Введение к работе
Актуальность темы. Ухудшение качества природных вод, связанное с прогрессирующим загрязнением гидросферы антропогенными отходами, снижением эффективности работы очистных сооружений на фоне уменьшения инвестиций в развитие природоохранных технологий в России неизбежно приводит в свою очередь к снижению качества питьевой воды и, естественно, напитков, вырабатываемых на ее основе. Особое беспокойство при этом вызывает бактериальное загрязнение воды, поскольку с последней в организм попадают патогенные микроорганизма, способные вызвать различные весьма опасные заболевания (холера, брипной тиф, массовая дизентерия и др.). В то же время появляется все большее число данных о недостаточной эффективности существующих методов очистки питьевой воды от вирусно-бактериального загрязнения, к чему следует добавить ухудшение технико-экономических показателей, связанное в первую очередь с ростом затрат на электроэнергию (особенно озонирование) и приобретением бактерицидных препаратов.
В соответствии с вышеизложенным остро стоит задача поиска новых нетрадиционных дезинфектантов, применение которых, во-первых, снимет остроту указанных проблем, во-вторых не вызовет к жизни новую проблему - вторичное, подчас не менее опасное, загрязнение питьевой воды. Такой подход, очевидно, находится в полном соответствии с проектом Закона РФ «Об обеспечении населения питьевой водой», который устанавливает правовые, организационные и экономические положения, направленные на реализацию права граждан России на обеспечение качественной питьевой водой.
Работа выполнялась в соответствии с государственной программой «Экологическая безопасность России» Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов и региональной программой «Дон» (1997 - 2000гг.).
Цель работы состояла в том, чтобы всесторонне изучить бактерицидные свойства препаратов серебра применительно к природной донской воде и разработать технологические основы их применения
в процессах обеззараживания воды и производства напитков улучшенного качества на ее основе.
Достижение намеченной цели осуществлялось при решении следующих задач: исходя из критического анализа эколого-экономических и санитарно-гигиенических показателей существующих методов обеззараживания выбрать главные критерии целесообразности использования тех или иных бактерицидных препаратов; аспоставить бактерицидную активность различных препаратов и найти условия (в т.ч. и экономические), в которых препараты серебра проявляют наибольшую удельную активность; установить »а*о»смэриэсти процесса обеззараживания воды препаратами серебра, а также особенности его механизма и на их основе провести необходимые технологические расчеты; разработать, технико -экономически обосновать к внедрить принятые технологические решения на конкретном предприятии пищевой индустрии.
Объекты и методы исследования. Объектами исследования являются природная донская вода, модельные водные растворы, бактерицидные препараты серебра (электролитически полученные ионы, AgN03, Ag2S04, [Ад(ЩзЫ*> AgCL, Ад2С03, AgBr, AgJ), санитарно-показательные микроорганизмы E.coli, озон, хлор, пероксид водорода, ионы Cu(II), Мл(VII), Уф- лучи, УЗ- волны (как бактерицидные агенты).
Методы исследования включали: критический анализ результатов других авторов, аналитические исследования, постановку экспериментов в лабораторных и промышленных условиях, обработку полученных результатов методами математической статистики и их сопоставление с известными характеристиками научно-технических решений, принятых в качестве базовых.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением стандартных аналитических методов и подтверждена результатами экспериментальных исследований, получением прогнозируемых результатов при внедрении на производстве.
Научная новизна и ценность работы для теории состоит в следующем:
сформулирован и обоснован критерий выбора дезинфектанта «физиологически безвредное последействие - адекватные затраты» и на его основе дана критическая оценка существупцих методов обеззараживания воды, предназначенной для питьевых целей; применительно к природной донской воде установлено, что: в сопоставимых условиях препараты серебра проявляют наибольшую удельную бактерицидную активность по сравнению с другими дезинфектантами; по данному показателю установлено наличие заметной бактерицидной активности малодиссоциирующих солей серебра; найдены математические закономерности влияния основных технологических параметров на процесс обеззараживания воды препаратами серебра; изучен феномен длительного бактерицидного последействия препаратов серебра, использованных для обеззараживания воды; предложен вероятный механизм этого явления.
Практическое значение работы заключается в следующем: на основе предложенной кинетической модели процесса обеззараживания донской воды различными препаратами серебра определены параметры, позволяющие достигать заданных значений глубины дезинфекции воды; разработаны основы энергосберегающей технологии обеззараживания природной воды препаратами серебра, определены оптимальные условия применения последних, предложены схемы и конструкции специальных устройств для генерации ионов серебра и дозирования препарата в водный поток; найдены условия повышения бактерицидной устойчивости воды путем введения малых количеств препаратов серебра на заключительной стадии обеззараживания воды традиционными дезинфектантами; исключается возможность вторичного химического загрязнения воды, инициированного введением бактерицидного препарата; улучшаются тем самым органолептические показатели воды и напитков на ее основе; осуществлен выпуск новых видов продукции на основе воды, содержащей ионы серебра, обладающих высокими потребительскими качествами.
Реализация работы. Научные результаты работы использованы для тех-
нико-экономического обоснования выпуска новых видов продукции с улучшенными потребительскими качествами в АО «Новочеркасская водка». В 1995-97гг. осуществлен выпуск такой продукции (5 изделий) на оСщую сумму 16,98 млрд.руб., в т.ч.:1995г.- 4,27; 1996г.- 7,5;1997г.- 5,21 млрд.руб.
Апробация раРоты и публикации. Основное содержание работы и полученные результаты докладывались, обсуждались и положительно оценены на заседаниях технического совета Министерства сельского хозяйства и продовольствия Ростовской области (1996, 1997гг.), научно-технической конференции аспирантов и студентов НГМА (1997г.), научной конференции НВВККУС и УВВИУС (г.Новочеркасск, г.Ульяновск, 1997г.).
По теме диссертации опубликовано 15 научных работ и нормативно-технических документов.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации - 272 стр., в том числе: рисунков 39, таблиц 68, приложений - 79 стр.. Список использованной литературы включает 207 наименований.
Автор выражает благодарность доценту НГМА А.П.Москаленко за консультацию при подготовке экономического раздела работы.