arrow_backEmergency WASH

H.10 Пастеризація

Пастеризація води використовує тепло для інактивації патогенних мікроорганізмів. Більшість найпростіших організмів, бактерій та вірусів інактивуються при температурі від 60 до 70° С та періоду дії в мінімум 1 хвилину, хоча у випадку деяких бактеріальних спор та цист найпростіших може знадобитися більше часу. На практиці пастеризація води означає підтримання температури води у 70° С протягом 15 хвилин.

Пастеризацією води можна назвати приготування води на сонячній печі, що є одним з основних методів пастеризації в побутових умовах. Сонячна піч використовує енергію прямого сонячного світла, яке концентрується на каструлі із використанням дзеркальної поверхні із високою відбивною здатністю. Під час прямої сонячної пастеризації темні контейнери з водою поміщають під сонце, допоки температура не сягне 65 – 70° С. Також можуть використовуватися й інші форми тепла для пастеризації в побутових умовах, наприклад, залишкове тепло після приготування їжі або відкритий вогонь, коли вода проходить по металевій трубці, встановленій навколо кухонної плити, або тече через коротку трубку, поміщену у відкритий вогонь.

Проєктні міркування

На відміну від кип’ятіння, за якого рекомендовано довести воду до кипіння з бурлінням, у випадку пастеризації води відсутні візуальні підказки щодо необхідної температури, і може бути складно підтримувати правильну температуру протягом необхідного періоду часу. Задля забезпечення правильного періоду часу і температури для пастеризації на ринку існує кілька продуктів. Наприклад, термостатичні клапани випускають воду лише після досягнення температури пастеризації, або є індикатори, виготовлені з прозорої пластикової труби, частково заповненої воском, який тане при 70° С, вказуючи на досягнення пастеризації.

Матеріали

У випадку сонячної печі каструля виготовляється із матеріалів, які добре проводять і утримують тепло та є часто чорного або темного кольору. Кришка зменшує втрати тепла. Скляні кришки можуть ще більше посилити ефективність, створивши парниковий ефект, проте загалом можна використовувати будь-яку металеву каструлю з кришкою. Пристрої, які використовують надлишкове тепло від традиційних кухонних плит через дуже базовий теплообмінник, можуть виготовлятися на місцевому рівні. Індикатори пастеризації рекомендовані для гарантування досягнення необхідної температури.

Придатність

Побутові пристрої зазвичай дуже дешеві та можуть виготовлятися локально. Сонячні печі також можуть використовуватися для приготування їжі, що робить їх більш привабливими. Зазвичай розповсюдження пристроїв для пастеризації більше підходить для етапу відновлення, оскільки знання про методологію та матеріали можуть не бути широко доступними на етапі гострого реагування, і може знадобитися навчання для виробництва та/або використання пристроїв. Загалом для належного використання побутових пристроїв потрібне лише базове початкове навчання. Проте за відсутності індикатору часу і температури існують ризики неправильного проведення пастеризації. Загалом каламутну воду також можна пастеризувати, хоча каламутність залишиться, і може бути потрібно збільшити час пастеризації для гарантування достатньої інактивації мікроорганізмів. Коли каламутність усувають з естетичних причин, це потрібно робити до проведення пастеризації задля уникнення повторного забруднення води. У випадку сонячної пастеризації через відносно низький вихід та високу чутливість до хмарної погоди важливим є гарне планування, а також необхідно достатньо місця для зберігання.

Експлуатація та обслуговування

Підходящі контейнери для сонячної пастеризації мають якийсь вид вікна для сонячного опромінення, яке потрібно регулярно чистити та замінювати, коли воно перестає бути прозорим. У випадку сонячної печі потрібно щодня чистити поверхню пристрою для збору сонячної енергії. Чищення можна проводити з використанням віника, щітки або шматка тканини, проте потрібно уникати подряпин на поверхні. Пастеризація не забезпечує залишковий захист, і очищену воду потрібно споживати невдовзі після проведення пастеризації і зберігати у контейнерах для безпечного зберігання води.

Здоров’я та безпека

У випадку живих клітин патогенних бактерій, вірусів і найпростіших організмів можна досягнути показники усунення log на рівні понад 99,9999% при температурі 60 – 70° С за менше ніж 1 хвилину. Проте бактеріальні спори та цисти найпростіших можуть бути більш стійкими до термальної інактивації. Із метою забезпечення суттєвого зменшення кількості спор потрібно гарантувати достатню температуру і час дії, зазвичай це 70° С протягом як мінімум 15 хвилин. Опіки внаслідок контакту з гарячою поверхнею становлять основну загрозу здоров’ю людей при використанні сонячної печі чи інших технік пастеризації, хоча також слід уникати прямого зорового контакту зі світлом, що відбивається від сонячної печі. Дітям не можна самостійно використовувати сонячну піч або інше обладнання для пастеризації, та за можливості працююче обладнання потрібно тримати подалі від дітей. У разі використання вогню чи пального для пастеризації довгостроковий контакт із димом може спричинити відповідні захворювання дихальної системи. У такому разі потрібно добре провітрювати місця для приготування їжі в приміщенні.

Витрати

Вартість високоякісної сонячної печі становить приблизно 200 доларів США, хоча подекуди в наявності є локально виготовлені сонячні печі, які коштують до 50 доларів США. Витрати на індикатори з воском для прямої сонячної пастеризації варіюються у межах від 0,9 до 2 доларів США.

Соціальні та екологічні аспекти

Теплий неприємний смак може погано сприйматися користувачами, якщо воду не охолоджують. Під час пастеризації зовнішній вигляд води не змінюється, що також може зменшити рівень прийняття цього методу у районах із каламутною водою. У разі використання вогню та пального пастеризація може бути екологічно несталою та збільшувати рівень викидів парникових газів, а також погіршувати інші місцеві проблеми, пов’язані з вирубкою лісів, що впливатиме не здоров’я та безпеку. Особливо у густо населених районах обробка води з використанням дров не є доречною з огляду на надмірну експлуатацію деревних ресурсів та подальшу шкоду для навколишнього середовища.

Ключові критерії прийняття рішень

Рівень застосування / масштаб

Побутовий + +
Околиці +

Рівень управління

Побутовий + +

Технічна складність

Середній

Medium

Medium

Екстрена фаза

Стабілізація + +
Відновлення + +

Цілі та основні функції

Очищення води в побутових умовах, дезінфекція води

Сила і слабкість

  • Майже відсутні витрати на очищення, потрібні лише підходящі контейнери
  • Можливо використовувати будь-яке джерело енергії
  • Досить невелика спроможність щодо очищення води
  • У результаті отримують неприємну теплу воду після очищення
  • Чутливість до нестабільної погоди (за умови використання сонячної енергії); хмари, дощ та полярні регіони обмежують ефективність
  • Не містить залишкової дезінфікуючої речовини (інакшим чином потрібно забезпечити безпечне постачання та зберігання)

Вибрана література

Breitenmoser L., Peter M., Kazner C. (2016): Compendium of Water Systems and Technologies from Source to Consumer. D8.7 Water4India Horizon Report FHNW, Muttenz. Switzerland

Burch, J., Thomas, K.E. (1998): An Overview of Water Disinfection in Developing Countries and the Potential for Solar Thermal Water Pasteurization NREL, Golden. USA

CAWST (): Solar Pasteurization CAWST, Calgary. Canada

Solar Cookers International (): Solar Cooking Wiki SCI

WHO (2011): Evaluating Household Water Treatment Options: Health-Based Targets and Microbiological Performance Specifications WHO, Geneva. Switzerland

Ray C., Jain R. (2014): Low Cost Emergency Water Purification Technologies IWA Publishing, Elsevier, Amsterdam. The Netherlands

arrow_upward