обработку.
Вода, предназначенная для получения воды очень высокой
чистоты в установках обратного осмоса, предварительно
обрабатывается в предфильтрх и системах умягчения воды. Эта вода
соответствует строгим требованиям, предъявляемым к воде,
подлежащей применению для стерилизации и
конечного
ополаскивания в мойках/дезинфекторах.
3.8.
Химические вещества, используемые
в процессе очистки
В процессе очищения используется одно или несколько
химических веществ. Для ручной очистки достаточно одного
моющего средства. При машинном мытье применяют несколько
химических веществ (для отдельных стадий очистки/дезинфекции).
Такие вещества появились в результате высокотехнологичных
исследований; они используются для определенных процессов,
обеспечивая надлежащее очищающее воздействие на загрязнения.
В последнее время все большее значение стали придавать
безопасности химических продуктов, в том числе, с точки зрения
экологии, что привело к появлению новых, более экологически
чистых веществ.
Автоматические мойки-дезинфекторы оснащены дозирующими
системами, которые можно запрограммировать на подачу в ходе
процесса нужного количества каждого химиката в определенный
момент времени.
О том, какие продукты наиболее подходят для Вашей конкретной
ситуации, следует проконсультироваться с их поставщиком. В
97
настоящем разделе кратко описываются наиболее важные средства,
используемые в процессе очистки/дезинфекции.
3.8.1.
Моющие/очищающие средства
Это основные химические вещества, используемые в процессе
очистки. Они могут содержать ПАВ, щелочи, ферменты, ингибиторы
коррозии, растворители и т.д.
Для очистки хирургических инструментов были разработаны
специальные средства с учетом типичных загрязнений, которые
встречаются на таких инструментах после их использования.
Имеются продукты для ручной очистки и автоматической
очистки в мойках-дезинфекторах. Есть также специальные средства
для чувствительных инструментов, таких как гибкие эндоскопы.
Ниже дано краткое описание основных ингредиентов
химических средств, используемых для очищения медицинских
изделий.
Поверхностно-активные вещества
(мыло и моющие средства)
ПАВ – важный компонент чистящего средства; эти вещества
уменьшают поверхностное натяжение воды и делают возможным
переход жира и минеральных масел во взвешенное состояние в воде.
См. также раздел «Улучшение очищающей способности воды с
помощью поверхностно-активных веществ: сурфактанты (тензиды)».
Мыло и моющие средства – это поверхностно-активные вещества.
Мыло производится на основе жиров животного и растительного
происхождения.
Моющие средства – это синтетические нефтехимические
продукты. Моющие средства могут иметь целевое назначение. В
литературе все поверхностно-активные вещества рассматриваются
как моющие средства. Мыло в таком случае также включается в это
определение моющих средств.
Имеется широкий выбор ПАВ, которые применяются в
зависимости от конкретной цели. Поверхностно-активные вещества
подразделяются на три основные группы. В зависимости от заряда
действующего компонента ПАВ, они могут быть катионными,
анионными и нейтральными (неионными).
98