Систематизация и диагностика биоповреждений непродовольственных товаров

Воздействие живых организмов на промышленное сырье, ма­териалы и изделия может существенно изменить их потребитель­ские свойства, снизить качество, а в ряде случаев привести к пол­ному их разрушению.

Свойства сырья, материалов и изделий, в том числе и потреби­тельские, могут изменяться при хранении, эксплуатации, иногда и при производстве под воздействием физико-химических, механи­ческих и биологических факторов, вызывающих соответствующие повреждения (физико-химические, механические, биологические).

Эти повреждения возникают параллельно или последователь­но, усиливая друг друга.

Нет сомнений в том, что при любых нарушениях режимов хра­нения, тем более при аварийных ситуациях (например, подмочка), в конечном счете, преобладающим и завершающим процесс является биологическое повреждение.

Согласно нормативным документам, понятие биоповреждение определяется как повреждение материалов, сырья и изделий под воздействием биологического фактора (ГОСТ 9.102—91 ЕСЗКС. Воздействие биологических факторов на технические объекты. Тер­мины и определения).

Биологический фактор (биофактор) — это организмы или со­общества организмов, вызывающие нарушение работоспособно­го состояния объекта.

Однако формулировки, представленные в стандарте, не отра­жают еще одну сторону влияния биоповреждений промышлен­ных товаров на одно из важнейших потребительских свойств — безопасность.

Безопасность — это отсутствие риска для жизни, здоровья и иму­щества потребителей при эксплуатации или потреблении товаров.

Выделяют санитарно-гигиеническую безопасность, которая оз­начает отсутствие недопустимого риска, который может возник­нуть при разного рода биоповреждениях потребительских товаров и которые, в свою очередь, могут не только привести к потере иму­щества, но также могут быть опасными для здоровья потребителей.

Особенно это касается, например, косметических товаров или же загрязнения товаров болезнетворными микроорганизмами.

Однако не только болезнетворные микроорганизмы могут быть опасны для здоровья потребителей. Например, на некоторых тек­стильных предприятиях выявлены случаи заболевания рабочих прядильно-приготовительных участков из-за выделения в воздушную среду большого количества частичек пыли с сапрофитными мик­роорганизмами от биозараженного хлопка.

При гигиенической оценке одежды, белья, обуви и т.д. на них определяют степень накопления микроорганизмов. Считается, что чем больше накопление микроорганизмов на белье и во внутрен­нем пространстве обуви (перчаточные, чулочно-носочные изде­лия, стельки), тем меньше их остается на поверхности кожи, так как эти изделия обладают высокой очистительной способностью. Выявлено, что обсемененность кожи при использовании одежды и белья из хлопка и вискозы в 2 — 3 раза меньше, чем при исполь­зовании белья из капрона.

Таким образом, биоповреждения тесно связаны с такими ком­плексными показателями качества товаров, как надежность, фун­кциональность, эргономичность и т.д.

Объектами биоповреждения являются сооружения, изделия, материалы, сырье, которые в процессе воздействия на них живых организмов теряют свои свойства.

Агентами биоповреждений являются живые организмы, атаку­ющие сооружения, изделия, материалы и сырье и вызывающие изменения их свойств (рис. 20).

В реальных условиях хранения и эксплуатации на непродо­вольственное сырье, материалы и изделия повреждающее воз­действие оказывают микроорганизмы (бактерии, микроскопи­ческие грибы), насекомые (моли, жуки-кожееды, жуки-точиль­щики, термиты, тараканы) и млекопитающие (грызуны: крысы и мыши).

Стойкость к воздействию биологического фактора (биостой­кость) — это свойство объекта сохранять значение показателей в пределах установленных нормативно-технической документацией в течение заданного времени в процессе или после воздействия биофактора. Этот термин применяется с указанием конкретного биофактора:

бактериостойкость — стойкость к воздействию бактерий;

грибостойкость — стойкость к воздействию грибов;

стойкость к повреждению термитами;

стойкость к повреждению молью;

стойкость к повреждению грызунами;

микробиологическая стойкость — устойчивость материалов при испытаниях на биостойкосгь в природных условиях.

Воздействие живых организмов на материалы может приводить к неблагоприятному или благоприятному для человека итогу. В пер­вом случае речь идет о биоповреждении (англ. — biodeterioratiori), во втором о биоразрушении (англ. — biodegradation) материа­лов, отслуживших свой срок и загрязняющих окружающую среду (рис. 21).

Среди биоповреждений следует отметить собственно биоповреждения материалов, которые при всем многообразии жи­вых организмов и способов их воздействия сводятся к химичес­ким и механическим изменениям.

Микроорганизмы в данном случае оказывают на материалы прежде всего химическое воздействие, а насекомые и животные наносят, как правило, механические повреждения.

Таким образом, собственно повреждения материалов живыми организмами можно свести к двум типам:

1) использование материала в качестве источника питания (в случае микроорганизмов речь идет об ассимиляции; в случае насекомых и грызунов говорят о «пищевых» повреждениях);

2) воздействие на материал, которое не связано с процес­сом питания и приводит к механическому или химическому раз­рушению материала (в случае микроорганизмов — это деструк­ция; в случае насекомых и грызунов — это «непищевые» повреж­дения).

Следует отметить, что из всех микроорганизмов микроскопи­ческие грибы могут способствовать и механическому разрушению материалов, которое происходит за счет разрастания гиф мице­лия гриба, развивающих высокое тургорное давление.

Одним из видов вредного воздействия живых организмов (в основном микроорганизмов и растений) на сырье, материалы и изделия является обрастание поверхности. Оно может сопровождаться химическим воздействием на материал или происходить без него.

Третий вид воздействия биологического фактора — биозасо­рение.

Биологическое засорение объекта (биозасорение) — состоя­ние объекта, связанное с присутствием биофактора, после уда­ления которого восстанавливаются функциональные свойства объекта.

Таким образом, микроорганизмы, развивающиеся на материа­лах и субстратах, могут быть нескольких типов. Одни используют в качестве источника питания и энергии органические вещества самих материалов (ассимиляция). Другие развиваются за счет ис­пользования метаболитов первых, однако они также могут вызы­вать повреждение материалов продуктами своей жизнедеятельно­сти (деструкция). И, наконец, третьи микроорганизмы развива­ются на поверхности материалов только за счет пыли, минераль­ных и органических загрязнений, не затрагивая самого материа­ла, и лишь вызывают его биозасорение.

Повреждения, наносимые насекомыми сырью, материалам и изделиям, могут носить пищевой или непищевой характер.

В большинстве случаев пищевые повреждения наносят личин­ки, обитающие внутри или на поверхности материала. Если изде­лия имеют удобные для поселения насекомых полости и отвер­стия, тогда возможно только внутреннее загрязнение изделия. Если насекомые, развивающиеся в полостях материала, используют его частицы для строительной деятельности, как, например, некото­рые гусеницы моли при сооружении чехлика, то сам материал уже в некоторой степени повреждается. Наиболее характерным для насекомых-вредителей является использование материалов рас­тительного и животного происхождения в пищу, причем вредите­ли материалов растительного происхождения более разнообразны. Синтетические материалы повреждаются насекомыми при слу­чайных контактах.

Среди живых организмов, повреждающих материалы, грызу­ны занимают особое положение, так как наносимые ими повреж­дения носят чаще всего непищевой характер и связаны с прояв­лением грызущей деятельности.

В табл. 3 приведены обобщающие сведения о повреждающем воздействии различных биофакторов на материалы.

В результате воздействия живых организмов на сырье, матери­алы и изделия в них возникают дефекты.

По степеням значимости различают дефекты критические, зна­чительные и малозначительные.

Критические дефекты — несоответствие изделий установлен­ным требованиям, которые могут нанести вред здоровью или иму­ществу потребителей или окружающей среде.

Значительные дефекты — влияют на свойства материалов, но не влияют на безопасность для потребителя или окружающей среды.

Малозначительные дефекты — не оказывают влияния на свой­ства изделий, в первую очередь, на назначение, надежность и безопасность. К ним, в частности, относится биозасорение.

В зависимости от наличия методов и средств обнаружения де­фекты подразделяются на явные, для которых предусмотрены ме­тоды и средства обнаружения, и скрытые, для которых возможно применение специальных методов и средств обнаружения.

Для биоповреждений характерны именно скрытые дефекты, для обнаружения которых необходимо специальное оборудование.

В зависимости от наличия методов и средств устранения де­фекты делят на устранимые и неустранимые.

Устранимые — дефекты, после устранения которых товар может быть использован по назначению. Такие дефекты характерны толь­ко для биозасорения.

Неустранимые — дефекты, которые невозможно или экономи­чески невыгодно устранять. Например, при биоповреждении оп­тики прибор может быть восстановлен только после разборки и дополнительной шлифовки поверхности. В других случаях крити­ческие дефекты при биоповреждениях практически неустранимы.

Таким образом, при биоповреждении сырья, материалов и из­делий происходит:

изменение химических свойств в результате окисления или гидролиза компонентов материала: под действием микроорга­низмов изменяется кислото- и щелочестойкость, устойчивость к действию окислителей, восстановителей и органических раство­рителей;

изменение физико-механических свойств материалов, напри­мер, потеря прочности древесины, резины, пластиков, тканей под действием микроорганизмов или продуктов их обмена ве­ществ, набухание резины, потеря адгезии лакокрасочных по­крытий;

изменение оптических свойств, например, цвета, блеска, про­зрачности, преломления света;

ухудшение электрофизических свойств, например, снижение электроизоляционных свойств материалов;

Таблица 3