Фізичні методи знезараження питної води

Кип'ятіння

З фізичних способів знезараження води найпоширенішим і був надійним (зокрема, за домашніх умов) є кип’ятіння.

При кип’ятінні відбувається знищення більшості бактерій, вірусів, бактеріофагів, антибіотиків та інших біологічних об'єктів, які найчастіше зберігають у відкритих водо джерелах, та й у системах центрального водопостачання.

З іншого боку, під час кипіння води видаляються розчинені у ній гази і зменшується жорсткість. Смакові якості води під час кипіння змінюються мало. Щоправда для надійної дезінфекції рекомендується кип’ятити води протягом 15 — 20 хвилин, так як при короткочасному кип’ятінні деякі мікроорганізми, їх суперечки, яйця гельмінтів можуть зберегти життєздатність (якщо мікроорганізми адсорбовані на твердих частинках). Проте застосування кип’ятіння в промислових масштабах, ясна річ, неможливо через високу вартість методу.

Очищення та підготовка води

Природна питна вода також може містити значні кількості речовин, частина з яких належить до контамінантів. Контамінація — потрапляння в певне середовище будь-якого домішку, який змінює властивості цього середовища.

• — хвороботворні мікроорганізми, бактерії й віруси, а також їхні токсини;
• — іони важких металів (свинець, мідь, цинк й ін.), здатні накопичуватися в організмі людини й проявляти свої негативні наслідки по закінченні багатьох років;
• — розчинені органічні речовини (хлороформ, фенол, бензол, різні пестициди);
• — вільний хлор (що залишається після хлорування води);
• — карбонати (солі магнію й кальцію), що формують жорсткість води й складові до 80% від всіх солей, що втримуються в питній воді.

Крім перерахованих вище контамінантів, необхідно ураховувати також присутність у технологічній воді нітратів й нітритів, кількісний вміст яких, як правило, різко зростає в літній період часу. У результаті на тлі введення стандартних норм нітриту натрію в м’ясну сировину в готовій продукції може спостерігатися поява локальних зон, нерівномірних за інтенсивністю забарвлення на зрізі, підвищена концентрація залишкового нітриту й нітрозамінів.

З наведених вище даних стає зрозумілим загальновідомий факт, що близько 80% всіх захворювань людини пов’язане з незадовільною якістю води.

З технологічних позицій бактеріологічні показники використовуваної води (загальне мікробне число — не більше 102 клітин/г, колі-індекс — до 3) безумовно мають вирішальний вплив як на рівень безпеки, так і на стабільність якісних характеристик готової продукції. Порушення нормативів, як правило, приводить до підвищення ступеня мікробіологічного обсіменіння сировини, напівфабрикатів і псуванню готової продукції (без усяких видимих причин) після їхньої термообробки або в процесі зберігання при стандартних параметрах. Найчастіше ознаки мікробіологічного псування проявляються у вигляді ослизнення, знебарвлення, появи пористості, характерного запаху й смаку, наявності цвілі.

Як відзначалося раніше, технологові необхідно враховувати сезонні коливання в складі й властивостях води. У весняний й осінній періоди (танення снігу, дощі) питна вода може мати специфічний смак і затухлий запах (внаслідок наявності газів — аміаку й сірководню), сліди посиленого хлорування, різкі коливання в значеннях рН, утворювались після кип’ятіння з коагульований пластівчастий осад або навіть згусток.

У принципі існує кілька способів підготовки води перед її використанням у технологічних цілях. Найпростіший — відстоювання з одночасним пом’якшенням, що відбувається в ємностях, у яких додають коагулянти (гідроксид кальцію — Са (ОН)2, або солі фосфорної кислоти (харчові фосфати)). У процесі відстоювання відокремлюються органічні домішки, солі, що підвищують жорсткість, гази. Особливу увагу при цьому приділяють наявності у воді хлору. Хлор, застосовуваний як знезаражуючий засіб питної води (ГДК для хлору вільного в питній воді 0,3…0,5 мг/л, для хлору зв’язаного 0,8…1,2 мг/л), чинить сильну бактерицидну дію на всі види мікроорганізмів. При цьому, внаслідок високої окислюючої здатності, хлор вступає в реакції з білками, інактивує ферменти, руйнує різні барвники, тобто наявність хлору у воді може привести до утворення пористості, знебарвленню, погіршенню структурно-механічних властивостей готової продукції. Сам спосіб хлорування останнім часом викликає певну настороженість, оскільки цей метод знезаражування одночасно приводить до утворення у воді ряду небезпечних речовин, у тому числі хлороформу й інших хлорвмісних з'єднань із можливою канцерогенною дією.

Озонування здійснюють шляхом дії тихого електричного розряду на молекулярний кисень. Одержуваний озон (О3) являє собою малостійкий, але досить токсичний газ (ГДК = 0,1 мг/м3 повітря) з високою окисною здатністю. Озон — консервант, інактивує спорові й вегетативні форми бактерій, плісняви і дріжджів. Будучи одним з найсильніших природних окислювачів, озон впливає на всі мікроорганізми, руйнуючи мембрану й окисляючи протоплазму. При цьому варто відмітити, що концентрації озону, згубні для найпростіших мікроорганізмів, на кілька порядків нижче, ніж для більше високоорганізованих.

При застосуванні озону для підготовки питної води використовуються його окисні й дезінфікуючі властивості. Крім високої бактерицидної дії (при концентрації 0,4…0,5 мг озону на 1 літр оброблюваної води) озон :

• · ефективно видаляє сторонні запахи;
• · видаляє домішки заліза й марганцю, окисляючи їх до нерозчинних з'єднань;
• · поліпшує смак за рахунок насичення води киснем і додання їй «джерельних» властивостей;
• · є екологічно чистим, не приводить до утворення канцерогенних речовин.

Обробка води надлишковою кількістю озону не спричиняє ніяких небажаних наслідків: озон, будучи нестійким, знову перетворюється в кисень протягом декількох хвилин. Якщо буде потреба надлишок газу після озонування (норматив його вмісту в питній воді - не більше 0,3 мг/л) видаляють із води, пропускаючи її через вугільний фільтр.

За даними ВООЗ, широке поширення захворювання карієсом у значній мірі пов’язане з дефіцитом фтору в питній воді. Фторування води забезпечує найкращий профілактичний ефект (40…70%). Таким чином, без достатнього забезпечення організму фторидами за рахунок питної води, ефективне рішення проблеми карієсу практично неможливо.