СПОСОБ ОТБОРА ПРОБ ИЗ БАЛЛАСТНЫХ ЕМКОСТЕЙ СУДОВ "РЕКА-МОРЕ" И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
SAMPLING METHOD FROM BALLAST CONTAINERS OF VESSELS SHIPS "RIVER-SEA" AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Предлагаемое изобретение относится к области получения и подготовки образцов проб балластной воды, а именно к способам и устройствам для отбора воды и балластных емкостей теплоходов и судов типа «река-море», с целью бактериологических исследований.
В настоящее время существует серьезная угроза экологии и здоровью людей в заносе патогенных для человека организмов через бесконтрольный сброс судовых балластных вод. По приблизительной оценке в водяном балласте всех судов в мире единомоментно транспортируется от 7 до 10 тысяч различных видов морских обитателей: беспозвоночных, икринок, личинок, бактерий и вирусов, в том числе и Vibrio cholerae.
В соответствии с Международной конвенцией о контроле судовых балластных вод и осадков и управлении ими (2004 г.), где в стандарт качества балластных вод включены следующие показатели: наличие токсигенного вибриона холеры (01 и 0139 с менее чем 1 КОЕ на 100 мм), определенного количества кишечной палочки (менее 250 КОЕ на 100 миллилитров), кишечные энтерококки (менее 100 КОЕ на 100 миллилитров) и менее 1.Также данный стандарт нормирует нахождение в балластных водах жизнеспособные микроорганизмы различных размеров: размер которых равен 50 микрометрам или более, и микроорганизмов, размер которых равен 10 микрометрам или более. Проблемой сброса балластных вод обеспокоена Всемирная организация Здравоохранения, которая в Рекомендациях по порядку проведения инспекции на судах, при выдаче свидетельств о санитарном контроле об освобождении от санитарного контроля предусматривает целый раздел: «Балластные цистерны, предупреждение международного распространения болезней в результате слива».
Известен батометр-бутылка на штанге типа ГР-16М (см. ТУ 52-05-62-64), содержащий емкость в виде бутылки, вставленной в металлическую обойму и закрепленной на ней с помощью зажимной ленты и винта, при этом обойма с бутылкой установлена и закреплена на штанге, а бутылка снабжена металлической головкой, через которую проходят две трубки (водозаборная и воздухоотводная).
Недостатком батометра является то, что им невозможно воспользоваться через замерные отверстия диаметром от 40-55 мм, а проводить отбор батометром через смотровые крышки балластных емкостей потребует много времени (1-1,5 часа) на снятие крепежа (шпилек, гаек).
Кроме того, батометр не даст достоверной информации о наличии тех или иных микроорганизмов, так как проба берется в объеме 1 л, без прокачки воды в емкости, чаще всего это поверхностный слой.
Известен зонд для набора проб воды из донных осадков (см. пат. RU №2446388, кл. G01N 1/10, 15.09.2010 г.), включающий блок управления, соединенный посредством кабель-тросса с герметичным контейнером, содержащим систему из не менее чем двух параллельно соединенных шлангами емкостей для накопления проб воды и пробоотборную трубу, один конец которой соединен через электромагнитный клапан с системой емкостей, а второй конец выполнен с отверстиями для поступления поровой воды и снабжен фильтром, при этом емкости для поровой воды выполнены в виде шприцов.
Однако известное устройство предназначено для взятия донных осадков акваторий и не может быть использовано для микробиологических исследований в виду малого объема проб и невозможности разделения микроорганизмов по размерам.
За прототип выбран способ и система для отбора проб и определения наличия химических соединений в емкостях (см. пат. RU №2126160, кл. G01N 35/02, G01N 1/22, G01N 21/64), включающие средство для извлечения пробы, выполненное в виде откачивающего насоса, и дополнительно содержит управляющее средство для запуска нагнетания текучей среды перед запуском извлечения текучей среды с помощью этого откачивающего насоса.
Недостатком прототипа является его сложность, стационарная конструкция работает в режиме конвейерного производства, что проблематично для установки на причалах и теплоходах различной конструкции.
Техническая задача предлагаемого изобретения состояла в разработке способа и устройства в виде переносной конструкции для отбора судовой балластной воды, позволяющей значительно сократить время для забора воды и повышать эффективность проведения бактериологических исследований балластных вод судов типа «река-море» в соответствии с установленными стандартами.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе отбора проб из балластных емкостей судов «река-море», включающем взятие воды из емкостей с последующим их исследованием на присутствие патогенных бактерий и микроорганизмов, из выборочных емкостей формируют объединенную пробу, для этого проводят прокачку балластной воды каждой отобранной емкости отдельно в течение 5-10 минут в объеме не менее 200 литров через механические фильтры, причем холерные вибрионы оседают на картриджи с порами от 2 мкм, а более крупные микроорганизмы на картриджи с порами от 10 до 50 мкм, и по завершении отбора картриджи вытаскивают и помещают в стерильные емкости, которые доставляют для исследования в лабораторию, при этом процедуры отбора проб проводят за 2-2,5 часа и по объединенной пробе судят о зараженности судна.
Предложенный способ может быть реализован с помощью устройства, выполненного в виде переносной конструкции, имеющей основание и крышку с ручкой, при этом на основании последовательно закреплены откачивающий насос и два фильтра, последние снабжены сменными катриджами механической отчистки, первый с порами 50 мкм, а второй от 2-10 мкм, при этом насос и фильтры связаны между собой трубопроводом, причем между насосом и первым фильтром встроен водомер для фиксации прокачиваемой балластной воды.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на основании 1, закреплены: откачивающий насос 2 (EIm61C) и последовательно механический фильтр 3 с порами 50 мкм и фильтр 4 с порами 10 мкм. Между насосом 2 и фильтром 3 размещен водомер 5, закрепленный на трубопроводе 6, который связывает с помощью переходных муфт 7 всю систему.
Каждый фильтр снабжен колбой 8 (фильтр для воды A 010), имеющей съемный картридж 9 механической очистки воды с различными диаметрами пор (один или два в зависимости от целей исследований).
К насосу 2 подсоединен всасывающий патрубок 10, имеющий обратный клапан 11.
Конструкция представляет собой переносное устройство на ножках 12, имеющее крышку 13 с ручкой 14. Вес конструкции не более 3,5 кг. Крышка жестко зафиксирована на основании с двух сторон специальным замком 15.
Работа устройством осуществляется следующим образом.
Конструкцию устанавливают на палубе теплохода около замерного отверстия исследуемой балластной емкости и подключают к электропитанию теплохода. Откручивают пробку от замерного отверстия балластной емкости (диаметр замерного отверстия 47-55 мм), и опускают всасывающий патрубок 10 под углом к впускному отверстию, после этого погружают его в воду на глубину не менее 0,2 м (расстояние до дна емкости не должно быть менее 0,5 м). Далее необходимо наполнить всасывающий патрубок 10 и насос 2 через заливное отверстие водой при помощи воронки. Включают насос 2 и делают пробную прокачку воды (5-7 мм) через пустые колбы 8. Устанавливают необходимые картриджи 9 в фильтры 4.
Для получения объединенной средней пробы после прокачивания воды из одной емкости устройство переносят к другой емкости, затем к третьей и т.д. По завершении отбора проб картриджи 9 из колб 8 вытаскивают, помещают в стерильную емкость и доставляют для исследования в лабораторию.
Если необходимо исследовать балластную воду на наличие жизнеспособных организмов, диаметр которых 50 микрометров и более, устанавливается фильтр механической очистки с порами 50 мкм, тогда во вторую колбу картридж не ставят. Если необходимо определить количество микроорганизмов, диаметр которых 10 мкм и более, то процедура исследования следующая: первым устанавливается фильтр с диаметром пор 50 мкм, затем фильтр с порами 10 мкм. При необходимости исследовать воду на наличие возбудителей холеры устанавливают картридж с диаметром пор 2 мкм.
Объем прокачиваемой воды замеряется водомером 5. Для определения микроорганизмов, диаметр которых равен 50 микрометрам или более, объем прокаченной воды должен быть кратен 1 м куб. Для достоверности исследования необходимо прокачать не менее 200 литров балласта. При установке насоса EJm61C (он наиболее универсален) необходимое время для прокачки такого объема воды около 5-10 минут в зависимости от расстояния зеркала балластной воды до оси насоса.
Пример.
Проведение исследований балластных вод танкера (ВФ Танкер-7), имеющего 30 балластных емкостей. В акватории Таганрогского залива был взят забор воды из 4 емкостей (две с правого борта и левого) с помощью предложенного устройства.
Для получения всех необходимых исследований были проведены следующие действия:
Устройство было доставлено на палубу теплохода, определены места нахождения замерных отверстий исследуемых балластных емкостей. Проведена подготовительная работа (подсоединение устройства к электропитанию, откручены замерные отверстия, опущена всасывающая труба в балластную емкость и наполнена водой) (30 мин).
Проведено пробное прокачивание воды из первой балластной емкости - (5 мин).
После прокачивания балласта были взяты пробы для исследования на кишечную палочку и кишечные энтерококки (5 мин).
В две колбы установлены фильтры механической очистки воды с порами 50 и 10 микрометров. Первым по движению воды устанавливается фильтр с порами 50 микрометров (5 мин).
Проведена прокачка воды в объеме 200 л (10 мин).
Конструкция перенесена к другой балластной емкости и подсоединена к электропитанию теплохода (5-6 мин).
Для отбора проб воды на кишечную палочку и кишечные энтерококки от насоса был отсоединен водомер, включен насос и проведен отбор воды, минуя фильтры в стерильные емкости (10 мин).
Водомер поставлен на место и проведена прокачка воды в объеме 200 л через два фильтра (15 мин).
Далее конструкция была перенесена к другой балластной емкости и т.д.
Всего для исследования 4 балластных емкостей потребовалось 2,5 часа. За время исследования взяты 4 пробы на кишечную палочку, 4 пробы на кишечные энтерококки и 2 объединенные пробы на микроорганизмы, диаметр которых равен 50 микрометрам и более и 10 микрометрам и более. Объем исследованной воды на микроорганизмы составил 0,8 м куб.
Следует отметить, что при проведении исследований на теплоходе проводились операции по сбору балласта с других емкостей, которые не исследовались, т.е. проведение исследований не отражалось на технологическом процессе погрузочных работ, и не приводило к необоснованному простою судна.
Использование предлагаемого изобретения позволяет за счет переносной конструкции устройства осуществлять в течение 2-2,5 часов взятие проб для исследований практически на любых теплоходах, причем отбор проб проводят через замерные отверстия, которые легко и быстро откручиваются.
При этом отбор проб проводят быстро из нескольких балластных емкостей и формируют, при необходимости, одну объединенную среднюю пробу, что особенно важно для проведения лабораторного исследования.
Кроме того, при отборе воды можно исследовать за короткое время большие объемы воды (скорость прокачки воды зависит от мощности используемого насоса). Предложенное устройство легко собирается из различных частей, которые выпускаются промышленностью: насос, водомер, фильтры механической очистки для питьевой воды. Стоимость данной конструкции колеблется от 3 до 5 тысяч рублей в зависимости от мощности используемого насоса и количества устанавливаемых фильтров.