ملخص
الماء وسط حيوي تعتمد عليه العديد من الصناعات الغذائية وخاصة صناعة العصائر والحليب ومشتقاته، وتعتبر نوعية الماء المستعمل في هذه الصناعة ذات تأثير كبير على جودة المنتج النهائي، لذا استهدفت هذه الدراسة معرفة الخصائص الطبيعية والكيميائية والميكروبية لمياه بعض مصانع الأغذية (7 مصانع ) بمدينة طرابلس قبل وبعد المعالجة، وتقييم نوعية المياه الداخلة في الإنتاج بالإضافة لدراسة تأثير فصول السنة على هذه الخصائص . تم تقدير الخصائص الطبيعية (التوصيل الكهربي، الأملاح الكلية الذائبة، قيمة الأس الهيدروجيني، العكارة، ودرجة الحرارة)، وتقدير الخصائص الكيميائية (العسر الكلي، البيكربونات، الكالسيوم، الماغنسيوم، الصوديوم، البوتاسيوم، الكلوريدات، النترات، والكبريتات) ، كما تم تقدير بعض المعادن الثقيلة (الرصاص، الكادميوم، الحديد، الزنك، الكروم، الزرنيخ، والمنجنيز)، كما تم إجراء بعض الاختبارات الميكروبيولوجية والمتمثلة في تقدير الأعداد الميكروبية الكلية، وتقدير الأعداد الأكثر احتمالاً لمجموعة بكتريا القولون وبكتريا القولون المتحملة للحرارة . بينت نتائج التحاليل الطبيعية والكيميائية والميكروبية أن هناك تبايناً بين عينات المياه قبل المعالجة وبعد المعالجة، كما بينت تبايبناً بين المصانع خلال فصول السنة، تميزت المياه المعالجة بوجودها ضمن حدود المواصفة الليبية لمياه الشرب المعبأة رقم (10) لسنة 2008 في أغلب الأختبارات. ارتفع التوصيل الكهربي قبل المعالجة في المصنع رقم 5 في فصل الصيف أكثر بكثير من حدود المواصفة الليبية لمياه الشرب رقم (82) لسنة 2008 حيث بلغ 15152.67 ميكروسيمينز/ سم. قيمة الأس الهيدروجيني كانت ضمن الحدود المسموح بها قبل وبعد المعالجة في كل المصانع، أما الأملاح الكلية الذائبة للعينات قبل المعالجة فقد تعدت الحد المسموح في المصانع رقم 5 ،1،2 و3 على التوالي في فصل الصيف حيث بلغت 1799.33- 9452.90 - 1762.56 – 3144.33 مليجرام/ لتر.بلغ تركيز الصوديوم في المصنعين رقم 2 و5 قبل المعالجة في فصل الصيف 451.06 و 935.0 مليجرام/لتر. ارتفع تركيز البوتاسيوم قبل المعالجة في جميع المصانع أعلى من الحد المسموح به حسب مواصفة منظمة الصحة العالمية، كما ارتفع تركيزه بعد المعالجة فقط في المصنع رقم 1 في فصل الربيع الذي بلغ فيه30.94 مليجرام/ لتر. تركيز الكالسيوم لجميع المصانع المدروسة قبل المعالجة كان ضمن الحد المسموح به حسب مواصفة منظمة الصحة العالمية ما عدا المصنع رقم 5 الذي بلغ في فصل الصيف 422.67 مليجرام/ لتر. أرتفع تركيز الماغنسيوم عن الحد المسموح قبل المعالجة في جميع الفصول خاصة في المصانع رقم 1، 2و 3 خاصة في فصل الصيف فبلغ 216.06– 115.30 124.60مليجرام/ لتر على التوالي. تميزت الكلوريدات بالإرتفاع في جميع المصانع المدروسة قبل المعالجة لجميع الفصول ولكن كان المصنعين رقم 2 و 5 أعلى تركيز بشكل واضح في فصل الصيف حيث بلغا 1258.00 و5100 مليجرام/ لتر على التوالي، كذلك ارتفع تركيزها في عينات الماء بعد المعالجة في المصنع رقم 5 في فصل الربيع 200.18 مليجرام/ لتر وفي المصنع رقم 6 في فصل الخريف 160مليجرام/ لتر. ارتفع تركيز الكبريتات قبل المعالجة في فصل الصيف في المصنعين رقم 1 و5 حيث بلغا 387.06 و730.30 مليجرم/ لترعلى التوالي ، بينما أرتفع في المصنع رقم 3 في فصلي الخريف والصيف 431.06 و 500.73 ملجم/ لتر على التوالي. تعدى تركيز النترات قبل المعالجة في أغلب المصانع المدروسة حدود المواصفة الليبية رقم (82 ) ومواصفة منظمة الصحة العالمية، وكان المصنع رقم 6 أعلى تركيزاً في فصل الصيف والذي بلغ 114.20 ملجم/ لتر، كما ارتفع تركيز النترات في هذا المصنع بعد المعالجة في فصل الخريف والذي بلغ85.71 مليجرام/ لتر. ارتفع تركيز البيكربونات قبل المعالجة لجميع المصانع في فصل الصيف وخاصة في المصنعين رقم 1 و3 حيث بلغا 488 و 442.46 مليجرام / لتر على التوالي. تميز العسر الكلي بتعديه الحد المسموح به في المواصفة الليبية رقم (82 ) في جميع المصانع قبل المعالجة وخاصة في المصنع رقم 5 الذي ارتفع فيه خلال الفصول الأربعة و سجل أعلى قيمة له في فصل الصيف فبلغ 2228.50 مليجرم/ لتر ،كما ارتفع بعد المعالجة في المصنع رقم 5 في فصلي الخريف والصيف حيث بلغ 337.60 و 232.60ملجم/لتر على التوالي وبلغ في المصنع رقم 3 في فصل الشتاء 230.30 مليجرام/ لتر. أوضحت نتائج تحليل المعادن الثقيلة أن هناك فروقات معنوية عالية بين المصانع ، وارتفع متوسط تركيز الرصاص قبل المعالجة في المصنع رقم 2 خلال فصل الخريف 0.18 مليجرام/ لتر ، كما ارتفع تركيز الكادميوم قبل المعالجة في نفس المصنع في فصل الصيف 0.23 مليجرام/ لتر، سجل الحديد أعلى قيمة في المصنع رقم 7 في فصل الصيف 0.67 مليجرام/ لتر، وسجل الزنك قبل المعالجة أعلى قيمة له في المصنع رقم 1 وأيضاً في فصل الصيف 0.337 ملجم/ لتر . ارتفعت الأعداد الميكروبية الكلية في عينات المياه قبل المعالجة عن حدود المواصفة الليبية رقم (82) ، وبلغت هذه الأعداد أعلى مدى للتلوث في المصانع رقم 1،2،3،5 و6 في فصل الشتاء حيث بلغت 6.6Χ 106 – Χ 9.6 6 10 -10 Χ 1.8 - 10 Χ 6.3 5 و2.5 Χ ⁶10 وت م / مل علي التوالي، وبلغت في المصنع رقم 4 في فصل الربيع 1.4 Χ 10 6 وت م/ مل، وفي المصنع رقم 7 في فصل الخريف 3.7 Χ 10 6 و ت م / مل ،أما العينات المعالجة وبالرغم من الانخفاض الملحوظ للأعداد الكلية إلا أنها تعدت حدود المواصفة الليبية رقم (10) في أغلب المصانع حيث سجلت أعلى قيمة في المصانع رقم 2 ، 3 و5 في فصل الربيع Χ 5.7 10³ - ³10 Χ 2.2 و 3.4 Χ 10² وت م/ مل ، وفي المصنعين رقم 6 و7 في فصل الصيف 1.3 Χ 10² و 2.8 Χ 10² وت م/ مل على التوالي.ارتفع العدد الأكثر احتمالاً لمجموعة بكتريا القولون في عينات قبل المعالجة عن الحد المسموح به حسب المواصفة القياسية الليبية رقم (82) والتي تسمح بعدد صفر/ 100 مل من مجموعة هذه البكتريا، سجل المصنعين رقم 2 و3 أعلى القيم في فصل الخريف حيث بلغا 6.1 Χ 10⁴ و 3.6 Χ 10⁴ / 100 مل على التوالي، والمصنع رقم 4 في فصل الصيف 4.1 Χ 10⁴ / 100 مل، وأيضاً عينات بعد المعالجة تعدت الحد المسموح به حسب المواصفة الليبية رقم (10)، حيث بلغت في المصنع 3 و4 في فصل الربيع 3.1 Χ 10⁴ و 2.4 Χ 10⁴ / 100 مل على التوالي، وفي المصنع رقم 2 و 5 في فصل الشتاء 2.7 Χ 10⁴ و 2.4 Χ 10⁴ / 100 مل على التوالي، وفي المصنع رقم 6 و 7 في فصل الخريف 1.2 Χ 10⁴ و 2.4 Χ 10⁴ / 100 مل على التوالي. هذه النتائج تشير لوجود تفاوت بدرجات التلوث ما بين الفصول قبل وبعد المعالجة، إلا أنه يعتبر فصل الصيف بالنسبة لعينات قبل المعالجة الأكثر تلوثاً بمتوسط عام 5.8 Χ 10 /100 مل ، كما تبين عدم وجود بكتريا القولون المتحملة للحرارة في عينات جميع المصانع لجميع الفصول. من خلال النتائج المتحصل عليها تبين أن لعملية معالجة الماء تأثير معنوي على جودة مياه المصانع المدروسة كما وإن لفصول السنة تأثير على خصائص الماء، ويعتبر فصل الصيف عامل مساعد في زيادة اغلب الخصائص الطبيعية والكيميائية، ولم يعمل على زيادة الأعداد الميكروبية الكلية بل كان فصل الشتاء الأكثر تلوثاً بها قبل المعالجة، ولكن نتيجة لاستعمال المواد المطهرة والمعالجة الجيدة فإن هذه الأعداد قد انخفضت وكان هذا واضحاً في المصنع رقم 1 ، 4 و6 .
Abstract
Water is a vital medium upon which depend several food industries especially the industry of juice and milk and its by-products. The quality of water used in the latter industry, significantly affects the quality of final product, therefore, this study aimed at identifying the natural , chemical and microbial properties of the water of certain food plants (7 plants) in Tripoli prior to and after treatment as well as assessing the quality of water utilized in production, in addition to studying the impact of the year's seasons on such properties. The natural properties (electrical conductivity, total dissolved solids, and concentration of hydrogen ion, turbidity and temperature) were assessed, as well as the chemical properties (total hardness, bicarbonates, calcium, magnesium, sodium, potassium, chlorine, nitrates and sulfate. Several heavy metals were also assessed, namely (lead, cadmium, iron, zinc, chrome, arsenic and manganese).additionally, certain microbiological tests were conducted whereby the total microbial count was assessed as well as the more probable count of coliform group and thermo tolerant coliforms. The results of natural, chemical and microbial tests demonstrated that there was a discrepancy between water samples prior to and after treatment. The results also indicated a discrepancy between the plants during the year's seasons.The treated water was - in most tests- within the limits of Libyan bottled water specification No. 10 of 2008. Electrical conductivity rose, before treatment, in plant No. 5 in summer season higher above the limits of Libyan potable water specification No. 82 of 2008, It reached 15152.67 µ/cm. hydrogen ion concentration was within permissible limits prior to and after treatment in all plants. As for the total dissolved solids of pre-treatment samples, they exceeded the permissible limits in plants 2,3 and 5 consecutively during the summer season reaching 9452,90 - 1799,33- 3144,33- 1765,56 ml/L. sodium concentration in plants 2 and 5 reached - pre-treatment- 451.06 and 935 mg/L consecutively. Prior to treatment Potassium concentration rose in all plants higher than the limit permissible by WHO specification, it also rose after treatment to 30.54 mg/L in plant No. 1 during spring season. Pre-treatment Calcium concentration for all plants was within the permissible limit as per WHO specification except for plant No.5 where the concentration reached 422.67 mg/L. Magnesium concentration rose higher than the permissible limit prior to treatment in all seasons especially in plants No. 1,2 and 3 in summer reaching 115.30- 216.06- 124.60 mg/L consecutively. Chlorine element was remarkably high in all studied plants prior to treatment in all seasons. However, the highest concentration was evident in plants 2 and 5 in summer season reaching 1258 and 5100 mg/L consecutively. Chlorine quantity also rose in water samples after treatment in plant No.5 in spring season up to 200.81 mg/L and in plant No. 6 up to 169 mg/L in fall season. Pre-treatment Sulfate concentration rose in summer season in plants 1 and 5 reaching 387.06 and 730.30 mg/L consecutively, while in plant No. 3 in fall and spring season it reached 431.06 and 500.73 mg/L consecutively. Pre-treatment Nitrate concentration in most studied plants exceeded the limits of Libyan specifications and WHO specification. Plant No. 6 had the highest concentration in summer season amounting to 114.20 mg/L. post-treatment Nitrate concentration also rose in this plant in fall season amounting to 85.71 mg/L. summer season pre-treatment Bicarbonate concentration for all plants , especially in plants 1 and 3 rose to 488 and 442.46 mg/L consecutively. Pre-treatment Turbidity remarkably exceeded the permissible limit in all plants, especially in plant No. 5 wherein the limit rose during the four seasons registering the highest value of 2228.50 mg/L in summer season. It also rose - post-treatment - in plant No.5 in fall and summer seasons reaching 337.60 and 232.60 consecutively, and plant No. 3 it reached 230.03 mg/l in winter season. The analysis results of heavy metals indicated high immaterial discrepancies between the plants. Pre-treatment Lead rose in plant No.2 during fall season to 0,81 mg/L, pre-treatment Cadmium also rose in the same plant during summer season to 0,23 mg/L. Iron registered its highest value in plant No. 7 in summer season at 0,67 mg/L and pre-treatment Zinc also registered its highest value in plant No.1 in summer season amounting to 0,337 mg/L. Pre-treatment water samples total microbial count exceeded the limits of Libyan standard specification of potable water No. 82. This count reached the highest pollution extent in plants 1,2,3,5 and 6 in winter season amounting to 6.6x10⁶ - 9.6 x10⁶- 1.8x10⁷ - 6.3x10⁵ and 2.5 x10⁶ consecutively. In plant No.4 in spring season it reached 1.4x10⁶ cfu/ml, and in plant No.7 it reached 3.7x10⁶ cfu/ml in fall season. As for the treated samples, notwithstanding the marked decrease in total counts they nonetheless exceeded the limits of Libyan bottled water specification No. 10 in most plants, where they registered the highest value in plants 2,3 and 5 in spring season at 5.7x10³- 2.2x10³-3.4x10² cfu/ml consecutively and in plants 6 and 7 in summer season they reached 1.3x10² and 2.8x10² cfu/ml consecutively. The most tolerant count of the coliform group rose in pre-treatment samples over the limit permissible by Libyan potable water standard specification, which allows for 0/100 ml of this bacteria's group.Plants 2 and 3 registered the highest value in fall season amounting to 6.1x10⁴ and 3.6x10⁴/100 ml consecutively and in plant No.4 in summer season 4.1x10⁴/100 ml. post-treatment water samples also exceeded the limit permissible by Libyan potable water standard specification amounting to 3.1x10⁴ and 2.4x10⁴ consecutively in plants 3 and 4 in spring season. In plants 2 and 5 in winter season, the rates were 2.7x10⁴ and 2.4x10⁴ consecutively. In plans 6 and 7 in fall season the rates were 1.2x10⁴ and 2.4x10⁴ consecutively. Those results indicate a discrepancy in the pollution rates between the seasons prior to and after treatment. However, summer season is considered the highest in pollution for pre-treatment samples at an overall average of 6.6x10/100 ml, while spring season is deemed the highest in pollution for post-treatment samples at an overall average of 5.8x10/100 ml. no thermo tolerant coliforms were found in all the samples of all plants for all seasons. Through attained results, it was established that the water treatment process has an immaterial effect on the quality of the water of studied plants. Additionally, seasons of the year have an effect on water properties. Summer season is a contributing factor to the increase in most natural and chemical properties but it did not increase the total microbial count. It was rather winter season having the most contamination with said counts. However, due to the usage of good disinfectants those counts were decreased as evidenced in plants 1,4 and 6.