ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В СИСТЕМЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЖИВОТНЫХ
Р. А. КАМАЛОВ РГАЗУ
Система водоснабжения — важный элемент жизнеобеспечения животноводческих помещений. Качество воды и её потребление животными зависят не только от источника водоснабжения, но и от конструкционного материала, из которого изготовлена система водоснабжения, ее санитарного состояния и характера эксплуатации.
Для сооружения систем водоснабжения в нашей стране в основном используют стальные трубы, которые не имеют должной защиты от внутренней и внешней коррозии. Кроме того, относительно высокая шероховатость внутренней поверхности стенок стальных труб увеличивает энергозатраты на преодоление трения при перекачке и образование отложений. Указанные факторы ограничивают срок их эксп-луатации в системах хозяйственно-питьевого назначения не более 8—10, а в животноводческих помещениях — 5—6 лет.
В последние годы за рубежом в системе внутреннего водоснабжения широко используют трубы из цветных металлов и полимеров. В нашей стране объем пластмассовых труб в структуре применяемых материалов составляет не более 10—15 %.
Госкомсанэпиднадзор России разрешил использовать в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения более 60 наименований материалов, предназначенных для изготовления труб. Около 80 % из них составляют полимерные материалы, представленные в основном полиэтиленами, полипропиленами, полибутиленом и резинами различных марок. Находят применение также биопластмассовые трубы на основе поливинилхлорида и стеклопластика.
В системах водоснабжения животноводческих помещений полимерные материалы практически не используют. Государственная ветеринарная инспекция России разрешила для оборудования систем подачи воды и жидких кормосмесей несколько марок полиэтилена и поливинилхлорида, а также стеклопластик на основе смолы ПН-1 (Перечень полимерных материалов и конструкций, разрешенных к применению в строительстве и технологическом оборудовании животноводческих помещений, 1996).
По своему составу полимерные материалы представляют конгломерат, содержащий значительное количество низкомолекулярных веществ, химически не всегда связанных с макромолекулой и потому способных, особенно при повышении температуры среды, воздей-ствии продуктов жизнедеятельности животных и других эксплуатационных факторов, выделяться в окружающую среду, превращаться в другие соединения, обладающие иным биологическим действием.
Используемые при синтезе и переработке полимерных материалов компоненты разнообразны по своей природе и биологической активности. Вредность полимерных материалов в первую очередь зависит от выделяющегося мономера (стирол, фенол, формальдегид, хлоропрен, уретан и др.), а также вспомогательных компонентов (катализаторы, инициаторы, эмульгаторы, растворители, пластификаторы, стабилизаторы, порофоры, красители, отверди-тели и др.), применяемых при их производстве. Мономеры очень реактивны, обладают функциональными группами и биологически агрессивны, они способны поражать кожу и слизистые оболочки, некоторые из них имеют аллергенное действие, влияют на печень, репродуктивную функцию, могут индуцировать канцерогенез и другие патологические изменения.
Катализаторами обычно служат щелочные и щелочно-земельные металлы, минеральные соли, основания, кислоты. Многие катализаторы поликонденсации являются токсическими соединениями и присутствие их в готовом полимерном изделии нежелательно.
В качестве инициаторов полимеризации используют кислород, органические и неорганические перекиси, гидроперекиси и диазосоединения, многие из которых биологически активны.
Стабилизаторы вводят в состав полимерных композиций для задержки их распада. Они не вступают в химическую связь с материалом и поэтому могут мигрировать на его поверхность и поступать в контактирующие с материалом среды.
Пластификаторы, вводимые в некоторые полимерные материалы — низкомолекулярные органические соединения, которые используют как растворители смол. Они обычно не вступают в химическую связь с полимером и легко мигрируют на поверхность материала, осо-бенно при повышении температуры и меха-ническом воздействии. Кроме того, пластификаторы способствуют миграции других, нередко более токсичных компонентов.
В готовых полимерных материалах часто остаются остатки растворителей (метиловый и изопропиловые спирты, бензин, хлорорганичес-кие и ароматические соединения), которые мигрируют в окружающую среду и представляют реальную опасность.
В настоящее время в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения в основном применяют следующие полимерные материалы, у которых выявлены определенные достоинства и недостатки:
1. Полиэтилены высокого и низкого давления. Материал матового или перламутровобелого цвета, на ощупь напоминающий парафин, не имеет запаха, не ядовит, горюч, хорошо поддается технической обработке. Трубопроводы из полиэтилена гибки и эластичны, наматываются на барабан, высокотехнологичны, не подвержены коррозии, при замерзании в них воды не лопаются. При повышении температуры возможна миграция из них в воду и другие жидкие среды химических веществ, вспомогательных компонентов (стабилизаторов). Некоторые марки полиэтилена могут стимулировать развитие микроорганизмов в воде.
2. Полипропилен широко применяют для производства труб, листов, пленок, тары. При повышении температуры из материала в воду мигрируют низкомолекулярные соединения, органические вещества, которые при длительном поступлении в организм животных вызывают незначительные изменения в массе, условно-рефлекторной деятельности, весовых коэффициентов печени.
Полиэтилены и полипропилены (полиолефины) могут мигрировать в воду и жидкие модельные среды хлор, алюминий, титан, хром, ванадий, метиловый и изопропиловый спирты, формальдегид, фосфиты, диафены, алкофены, фенозаны, бензпирены. Основным критерием при гигиенической оценке полимерных материалов на основе полиолефинов является уровень миграции органических соединений и формальдегида как наиболее токсичных соединений.
3. Поливинилхлорид — материал темных цветов, изменяет органолептические свойства воды (цвет, запах, привкус), обусловленные мигрирующими из них органическими соединениями, хлоридами, пластификаторами. Из поливинилхлорида изготавливают шланги, пленки, разнообразное фасонное оборудование для систем водоснабжения. При гигиенической оценке основным критерием является содержание в воде остаточных количеств мономера винилхлорида и фталатов.
4. Полистирол используют для изготовления деталей, изделий, тары для воды, он может выделять в воду стирол, фталаты, особенно при повышении температуры и увеличении продолжительности их контакта. Отдельные марки полистирола могут оказать влияние на печень и почки, обусловить эмбриотоксичность.
5. Фторопласты характеризуются эластичностью, стойкостью к многократным перегибам и морозостойкостью. Устойчивы к действию агрессивных сред в широком диапазоне температурных колебаний. Изделия из фторопластов и вещества, мигрирующие из них в воду, не оказывают токсического влияния на организм животных.
6. Полиамиды могут выделять в воду капролактам, который придает ей неприятный запах.
Имеются сведения об увеличении количества микрофлоры воды при длительном контакте с полиамидами.
7. Полиакрилаты устойчивы к воздействиям перепадов температур, не изменяют органолептические показатели воды. Некоторые марки полиакрилата могут выделять в воду стирол и метилметакрилат.
. Фенопласты — материалы на основе эпоксидных смол, способны выделять в воду и модельные среды фенол, формальдегид, ухудшить их органолептические и физико-химические свойства. Повышение температуры приводит к усилению миграции веществ и значительному повышению специфического запаха и переходу в воду окисляющихся и непредельных соединений.
9. Резины нашли широкое применение для систем хозяйственного водоснабжения, а некоторые марки на основе натурального и синтетического каучуков — в хозяйственно-питьевом водоснабжении, в контакте с жидкими пищевыми продуктами.
Для изделий из резины возможно выделение в окружающую среду целого ряда химических соединений: бензпирен, кантакс, тиурам, сероуглерод, альфамитилстирол, дитиокарбаматы. Резины — продукты вулканизации каучуков — изготавливают из резиновых смесей, в состав которых кроме каучука (натурального или синтетического) входят ускорители, активаторы вулканизации, наполнители, пластификаторы, стабилизаторы и другие компоненты. Наиболее опасными ингредиентами резиновых смесей в отношении живых организмов считаются ускорители вулканизации, которые относятся к высокореакционным и термолабильным соединениям. По данным литературы из большинства резин, содержащих тетра-метилтиурамдисульфид наблюдали миграцию дитиокарбаматов, среди них 70 % составлял цимат. Цимат обладает высокой кумулятивно-стью, способен вызвать развитие аллергенного, мутагенного и тератогенного действия.
Одним из определяющих факторов применения полимерных материалов в системах водоснабжения является экономический. Трубы из полимерных материалов в системах водоснабжения имеют относительно малую массу, не подвержены коррозии, легко и быстро мон-тируются сваркой, клейкой, с помощью муфт можно изготовить изделие с любой конфигурацией, обладают высокой эластичностью и т. д. По данным литературы, долговечность водопроводных труб из пластмасс в зависимости от вида материала и условий эксплуатации в 10—50 раз выше, чем стальных.
Вместе с тем полимерные материалы могут выделять в воду разнообразные вещества, некоторые из них обладают высокой токсичностью. Кроме того, вымывающиеся из них в воду компоненты изменяют ее физико-химические свойства, сдвигают баланс питательных веществ для микроорганизмов, в результате чего они размножаются или длительно выживают.
Вопрос использования новых материалов и установление регламентов их применения в хозяйственно-питьевом водоснабжении решается структурами Госкомсанэпиднадзора на основе объективных научных данных о степени и характере воздействия материалов на показатели качества воды, об уровнях миграции отдельных компонентов в воду и других необходимых исследований.
Конструкционные материалы, используемые в объектах животноводства, подвержены специфическим воздействиям: колебания температуры воздуха от—10 до +40 °С, газы жизнедеятельности животных, различные виды лучистой энергии, горячие растворы дезинфек-тантов и др. Данные эксплуатационные факторы способны вызвать деструкцию материалов, превратить выделяющиеся из них в окру-жающую среду вещества в другие соедине-ния с иным характером воздействия на орга-низм животных.
Любой конструкционный материал, предназначенный для применения в системе водоснабжения животных, должен быть подвергнут ве-теринарно-санитарной и гигиенической оценке с целью определения его безвредности или токсичности для животных, соответствия предъявляемым требованиям.
Учитывая особенности строения и условия эксплуатации, к полимерным материалам, используемым в системах водоснабжения для животных, предъявляют следующие основные ветеринарно-санитарные и гигиенические требования:
1. Не выделять в воду и в воздух вредные вещества в количествах, оказывающих прямое или косвенное неблагоприятное влияние на организм животных и обслуживающий их персонал.
2. Не изменять органолептические и физико-химические показатели воды в сторону ухудшения от предусмотренных Сан ПиН 2.1.4.559—96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды центральных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».
3. Не стимулировать рост и развитие микроорганизмов в воде.
4. Быть устойчивыми к периодическим воздействиям основных дезинфицирующих средств, выделениям животных, а также к ультрафиолетовым и инфракрасным лучам.
В качестве критериев ветеринарно-санитарной и гигиенической оценки полимерных материалов, используемых в системах водоснабжения для животных, могут быть временно (до разработки и утверждения гигиенических нормативов по органолептическим, физико-химическим показателям, допустимым количествам миграции (ДКМ) химических веществ в воде для животных) приняты нормативы, ДКМ, ПДК и ДУ для воды центральных систем питьевого водоснабжения.
Соответствие того или иного полимерного материала указанным требованиям определяют на основании результатов санитарно-химических, физико-гигиенических, санитарно-бактериологических, санитарно-токсикологических и других исследований, которые проводят согласно Методическим рекомендациям по ветеринарно-санитарной и гигиенической оценке конструкционных полимерных материалов, используемых в системах водоснабжения для животных (утверждены РАСХН 27 ноября 2002 г.)
№ кошелька: 410011987169836