Введение к работе
f-S6 3 - О I
Актуальность работы. Стихийные бедствия (землетрясения, наводнения, пылевые бури, ураганы, штормы, селевые потоки и др.), а также аварии и катастрофы на различных объектах, приводящие к загрязнению окружающей среды вредными (химическими, радиоактивными и др.) веществами, наносят большой ущерб сельскому хозяйству и промышленности. Не являются исключением и отраслевые хозяйства по виноградарству и виноделию. Кроме того, на винодельческих предприятиях имеются опасные сильнодействующие кислоты и щелочи, диоксид серы, спирты, аммиак и др., которые могут усложнять пожаро- и взрывоопасную обстановку и вызывать загрязнение винопродукции. При стихийных бедствиях, авариях из-за разрушений складов с ядохимикатами возникает опасность загрязнения винограда и продуктов его переработки (Тюрин СТ., 1980). Даже в последнее время шмели место крупные аварии. Например, аварии в Румынии на золотодобывающем предприятии и шахте, приведшие к загрязнению цианидами и свинцом воды в реках Тиса, Дунай, проходящих через территорию стран с развитым виноградарством и виноделием - Румынию, Венгрию, Югославию, Украину (2000 г.). Потенциалыгую опасность представляют захоронения различных опасных веществ. Так, со времен Великой Отечественной войны в бухтах г.Севастополя до сих пор извлекают химическое оружие (иприт, люизит) (2000 г.).
В мире зафиксированы 152 аварии на атомных электростанциях с утечкой радиоактивности. Такие аварии случались в Италии, Испании, Германии и других странах с развитым виноградарством и виноделием. В результате аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) произошло радиоактивное загрязнение обширных территорий Украины, Беларуси, Российской Федерации, Польши, Германии, Италии и других государств и поступление радионуклидов в сельскохозяйственные культуры и пищевые продукты (Пристер Б.С. и др., 1991; Алексахин P.M. и др., 1991; Архипов Н.П., 1994; Корзун В.Н., 1995; Барьяхтар В.Г. и др., 1995; Silva S. и др., 1989; Wagner А. и др., 1991).
В Крыму обнаружен очаг возможного распространения сибирской язвы (1999 г.). Вибрионы холеры обнаружены в районе г.Севастополя, винзавода совхоза-завода им. П.Осипенко (1999 г.).
Таким образом, при масштабных природных и техногенных авариях и катастрофах важнейшим направлением исследований является проблема производства доброкачественной продукции из загрязненного сырья. Выполненные нами исследования, отвечающие требованиям Государственных и Национальных программ по ликвидации последствий аварии на
Чернобыльской АЭС и "Положеїшя о единой государственной системе предотвращения и реагирования на чрезвычайные ситуации техногенного и природного характера" (Постановление Кабинета Министров Украины № 1198 от 03.09.1998 г.), являются актуальными.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнялась в соответствии с программами, планами, темами научно-исследовательских работ ИвиВ "Магарач" в период с 1976 по 1999 гг. (№ гос. регистрации 77008429,81075247, 81075282, 01816002783); Государственными и Национальными программами по ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС (№ гос. регистрации UA 01000198Р, 01000199Р, 0195U029292, 0195U025998); "Положением о единой государственной системе предотвращения и реагирования на чрезвычайные ситуации техногенного и природного характера" (Постановление Кабинета Министров Украины № 1198 от 03.09.1998 г.), "Целевой научно-технической программой по повышению качества важнейших видов продукции на 1986-90 годы и на период до 2000 г.".
Цель работы. Разработать технологии производства винопродукции, соответствующей действующим санитарно-гигиеническим требованиям, из загрязненного радионуклидами, сильнодействующими ядовитыми веществами (СДЯВ), патогенной микрофлорой сырья в чрезвычайных ситуациях.
Задачи исследований:
-
Провести обобщение и анализ отечественных и зарубежных работ по загрязнению винограда и винопродукции радионуклидами, СДЯВ, патогенной микрофлорой;
-
Изучить и выявить закономерности миграции радионуклидов в системе почва —> виноградное растение —> виноград —> продукты переработки винограда после аварии на ЧАЭС.
-
Изучить динамику содержания радионуклидов в процессе переработки загрязненного винограда, получаемых из него мезги, сусла и вино-материалов и разработать технологии дезактивации винограда и винопродукции.
-
Разработать технологические приемы дегазации винограда и винопродукции от СДЯВ.
-
Разработать технологии обеззараживания винограда и получаемой из него продукции от патогенных микроорганизмов;
6. Разработать мероприятия, обеспечивающие производство вино
продукции в чрезвычайных ситуациях.
Научная новизна. Впервые изучены закономерности миграции радионуклидов в системе почва —> виноградное растение —> виноград -> продукты, переработки винограда в зоне отчуждения ЧАЭС, в результате установлено, что содержание цезия-137 в структурных элементах виноградного растения располагается в убывающей последовательности: листья -» гребни -» лоза —> кожица —> семена -* сок; а содержание стронция-90 - семена -» листья —> гребни —> кожица —> лоза —» сок.
Впервые выявлены закономерности распределения и изменения содержания радионуклидов в процессе переработки винограда, загрязненного радиоактивными частицами с различной степенью их дисперсности (5 и 25 мкм), и радиоігуклидами (цезий-137, стронций-90), образовавшимися вследствие аварии на ЧАЭС, что позволило разработать параметры и режимы дезактивации винограда, сусла, виноматериалов.
Изучены кинетические закономерности снижения содержания радионуклидов в сусле и виноматериалах с использованием: препарата диоксида кремния "Стабилизатор пищевых напитков" ("СПН", А.с. №1017014; А.с. Болгарии №73057), фосфат-циркониевого адсорбента (ФЦА, А.с. №1187459), сополимера метилвинилсульфида и N-винилпирролидона ("ВП-стабил", А.с. №1157051), поли-1-винил-1,2,4-триазола (ПВТ, А.с. №1386648), комплексных препаратов серии "Магарач" (А.с. № N840101); берлинской лазури (заявка на изобретение № 2000031483 от 15.03.2000 г.). Выявленные закономерности позволили разработать технологии дезактивации сусла и виноматериалов.
Впервые выявлены параметры и режимы для дегазации загрязненного зарином, зоманом, ипритом, V-газами винограда, изюма, бекмеса, сусла, виноматериалов, что позволило разработать технологические приемы дегазации винограда и винопродукции.
Впервые на примере стафилококка и антракоида выявлена в динамике жизнеспособность патогенной микрофлоры в виноматериалах при различных концентрациях диоксида серы, объемных долях спирта, значениях рН, температурах, что позволило разработать технологии обеззараживания винограда и винопродукции.
Практическая значимость полученных результатов. Разработаны, апробированы и рекомендованы технологии дезактивации, дегазации и обеззараживания винограда и винопродукции. Разработана и утверждена нормативно-техническая документация (НТД): Дополнение к Государственному стандарту Союза ССР ГОСТ 24433-85ВД Виноград свежий ручной уборки для промышленной переработки на виноматериалы. Технические условия (вводится в действие по особому указанию); Дополнение к
Государственному стандарту Союза ГОСТ 7208-86 ВД Вина виноградные. Общие технические условия (вводится в действие по особому указанию); Методические указания "Ускоренное получение технического спирта из продуктов переработки винограда в особый период" (РД 10.04.05-88); Методические указания "Применение защитной тары на предприятиях вино-градоперерабатывающей отрасли в экстремальных условиях" (РД 10.04.05.3-89); Методические указания "Создание запасов обеззараживающих веществ на винодельческих предприятиях (РД 10.04.05.4-89); "Рекомендации по предотвращению взрывов и пожаров в экстремальных условиях на предприятиях, перерабатывающих сельскохозяйственное сырье" (1990 г.).
Разработаны и апробированы в производственных условиях технологии обработки сусла и виноматериалов, утверждены соответствующие технологические инструкции (1980,1981,1982,1987,1989).
Впервые в Украине в 1979 г. организовано промышленное производство препарата высококонцентрированного диоксида кремния Продукт АК ("Стабилизатор пищевых продуктов" - "СПН"). С 1980 г. началось широкое внедрение научно-технических разработок в производство. Технологии обработки сусла и виноматериалов с использованием "СПН" внедрены на винодельческих предприятиях Украины, Российской Федерации, Молдовы, Грузии, Азербайджана, Узбекистана.
По данным Госстатотчетности экономический эффект от внедрения указанных технологий составил 1724895 руб. (в ценах 1986г.). За период 1987-1999гг. Калушским и Джанкойско-Сивашским опытно-экспериментальными заводами Института химии поверхности НАН Украины выработано и поставлено на винодельческие предприятия 74,883 т. "СПН".
Значимость внедрения в промышленность технологий обработки сусла и виноматериалов с применением препарата на основе диоксида кремния определена постановлениями Совета Министров УССР № 192 от 15.04.1981 г. "О мерах по разработке и созданию новых материалов и препаратов с использованием высокодисперсных кремнеземов" и № 383 от 18.09.1984 г. "О дополнительных мерах по разработке и внедрению в производство прогрессивных технологий в пищевых отраслях промышленности". Материалы исследований включены в требования к технологии применения коллоидного раствора диоксида кремния в виноделии, принятые Международной организацией винограда и вина (МОВВ) (Париж, 1979).
Разработаны мероприятия, обеспечивающие производство винопродукции в чрезвычайных ситуациях.
Конкретное личное участие автора заключается в подборе, теоретическом анализе литературы, выборе направления исследований, постановке цели и задач исследований, планировании, выполнении и обобщении результатов эксперимент&тьных работ, участии в подготовке и проведении производственных испытаний, внедрении, разработке НТД, составлении выводов и рекомендаций производству.
Апробация результатов исследований. Основные научные положения, рекомендации производству доложены на заседаниях Ученого Совета ИВиВ "Магарач" (1976-2000 гг., Ялта); Генеральной Ассамблее советского отделения международного союза радиоэкологов (Киев, 1991); международной конференции "Чернобыль-94" (Зеленый мыс, 1994); всесоюзных и республиканских научно-технических конференциях (Иркутск, 1980, 1987, 1991; Тбилиси, 1980, 1981, 1982; Кишинев, 1980) и семинарах работников винодельческой промышленности (Симферополь, 1980-1982, 1987; Москва, 1986; Киев, 1990-1999).
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 52 научные работы, в т.ч. 4 отдельных издания, 6 работ без соавторов, 7 авторских свидетельств на изобретения.
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 255 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 5 глав, выводов, содержит 82 таблицы, 35 рисунков, 23 приложения. Список использованных источников включает 282 наименования.