Т Е М А № 2
Санітарно-гігієнічні вимоги до навколишнього середовища та систем забезпечення закладів ресторанного господарства
П л а н
Навколишнє середовище та його значення у системі забезпечення діяльності закладів ресторанного господарства.
Гігієна повітря, води, грунту, нормативні та законодавчі акти з охорони навколишнього середовища.
Гігієнічні вимоги до вентиляції, природного та штучного освітлення, опалення у закладах ресторанного господарства.
Гігієнічні принципи видалення відходів із закладів ресторанного господарства.
Міні-лексікон: навколишнє природне середовище (НИС), охорона НИС, фізичні властивості повітря, хімічний склад повітря, домішки повітря, органолептичні, хімічні та бактеріологічні показники якості води, джерела та системи водопостачання, гігієна опалення, коефіцієнт природного освітлення.
Лекція 2.1 Навколишнє середовище та його значення у системі
забезпечення закладів ресторанного господарства
Навколишнє середовище – повітря, вода, грунт, харчові продукти – має постійний вплив на життєдіяльність людини.
Охорона його від забруднення і розробка засобів приведення його у відповідність з фізіологічними потребами людини набуває особливої актуальності в сучасних умовах науково-технологічного процесу, оскільки розвиток промисловості, транспорту призвів до погіршення екологічної обстановки. До природного довкілля людина еволюційно пристосувалась, і без нього її життя є неможливим, оскільки воно є єдиним цілим із внутрішнім середовищем людини.
Довкілля забезпечує нормальну життєдіяльність організму людини.
Незначні зміни зовнішнього середовища не впливають негативно на здоров’я людини, завдяки тому, що її організм пристосовується до них.
Значні коливання зовнішніх факторів можуть призвести до захворювань.
Зміна клімату на планеті, підвищення концентрації токсичних речовин у повітрі, води, грунту обумовлюють напруження адаптаційних можливостей людини (не тільки фізичних, але й психічних), спричиняють поширення професійних захворювань та вимагають від гігієністів дієвих заходів щодо охорони навколишнього середовища.
При розробці заходів щодо охорони навколишнього середовища суттєве значення має соціально-гігієнічне прогнозування та аналіз верстатів індустріалізації, можливі шляхи та обсяги забруднення навколишнього середовища.
Фактори навколишнього природного середовища - вода, грунт, повітря
Групи забруднювачів
Супутні:
а) спеціальність;
б) аварійно-випадкові.
За часом взаємодії із НИС:
а) довготривалі;
б) нетривалі.
За походженням:
а) матеріальні: хімічні, механічні;
б) біологічні;
в) енергетичні;
г) редакційні.
Лекція 2.2 Гігієна повітря, води, грунту, нормативні та
законодавчі акти з охорони навколишнього середовища
Ключові слова: навколишнє середовище, повітря, вода, вимоги до якості.
Навколишнє середовище - повітря, вода, грунт, харчові продукти - має постійний вплив на життєдіяльність людини. Охорона його від забруднення і розробка засобів приведення його у відповідність з фізіологічними потребами людини набуває особливої актуальності в сучасних умовах науково-технічного прогресу, оскільки розвиток промисловості, транспорту призвів до погіршання екологічної обстановки. До природного навколишнього середовища людина еволюційно пристосувалась, і без нього її життя є неможливим, оскільки воно є єдиним цілим із внутрішнім середовищем людини. Природне середовище забезпечує нормальну життєдіяльність організму людини.
Гігієна повітря
Атмосферне повітря є одним із найважливіших елементів середовища, що оточує людину. Наявність повітря ~ обов'язкова умова підтримання життя людини. Людині повітря потрібне, головним чином, як постійне джерело кисню, необхідного для окисних процесів і збереження житгя. Зараз доведено важливе значення інших компонентів атмосферного повітря - азоту, вуглекислого газу, інертних газів. Людина за добу в стані спокою вдихає близько 2750 л (2,5 кг) кисню, атмосферного повітря в цьому стані проходить через легені близько 13 тис. л/добу, а при звичайній діяльності - 25 - ЗО тис. л/добу. Ці дані свідчать про те, що навіть мізерні домішки шкідливих речовин, пилу чи патогенних мікроорганізмів у атмосферному повітрі несприятливо впливають на здоров'я людини.
Атмосферне повітря є також резервуаром, що приймає газоподібні продукти обміну речовин людини, тварин, рослин, відходи промисловості, транспорту. В процесі еволюції між організмом людини та повітряним середовищем склалась певна рівновага. Порушення її, різкі зміни фізичних і хімічних властивостей повітря, забруднення його токсичними домішками, пилом, патогенними мікроорганізмами сприяють розвитку в організмі негативних процесів, які порушують стан здоров'я. Джерелом забруднення атмосферного повітря є відходи промислових підприємств, вихлопні гази автотранспорту, отрутохімікати, що використовуються в сільському господарстві, теплові електростанції, АЕС.
Повітряне середовище є чинником передачі багатьох інфекцій. Існує два способи передачі інфекцій через повітря: повітряно-краплинний і повітряно-пиловий.
Отже, повітря має важливе гігієнічне значення і є:
- джерелом кисню, необхідного для окисних процесів і збереження життя людини;
- резервуаром накопичення патогенних мікроорганізмів і чинником передачі інфекції дихальних шляхів;
- резервуаром накопичення шкідливих хімічних речовин техногенного походження, які прямо чи опосередковано несприятливо впливають на здоров'я людини і на санітарно-побутові умови життя населення;
- важливим кліматотвірним чинником;
- одним із провідних чинників терморегуляторних процесів;
- природним середовищем, в якому здійснюються процеси самоочищення від завислих твердих речовин, парів і газів, патогенних мікроорганізмів, шкідливих хімічних речовин;
- одним із джерел забруднення грунту хімічними та радіоактивними речовинами.
Санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочих зон промислових приміщень передбачені ГОСТ 005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».
Фізичні властивості повітря
До фізичних властивостей повітря відносяться: температура, вологість, рухливість, барометричний тиск, електричний стан, інтенсивність сонячної радіації, іонізуюча радіоактивність. Кожен із цих чинників має самостійне значення, однак на організм вони діють комплексно. Теплообмін людини складається з двох процесів: теплопродукції та тепловіддачі. Теплопродукція відбувається за рахунок окислення харчових речовин і звільнення енергії від м'язових скорочень. Деяка частина тепла надходить в організм зовні за рахунок сонячної енергії, нагрітих предметів та гарячої їжі. Тепловіддача відбувається тсплопроведенням, або конвекцією (за рахунок різниці температури тіла і повітря), випромінюванням або радіацією ( за рахунок різниці температури тіла і оточуючих предметів) і випаровуванням (з поверхні шкіри, через легені і дихальні шляхи). В спокої та комфорті тепловитрати людини складають: конвекцією -30%, випромінюванням - 45%, випаровуванням - 25%.
Людина є здатною регулювати інтенсивність теплопродукції та тепловіддачі, завдяки чому температура її тіла залишається, як правило, постійною. Однак при значних змінах метеорологічних чинників середовища стан теплової рівноваги може порушуватись і викликати в організмі патологічні зміни: перегрівання або переохолодження.
Оптимальний мікроклімат - це такі його показники, котрі при тривалій дії на людину без натуги механізмів термореіуляції забезпечують збереження нормального теплового стану організму і відчуття теплового комфорту- Оптимальні для людини значення метеорологічних умов у виробничому середовищі залежать від важкості робіт і періоду року. Так, при фізичній роботі середньої інтенсивності з втратою енергії в межах 151-250 ккал/год (175-290 Вт) у холодний період року оптимальні значення мікроклімату такі: температура становить 17...20°С, відносна вологість - 40-60%, швидкість руху повітря - 0,2 м/с.
При підвищенні температури повітря компенсаційні реакції організму призводять до деякого зниження теплопродукції та підсилення віддачі тепла з поверхні шкіри. Якщо підвищення температури повітря супроводжується зміною й інших метеорологічних факторів (вологість, рух повітря, інтенсивність теплового випромінення), то порушення терморегуляції швидко настає. Так, при нормальній вологості (40%) порушення терморегуляції організму настає при температурі повітря понад 40°С, а при відносній вологості 80-90% вже при 31...32°С.
Різке перегрівання організму може призвести до розвитку теплового удару. З'являється слабкість, запаморочення, шум у вухах, серцебиття, а у важких випадках - підвищення температури, нервово-психічне збудження або знепритомніння.
Низькі температури повітря вкупі з його високою вологістю і рухливістю можуть призвести до переохолодження. При цьому знижується температура тіла, здатність м'язів до скорочування, особливо знижується стійкість організму до інфекційних захворювань. Наприклад, місцеве охолодження рук при тривалому розвантажуванні замороженого м'яса, риби, митті овочів холодною водою призводить до порушення кровообігу, що є простудним чинником. У зв'язку з цим на підприємствах дуже важливо виконувати гігієнічні заходи, що попереджують переохолодження: обладнання місцевої вентиляції, що запобігає холодним протягам у робочій зоні; обігрів рук при тривалій роботі з холодними предметами і т.п.
Вологість повітря обумовлена кількістю та пружністю водяних парів, що містяться в ньому. Висока вологість різко погіршує самопочуття людини. При низькій температурі повітря підвищена вологість посилює тепловіддачу, при підвищеній - затрудиює її, і як наслідок - створений в організмі надлишок тепла викликає відчуття духоти і тяжкості. Вологість повітря діє на організм людини в комплексі з температурою повітря.
Для характеристики вологості повітря користуються показником відносної вологості. З гігієнічної точки зору найбільш сприятливою для організму людини є відносна вологість повітря в інтервалі 30-60%. При такій вологості, середній температурі організму та слабкому русі повітря відбувається нормальна тепловіддача організму. При низькій вологості (10-15%) повітря стає сухим і шкідливим для здоров'я (порушується обмін речовин, спостерігається сухість слизових оболонок, головний біль та ін.). Вимірюється відносна вологість психрометрами Августа або у комбінованими приладами визначення мікроклімату.
Рух повітря. Атмосферне повітря перебуває в постійному русі. Рух повітря відбувається завдяки нерівномірному нагріванню земної поверхні і різниці температур повітряних мас. У приміщеннях повітря також перебуває в постійному русі завдяки відчинянню дверей, фрамуг, ходінню людей, різниці температур і ін. Помірний рух повітря сприяє нормальному теплообміну в організмі. Підвищений рух повітря при його високій температурі і невеликій вологості підвищує тепловіддачу, повільний - знижує її. Низька температура вкупі з підвищеною вологістю і значним рухом повітря призводять до різкого переохолодження тіла людини і сприяють застуді.
Нормальному самопочуттю людини сприяє рух повітря, що не перевищує в приміщенні 0,1-0,15 м/с, на відкритому повітрі - 3-4 м/с. Напрямок руху повітря позначається головними румбами (Північ, Південь, Захід, Схід) та проміжними ( Півн-ічно-Захід. І Іівденно-Захі; Північно-Схід, Південно-Схід).
Напрямок повітря зветься домінуючим. Графічне відображення цього напрямку руху повітря називають «роза вітрів» (рис. 1). Знання домінуючого напрямку повітря певної місцевості дозволяє вибирати ділянки для будівництва, про що йтиметься пізніше.
Північно-Захід
Північно-Схід
Південно-Схід
Південно-Захід
Рис. 1. Роза вітрів
З метою запобігання як переохолодження, так і перегріву в промислових приміщеннях нормують допустимі показники температури, вологості, швидкість руху повітря (додатки 1,2).
Хімічний склад повітря та його гігієнічне значення
Атмосферне повітря являє собою суміш різних газів. В його складі є постійні компоненти (кисенй, азот, вуглекислота, інертні гази), а також у змінних кількостях - різні домішки природного походження і забруднення, що виникають в результаті господарсько-промислової діяльності.
Із постійних складових повітря основне значення має кисень (02), котрий є необхідний для здійснення окисних процесів в організмі. В атмосферному повітрі міститься 20,95% кисню, а в тому, що видихаємо, - 15,4-16,0%. При зниженні його в атмосфері до 13-15% порушуються фізіологічні функції організму, до 7-8% - настає смерть.
Вуглекислота (С02) в чистому повітрі становить 0,03%, у видихуваному - до 3%. У сучасних умовах подекуди відбувається перенасичення атмосферного повітря вуглекислотою. У великих промислових містах вміст С02 у повітрі - підвищений, з'являються токсичні тумани, шкідливі кліматичні зрушення (парниковий ефект).
Вуглекислота є фізіологічним регулятором дихання. Зменшення її в атмосфері є практично незначним і нешкідливим, а підвищена концентрація до, 0,07% викликає у деяких людей неприємні відчуття, при 3% - прискорюється і поглиблюється дихання, серцебиття, при 8% - настає тяжке отруєння і смерть.
Рівень концентрації вуглекислоти в повітрі є важливим гігієнічним показником чистоти повітря в житлових і громадських приміщеннях. Гранично допустима концентрація (ГДК) С02 у приміщеннях - 0,1%. Цей показник враховується при оцінці ефективності вентиляції. Річ у тім, що в повітрі закритих приміщень поряд із С02 накопичуються леткі дурнопахнучі продукти життєдіяльності людини (індол, скатол, метан, сірководень і ін.), збільшується запиленість, бактеріальне забруднення. На підприємствах ресторанного господарства ГДК С02 -1,0%.
Азот (N2) становить основну частину повітря: 78,97% (вдих), 79,2% (видих). Основне призначення - розріджувач кисню.
Озон (Оз) головним чином знаходиться на висоті 20-30 км. У приземних шарах атмосфери його замало: не більш як 0,00001 мг/л. Утворюється під час грози, має бактерицидні властивості і є показником чистоти повітря.
Основні забруднювачі повітря
Господарсько-промислова діяльність людини є чинником забруднення повітря різними газами та частинками. Найбільш розповсюдженими хімічними забруднювачами повітря міст є окисли сірки, азоту та оксид вуглекислоти. На підприємствах торгівлі та ресторанного господарства основними можливими джерелами забруднення повітря є:
- порушення технологічного режиму виробництва продуктів харчування;
- аварійні ситуації (аварії каналізації, вентиляції, холодильного устаткування).
Виходячи з цього, до можливих шкідливих речовин у повітрі приміщень можна віднести: оксид вуглецю (CO), аміак (NH3), і сірководень (H2S), сірчистий газ (S02), пил, мікроорганізми. (CO) (чадний газ, оксид вуглецю) потрапляє в повітря як продукт f неповного згорання палива. Це газ без запаху і кольору, що може j викликати як гостре, так і хронічне отруєння. Гостре отруєння j спостерігається при концентрації в повітрі 220-250 мг/м"\ хронічне -при постійному вдиханні понад 20-30 мг/м . У робочій зоні , допустимий вміст CO у повітрі в залежності від тривалості роботи - ; від 20 до 200 мг/м'. SOt (сірчистий газ) при згоранні палива виділяється в повітря. Має загальнотоксичну дію. Подразнююча дія проявляється при концентрації в повітрі понад 20 мг/м3. ГДК в атмосфері - 0,05 мг/м", у повітрі робочої зони - 10 мг/м . H2S (сірководень) частіше потрапляє в повітря з відходами хімічних, нафтопереробних, металургійних підприємств. Виділяється також при гнитті харчових відходів, фруктів, овочів, білкових продуктів. Має загальнотоксичну дію. Неприємне почуття у людини може бути при концентрації 0,04-0,12 мг/м"; смерть настає при концентрації понад 1000 мг/м3. ГДК в атмосфері - 0,008 мг/м', у повітрі робочої зони - до 10 мг/м3. NH3 (аміак) утворюється при гнитті білкових продуктів, порушенні герметичності системи охолодження аміачних холодильних камер, при аваріях каналізації.
Акролеїн (продукт розпаду жиру при тепловій обробці) є здатний викликати алергію. ГДК - 0,2 мг/м'. Иоліциклічні ароматичні вуглеводи (найчастіше - 3,4 бензопірен) утворюються при спалюванні кам'яного вугілля, нафти, газу. На підприємствах можуть бути як результат аварії котельних, топок.
Механічними домішками є пил, частинки грунту, диму, попелу, сажі. Запиленість зростає при недостатньому озелененні території, неблагоустрої під'їзних шляхів, порушеннях збору і вивозу відходів виробництва, а також при порушеннях санітарного режиму прибирання приміщень (використання сухих віників для підмітання підлоги, нерегулярне вологе прибирання і ін.). Крім того, запиленість приміщень збільшується при порушеннях у облаштуванні та експлуатації вентиляції, планувальних рішень (недостатня ізоляція комори овочів від виробничих приміщень). У кондитерських цехах великої потужності є можливою запиленість повітря цукровим і борошняним пилом.
Біологічна дія пилу на людину залежить від розміру пилових частинок та їх питомої ваги. Найбільш шкідливі для людини пилинки є меншими за 1 мкм в діаметрі, вони досягають альвеол легень і можуть стати причиною хронічного захворювання. ГДК сажі та кіптяви - 0,05 мг/м3. Борошняний пил подразнює дихальні шляхи і може викликати алергію. ГДК - 6 мг/м3.
Присутність у закритих приміщеннях багатьох мікроорганізмів може стати джерелом зараження людей та харчових продуктів. Повітря вважається чистим, якщо в 1 м3 міститься не більш як 1500 мікробів, а гемолітичного стрептококу - менше за 10.
Вміст шкідливих речовин у повітрі виробничих приміщень не повинен перевищувати допустимих концентрацій (ДК), затверджених Міністерством охорони здоров'я. Перелік ДК і клас токсичності наведений в додатку 3.
Для запобігання утворення та надходження в повітря виробничих приміщень забруднювачів необхідно:
- суворо дотримуватись технологічних процесів приготування страв;
- при експлуатації газових плит, а також плит, що працюють на вугіллі чи дровах, необхідно забезпечити повне згорання палива;
- операції, що пов'язані з просіюванням борошна, цукрової пудри та інших сипучих продуктів, рекомендується виконувати на робочих місцях, обладнаних місцевою витяжною вентиляцією.
Отже, виробничі приміщення підприємств ресторанного господарства (ПРГ) повинні бути обладнані системами вентиляції, особливо в мийних відділеннях, над плитами, у місцях можливого утворення пилу і т.п.
Гігієна вентиляції. Якість повітря в приміщенні залежить як від наявності та інтенсивності джерел забруднювачів, так і від частоти його заміни зовнішнім повітрям, або від кратності обміну повітря приміщення (відношення об'єму повітря, що надійшло в приміщення за 1 год, до об'єму приміщення).
Природна вентиляція приміщень відбувається завдяки різниці температур і тиску повітря всередині приміщення і зовні. При цьому рух повітря відбувається крізь нещільності в дверях, вікнах, спеціальні отвори (кватирки, фрамуги), внаслідок повітропроникності будівельних матеріалів. Основна вентиляція відбувається крізь фрамуги і кватирки. Проникнення повітря крізь пори стін та нещільності вікон і дверей є незначним і становить, як правило, кратність обміну на рівні 0,5.
Більш раціональним у гігієнічному вирішенні є провітрювання приміщень крізь фрамуги: при такій вентиляції більшою мірою зберігається рівномірність температури повітря в робочій зоні (1,5 м над підлогою). Фрамуги відчиняються у верхній частині вікна під кутом 45° вверх до стелі - при цьому зовнішнє повітря (холодне) змішується з теплим і прямує в робочу зону.
Гарний повітрообмін створюють протяги - в залежності від сили вітру та різниці температур повітрообмін може сягати 15-20-кратного за годину і більше, але таке провітрювання є можливим лише за відсутності людей.
Механічна вентиляція. При механічній вентиляції обмін повітря відбувається під дією штучного збудника. ПРГ з кількістю місць понад 100 та центральним опаленням повинні мати механічну систему вентиляції (власну). Забруднене повітря вилучається крізь витяжні канали і викидається в атмосферу над коником даху. Подаватись у приміщення повинно чисте повітря з температурою не нижчою за 12°С. Для запобігання великих температурних перепадів взимку слід підігрівати припливне повітря так, аби різниця температур цього повітря і повітря приміщень не перебільшувала 5°С, а влітку слід його охолоджувати, забезпечивши різницю температур не більш ніж на 10°С.
Особливу увагу слід приділяти правильному влаштуванню вентиляції в гарячому цеху: забезпечити необхідний температурно-вологий режим повітря, не створювати протягів, виключити чи звести до мінімуму шкідливу дію на здоров'я персоналу кухні променевого тепла плити, попередити проникнення запахів із гарячого цеху до сусідніх приміщень і, головним чином, - до обіднього залу. Для цього слід передбачити в повітрообміні кухні та роздавальної перевагу кратності витяжки над припливом. У торговому залі в зв'язку з цим кратність припливу повинна перевищувати кратність витяжки.
Кондиціювання повітря є найкращим методом підтримки мікроклімату в приміщенні. Кондиціонер забезпечує оптимальні умови температури, вологості, руху та чистоти повітря та підтримує їх автоматично протягом необхідного інтервалу часу, забезпечуючи таким чином стійкий та оптимальний мікроклімат у приміщенні. В кондиціонерах повітря піддається очищенню, охолоджуванню або нагріванню, зволоженню чи підсушуванню. Кондиціювання повітря має гігієнічне значення як в цілому для ПРГ, так і, особливо, в обідньому залі, де створюються сприятливі умови для прийняття їжі та відпочинку.
Гігієна води Гігієнічне значення води
Вода є одним із найважливіших елементів зовнішнього середовища, необхідних для життя людей, тварин та рослин. Вода -одне з найцінніших природних багатств і незамінний вид сировини. Вона є універсальним середовищем обміну речовин, бере участь у процесах всмоктування, окислення, гідролізу харчових продуктів, виводить із організму шлаки, відходи. Обмін солей організму, процеси терморегуляції відбуваються за участю води. Неоціненним є гігієнічне значення води: вона необхідна для підтримки чистоти тіла та прання білизни, приготування їжі та миття посуду, прибирання житлових, громадських та промислових приміщень, миття вулиць та поливання зелених насаджень. Вода - фактор загартування організму, фізичного розвитку. Вона є лікувальним та кліматотвірним фактором.
Великим є народногосподарське значення води: вона підвищує врожайність, використовується в різних галузях промисловості, в тому числі в харчовій.
Фізіологічна потреба людини в питній воді - 2-3 л/добу, в жаркому кліматі та при виконанні фізичної роботи - 6-Ю л/добу. Якщо людина втрачає 10% води, то це призводить до порушення обміну речовин, при втраті 15-20% - настає смерть.
Вода може бути причиною різних захворювань, у тому числі інфекційних (черевний тиф, холера, паратифи, дизентерія), зоонозних (туляремія, бруцельоз), а також поліомієліту, гепатиту. Крім того, з водою в організм людини можуть потрапляти патогенні простіші: лямблії, дизентерійна амеба, інколи - яйця гельмінтів.
Гігієнічні вимоги до якості води
На підприємствах торгівлі та ресторанного господарства використання забрудненої води може призвести до зараження мікробами, вірусами продуктів харчування, інвентаря, обладнання, зниження стійкості продуктів при зберіганні, виникнення харчових отруєнь та інфекційних захворювань серед населення.
Вимоги до питної води, яка подається централізовано господарсько-питними системами водопостачання, та використовується одночасно для питних, господарських, технічних і комунальних потреб, встановлюються ГОСТ 2874-92 «Вода питьевая».
Склад і властивості води за будь-якого типу водопостачання, способу її очищення і конструктивних особливостей водопровідної мережі повинен забезпечувати безпеку в епідемічному відношенні, нешкідливість хімічного складу і сприятливі органолептичні властивості, тому ГОСТ нормує якість води за бактеріологічними показниками, за наявністю токсичних хімічних речовин і за органолептичними показниками.
Безпека води в епідемічному відношенні визначається непрямими показниками: мірою загального бактеріального забруднення і вмістом бактерій групи кишкової палички.
За бактеріологічними показниками вода, що подається в водопровідну мережу і надходить споживачам, повинна відповідати таким вимогам: загальна кількість бактерій в 1 мл нерозбавленої води - не більш як 100; колі-іидекс - 3.
Показники токсичних хімічних речовин. Допустимі концентрації у воді речовин, що переважають у природній воді або доданих до води у процесі її обробки, не повинні перевищувати таких норм, мг/л: берилій - 0,0002; молібден - 0,25; алюміній - 0,5; миш'як - 0,05; нітрати (по N03) - 45,0; поліакриламід - 2,0; свинець - 0,03; селен -0,001; стронцій - 7,0; фтор (не більше) для І і II кліматичних районів -1,5; для III кліматичного району - 1,2; для IV кліматичного району -1,7.
Допустимі концентрації у воді хімічних речовин, що є промисловими і сільськогосподарськими забруднювачами джерел води, не повинні перевищувати норми, встановлені МОЗ СРСР для джерел централізованого водопостачання (в Україні діють донині).
Органолептичні показники води. Показники, що забезпечують сприятливі органолептичні властивості води, включають норми для речовин, що трапляються у природній воді, які в процесі обробки додаються у воду у вигляді реагентів, і тих, що з'являються у воді внаслідок побутового, промислового і сільськогосподарського забруднення водних джерел.
Органолептичні властивості води характеризуються:
1) інтенсивністю допустимої зміни органолептичних властивостей води (запах, присмак, колірність, мутність);
2) вмістом хімічних речовин, шкідливість яких визначається їх здатністю в найменших концентраціях погіршувати органолептичні властивості води.
За органолептичними показниками вода повинна відповідати таким вимогам:
- запах - не більш як 2 бали;
- присмак - не більш як 2 бали;
- кольоровість за платино-кобальтовою або імітуючою шкалою - не більш як 20 (35) градусів;
- мутність за стандартною шкалою - не більш як 1,5 (2,0) мг/л.
Вода не повинна містити різних водних організмів, що розрізняються неозброєним оком, і не повинна мати на поверхні плівку.
Хімічні речовини, що впливають на органолептичні властивості води, і трапляються в природній воді або додаються до води в процесі її обробки, не повинні перевищувати (мг/л): сухий залишок - і 000 (1500); хлориди - 350; сульфати - 500; залізо - 0,3 (1,0); марганець -0,1 (0,5); мідь - 1,0; цинк - 5,0; залишковий алюміній - 0,5; гексаметафосфат (Р04) - 3,50; триполіфосфат (Р04) -3,5; загальна жорсткість - 7,0-10,0 (мгекв/л).
У дужках наведені допустимі рівні за погодженням з органами СЕС.
Водневий показник (рН) повинен бути на межі (6,0 - 9,0).
При знезараженні води хлором концентрація залишкового вільного хлору у воді повинна бути не меншою за 0,3 мг/л і не більшою за 0,5 мг/л при контакті не менш як 30 хв, залишкового озону при озонуванні - 0,1 - 0,3 мг/л.
Розрізняють два види водопостачання: 1) централізований (водопровід); 2) децентралізований, або місцевий. При місцевому водопостачанні вода розбирається безпосередньо із джерела водопостачання, наприклад із колодязів, джерел, подасться до місця споживання за допомогою різноманітної тари: відер, діжок, автоцистерн. При централізованому водопостачанні вода із джерел подається споживачам по мережі трубопроводів.
У сільських населених пунктах часто будуються водопроводи, що живляться з глибоких міжпластових вод через влаштовані артезіанські свердловини. Однак до сьогодні в сільській місцевості на невеликих харчових об'єктах як водні джерела використовують викопані колодязі і джерела.
Показники бажаної якості води колодязів:
- прозорість - не менш як 30 см;
- колірність - не більш як 40о;
- запах, присмак -до 2-3 балів;
- загальна жорсткість -до 14 мг-екв (40°);
- вміст фтору -до 1,5 мг/л;
- вміст нітратів -до 40 мг/л;
- колі-титр - не менш як 100;
- мікробне число - 300 - 400/ мл;
- окислюваність - до 4 мг/л 02;
- вміст алюмінієвих солей - до 0,1 мг/л;
- вміст нітритів - до 0,002 мг/л.
Місце облаштування колодязя має бути вище по рельєфу місцевості і по можливості - далі від об'єктів, які забруднюють ґрунт (25 - 30 м). Це місце не повинно заболочуватись або затоплюватись. Стіни колодязя мають бути водонепроникними. Навколо верхньої частини стін колодязя слід улаштувати глиняний замок, аби поверхневі води не могли проникати поблизу і вздовж стін споруди до водоносного горизонту і в колодязь. При копанні колодязя бажано дійти до другого водоносного горизонту.
Стіни колодязя мають бути підняті над поверхнею землі не менше ніж на 0,8 м. Навколо наземної частини колодязя поверх глиняного замка в радіусі 2 м роблять насипку піском і замощення каменем або цеглою з нахилом для стоку випадково розлитої води і атмосферних опадів у бік від колодязя до найближчого кювету, стотне значення має техніка водорозбору з шахтного колодязя. Найкращим засобом підйому води з колодязя є насос. За відсутності насосу устя колодязя закривають кришкою, яка знімається тільки під час підйому води ворогом або журавлем. Користуються тільки спільним відром, бажано з напівкруглим днищем. Навколо колодязя в радіусі 5 м повинна бути загорожа.
Методи поліпшення якості води
Методів поліпшення якості води існує багато, і вони дають змогу очистити воду від небезпечних мікроорганізмів, завислих частинок, гумінових сполук, надлишку солей (Са, Mg, Fe, Мп, F і ін.), поганопахнучих газів, токсичних і радіоактивних речовин.
До числа методів, що найбільш часто застосовуються для поліпшення якості водопровідної води, відносяться: освітління (усунення мутності води), знебарвлення (видалення кольору води), знезараження (звільнення води від патогенних мікробів, вірусів і яєць гельмінтів).
Освіптіння і часткове знебарвлення води досягається шляхом тривалого відстою. Щоб прискорити і підвищити ефективність осідання завислих частинок у відстійниках, проводять коагуляцію води. Сутність процесу коагуляції полягає в тому, що речовини, які знаходяться у воді в колоїдному стані, зсідаються, утворюючи пластівці, і випадають в осад.
Практично коагуляція води досягається завдяки внесенню хімічного реагенту-коагулянту, який: має заряд, протилежний заряду колоїдних частинок, які знаходяться у воді; сам утворює колоїдний розчин, який швидко коагулює з утворенням пластівців, що випадають в осад.
Найбільш часто в якості коагулянту застосовується сірчанокислий алюміній - глинозем - A12(S04)3, рідше застосовують Fe2(S04)3, FeCb. A^SCib вступає в реакцію з двовуглекислими солями кальцію і магнію (бікарбонати), які утворюють так звану жорсткість води, що усувається:
A12(S04)3 + 3 Са(НС03)2- 2 А1(ОН)3+ 3 CaS04+ 6 С02.
АІ(ОН)з утворює у воді колоїдний розчин, який коагулює з утворенням пластівців. Вони випадають в осад, захоплюючи з собою завислі речовини, в тому числі мікроорганізми, яйця гельмінтів. Пластівці коагулянту адсорбують на своїй поверхні гумінові речовини і тим самим знебарвлюють воду.
Після відстоювання і коагуляції у воді можуть залишитися дрібні пластівці, які не осіли у відстійниках. Для подальшого очищення води застосовують фільтрацію.
Пом'якшення води. Під пом'якшенням розуміють повне або часткове усунення з води катіонів Са2' і Mg~+. Практичного застосування набули реагентні методи, метод іонного обміну і термічний. Іноді ці методи комбінують, наприклад: частину солей жорсткості видаляють осадом їх реагентами, а залишок - катіонним обміном. Вибір методу визначається головним чином необхідним ступенем очищення. Реагентні методи засновані на обробці води речовинами, що утворюють з іонами кальцію і магнію практично нерозчинні сполуки, які випадають в осад: СаС03, MgC03, Са3(Р04)2, Mg3(P04)2Ta інші.
Вапнування застосовується в тих випадках, коли немає необхідності усувати із води солі постійної жорсткості: Са(НС03)2 + Са(ОН)2 _> СаС03 І + 2Н20; Mg(HC03)2+ Са(ОН)2-> MgCO.,1 + СаС03 + 2Н20.
Для усунення солей постійної жорсткості у воду додають разом із гашеним вапном соду, яка реагує з солями постійної жорсткості, осаджуючи іони Са і Mg: CaS04 + Na2C03-> СаС04+ Na2S04; MgS04 + Na2C03+ Ca(OH)2 _> Mg(OH)2 + CaC03l + Na2S04.
Содово-натрієвий метод застосовують для пом'якшення води, в якій карбонатна жорсткість є трохи більшою за некарбонатну.
При фосфатному методі пом'якшення іони Р04" зв'язують іони Са2+ і Mg2+y практично нерозчинні сполуки: Са(НС03)2 +Na3P04-> Са3(Р04)24-;
Mg S04+ Na3P04 -> Mg3(P04)2i. Усунення кальцієвої жорсткості для пом'якшення невеликої кількості води досягається при обробці її тіосульфатом натрію: Са S04+ Na2S204 _* CaS204l+ Na2S04; Са(НС03)2 + Na2S204 _> CaS204| + 2NaHC03.
Недоліком цього методу є висока вартість тіосульфату, перевага - простота обладнання.
Знезаражування води належить до найбільш широко застосовуваних методів поліпшення якості води, яке може здійснюватися хімічними і фізичними безреагентними методами. При хімічних методах у воду опускають реагенти бактерицидної дії: газоподібний хлор; різні сполуки, що містять так званий активний хлор, озон, солі срібла та ін. До фізичних методів відносяться кип'ятіння, опромінення ультрафіолетовими променями (УФП), дія ультразвуковими хвилями, струмом високої частоти та інше.
На сьогодні найбільшого розповсюдження набуло: хлорування, озонування. Застосування хлорування пояснюється надійністю знезаражування, доступністю здійснення і дешевизною.
Принцип хлорування заснований на обробці води хлором або хімічними сполуками, що містять хлор в активній формі, який справляє окислювальну та бактерицидну дію. При додаванні хлору до води відбувається його гідроліз: С12 + НОН <=> НОСІ + НС1, тобто утворюються соляна і хлорнуватиста кислоти.
У природних водах хлорнуватиста кислота (мри рН > 6,0) дисоціює на іони Hf і ОСІ". Невеликі розміри молекули і електрична нейтральність дозволяє хлорнуватистій кислоті швидко проникнути крізь оболонку бактеріальної клітини і впливати на клітинні ферменти. Передбачається, що реакція іде з SH-групами ферментів, які окислюються хлорнуватистою кислотою і гіпохлорит-іонами.
На великих водопроводах для хлорування використовують газоподібний хлор, на малих - хлорне вапно - 3 Са(ОСІ)2 хСаОхІЬО: 2Са(ОСІ)2 + 2Н20 <=> СаСІ2 + Са(ОН)2 + 2НОСІ.
Крім хлору і хлорного вапна для знезаражування води можна використовувати двоокис хлору (СЮ2), гіпохлорит кальцію (Са(ОСІ)2), різноманітні хлораміни, хлорити (NaCI02).
Озонування - найбільш перспективний з усіх методів знезараження води.
При нормальній температурі і тиску озон становить газ блідо-голубого кольору з питомою вагою 1,678 г/см3. Має характерний запах, який відчутний вже при розведенні 1:500000. Розчинність -висока: 980мг/л при 0°С. У воді швидко розкладається. Знезаражуюча дія озону заснована на його високій окислювальній здатності, яка пояснюється м'якістю віддачі їм активного атома кисню: Оз-Ог + О. Завдяки високому окислювальному потенціалу озон енергійно вступає у взаємодію з багатьма мінеральними і органічними речовинами, в тому числі з цитоплазмою бактеріальних клітин, руйнуючи їх. Озон, як знезаражуючий реагент, діє швидше за хлор приблизно у 15-20 разів. Доза озону, необхідна для знезараження, знаходиться звичайно в межах 0,5-5,0 мг/л. Температура води, рН, мутність і інші властивості води впливають набагато менше на ефект озонування води, ніж на хлорування, що забезпечує дозування реагенту і контроль за ефективністю знезараження води.
Важливою перевагою озонування є те, що вода при обробці не збагачується додатковими домішками. Залишковий, невикористаний озон через короткий відрізок часу розпадається і перетворюється у кисень. Озонування води призводить не лише до її швидкого знезаражування, але й сприяє запобіганню запахів і присмаків як природного, так і промислового походження, а також знебарвлюванню природної води завдяки окисленню і розпаду органічних домішок води (при озонуванні забарвлених вод 1 мг/л озону знижує забарвленість на 5-8%).
Органічні домішки води, як правило, вилучаються наступними методами:
- для знебарвлювання води використовується процес коагулювання; поліпшення смакових властивостей досягається обробкою активованим вугіллям;
- знезараження досягається завдяки хлору.
Одночасне проведення цих заходів ускладнює технологічний процес обробки води, потребує великих споруджень і не завжди забезпечує потрібний ефект. Тим часом за допомогою лише озонування інколи отримували такі ж результати, як і при використанні вищезгаданих процесів. Ефективність озонування визначається природою і властивостями органічних речовин, які містяться у воді.
В основі промислового отримання озону лежить реакція розщеплення молекули кисню на атоми з наступним приєднанням до молекули атома кисню під впливом тихого розряду:
- 02+ 117,2 ккал <=> 20;
- 202 + 20-» 203 + 49,4 ккал.
Отримання озону відбувається в озонаторах, де звільнене від пилу і вологи повітря із заданою швидкістю пропускається між двома поверхнями, які проводять струм. Утворена при цьому озонуванні суміш контактує з водою в спеціальних змішувачах.
Знезаражування води іонами срібла. Срібло, навіть у найменших концентраціях, є здатне знищувати мікроорганізми, що пояснюється здатністю його іонів та іоногенних сполук руйнувати і денатурувати протоплазму мікроорганізмів.
Збагачення води іонами срібла досягається кількома способами: методом контактування води з розвинутою поверхнею металу (кільця, буси, пісок і т.п.); методом безпосереднього розчинення у воді препаратів срібла електролітичним способом Л.А. Кульського. Найбільшу практичну цінність становить електролітичний метод, заснований на анодному розчиненні срібла. Електролітична срібляна вода за своїми бактерицидними властивостями переважає над такими дезінфікуючими засобами, як хлор, фенол та ін.
Із безреагентних методів знезаражування води використовується обробка води ультрафіолетовими променями, надвисокочастотними хвилями і кип'ятінням.