CC BY
22024;9(2):142-151
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Обзорная статья УДК 628.166 EDN: XDNSRJ
DOI: 10.21285/2500-1582-2024-9-2-142-151
©OD
Обеззараживание вод с помощью ультрафиолетового излучения и ультразвуковой обработки
Е.А. Зилов13
Научно-исследовательский институт биологии ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет», Иркутск, Россия
Аннотация. Кратко рассмотрены особенности и возможности использования физических методов ультрафиолетового излучения и ультразвуковой обработки для обеззараживания загрязненных вод. Критически проанализированы выводы публикации о неэффективности указанных методов по показателям высокого энергопотребления, отсутствию синергетических эффектов, опасности разрушения технических устройств от соответствующих воздействий. Напротив, актуальный обзор результатов последних отечественных и зарубежных исследований показал удовлетворительную эффективность обеззараживания сточных вод многих производств от различных патогенных организмов с помощью ультрафиолетового и ультразвукового воздействия. Сделан вывод о том, что совместное использование методов в установках для комплексной обработки воды дает положительные результаты, позволяющие их применять.
Ключевые слова: обеззараживание вод, ультрафиолетовое излучение, ультразвуковая обработка, комплексная обработка, синергетический эффект
Для цитирования:Зилов Е.А. Обеззараживание вод с помощью ультрафиолетового излучения и ультразвуковой обработки // XXI век. Техносферная безопасность. 2024. Т. 9. № 2. С. 142-151. https://doi.org/ 10.21285/25001582-2024-9-2-142-151. EDN: XDNSRJ.
ENVIRONMENTAL SAFETY
Review article
Water disinfection through ultraviolet radiation and ultrasonic treatment
Eugene A. Silow M
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Irkutsk State University'; Irkutsk, Russia
Abstract. The article deals with features and possibilities of using physical methods of ultraviolet radiation and ultrasonic treatment for disinfecting contaminated waters. The conclusions about the ineffectiveness of these methods in terms of high energy consumption, the lack of synergistic effects, and the danger of destruction of technical devices from their impacts are analyzed. The review of the recent Russian and foreign studies has revealed the effectiveness of disinfecting industrial wastewater from various pathogenic organisms using
© Зилов Е.А., 2024
TtN
J42,
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
Зилов Е.А. Обеззараживание вод с помощью ультрафиолетового излучения... Silow E.A. Water disinfection through ultraviolet radiation and ultrasonic treatment
ultraviolet and ultrasonic impacts. It is concluded that a combination of these methods in water treatment gives positive results.
Keywords: water disinfection, ultraviolet radiation, ultrasonic treatment, complex treatment, synergistic effect
For citation: Silow E.A. Water disinfection through ultraviolet radiation and ultrasonic treatment. XXI century. Technosphere Safety. 2024;9(2):142-151. (In Russ.). https://doi.org/ 10.21285/2500-1582-2024-9-2-142-151. EDN: XDNSRJ .
ВВЕДЕНИЕ
Несмотря на то, что очень многие предостережения и прогнозы глобальных климатических изменений1 не подтвердились, а в ряде случаев положение изменилось2, вода остается критическим ресурсом для человечества3 в ее количественном и качественном свойствах. Особо актуальную проблему составляют загрязненные воды, образующиеся в процессе использования в производственной деятельности человека. В связи с этим разрабатываются и применяются различные физико-химические и биологические методы очистки сточных вод для возможности повторного использования. Одним из обязательных заключительных этапов очистки воды является ее обеззараживание. Целью настоящего литературного обзора был критический анализ последних достижений в применении физических методов обеззараживания воды с помощью ультрафиолетового (УФ) излучения и ультразвуковой (УЗ) обработки.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Естественно, что вода, прошедшая очистку, должна быть продезинфицирована во избежание паразитарных, бактериальных или вирусных заболеваний. Самый используемый и доступный метод обеззараживания воды - тепловая обработка (простое кипячение), однако она недостаточно эффективна
против бактериальных спор. Второй распространенный метод - химическая дезинфекция с использованием хлора и его двуокиси, но хлорирование чревато образованием в воде токсичных продуктов галогенирования органических веществ (тригалогенметаны, хлорфенолы, хлорамины, диоксиды). Хлорирование все чаще заменяется различными методами окисления органического вещества, в том числе с перекисью водорода и озонированием, которое также дает токсичные органические окислы, перекиси и альдегиды, что делает воду непригодной для использования [1, 2]. В то же время необходимо помнить о том, что хлорирование (в том числе и менее токсикогенными гипохлоритами) до сих пор остается наиболее распространенным, приемлемым и применяемым методом обработки воды для централизованного водоснабжения в питьевых целях больших городов. Относительно свободны от этого недостатка обработка УФ-излучением и УЗ-обработка воды [1-4], использующиеся, главным образом, в гораздо меньших масштабах и для стерилизации воды, не предназначенной для последующего питья.
Основанием для написания данного обзора был критический анализ публикации, в которой указывался недостаток метода УЗ-обработки по энергозатратности, отрицался синергетический эффект ультразвука и УФ-облучения, т.к. «это различные и неза-
1 Blunden J., Boyer T., Bartow-Gillies E. State of the climate in 2022 // American Meteorological Society. 2023. Vol. 104. Iss. 9. P. S1-S516. https://doi.org/10.1175/2023BAMSStateoftheClimate.1.
2 State of the Global Climate, 2023 // https://wmo.int/publication-series/state-of-global-climate-2023.
3 The United Nations World Water Development Report 2021: Valuing Water. Paris: UNESCO, 2021. https://www.unesco. org/reports/wwdr/2021/en.
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
kF3
J43
A;
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2024;9(2):142-151 xxi CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
висимые друг от друга фотобиологический и физико-химический процессы» [5].
Под синергетическим эффектом понимается эффект взаимодействия двух или более факторов, характеризующийся тем, что результат совместного действия этих факторов существенно превосходит простую сумму результатов действия каждого из указанных факторов. Синергетический эффект, как правило, возникает тогда, когда объект подвергается воздействию различных по своей природе сил, действующих по-разному, а не просто суммируясь (аддитивный эффект) или мешая друг другу (субаддитивность). Таким образом, «невозможность синергетического эффекта» снимается самими авторами процитированной работы как раз их же последующим совершенно корректным утверждением о различных механизмах действия ультразвука и ультрафиолетового излучения.
Утверждение о том, что «сочетание УЗ плюс УФ увеличивает УФ-дозу» аналогично утверждению, что с помощью УЗ на пляже или в солярии можно загореть быстрее. Авторы не сослались, где именно они нашли такое утверждение. Вероятнее всего, речь идет о приведенной или эквивалентной дозе УФ-облучения. Например, общей практикой при использовании УФ-обеззараживания является дополнительное применение хлорирования. При этом концентрация хлорсодержащих веществ существенно меньше, чем при его использовании в чистом виде. При таком дополняющем использовании различных технологий очистки воды можно говорить не о синергетическом эффекте, но о вероятности взаимного дополнения технологий. Известно, что абсолютно все технологии обработки воды имеют свои ограничения и недостатки, иначе весь мир использовал бы только один метод, а не комплексный
подход, как это можно наблюдать абсолютно на любом очистном сооружении. Если хлорирование эффективнее в отношении одного микроорганизма, а УФ-облучение в отношении другого, то нам проще уничтожить их всех применением комплекса этих технологий, чем использованием каждой в отдельности. Именно этим и обусловлен синергетический эффект. А приведенная доза УФ-облучения сильно возрастает из-за того, что надо очень долго облучать некоторые организмы, чтобы уничтожить их. УФ-излучение, безусловно, смертельно для подавляющего большинства обитающих в воде бактерий, грибов, простейших и микроводорослей [6]. В настоящее время УФ-обра-ботка широко применяется и для дезинфекции прошедших очистку городских коммунальных вод [7], и для очистки от попутно попавших в балластную воду гидробионтов во избежание биоинвазий в районах слива балластных вод [8]. Кроме того, УФ-дезинфекция эффективна и против устойчивых к химической обработке инфекционных агентов, в частности, бактериальных спор и вирусов [3, 9, 10]. Данная обработка воды не только привлекательна тем, что не дает побочных химических продуктов (напротив, по некоторым сообщениям [11,12], как раз способствует химическому разложению многих загрязняющих опасных токсичных веществ), но и очень проста в использовании, хотя имеет ограничения в применении, касающиеся прозрачности, цветности и жесткости воды [13].
В процессе работы материал защитных чехлов УФ-ламп непрерывно теряет прозрачность из-за осаждения на поверхность посторонних частиц, что ведет к существенному снижению эффективности дезинфекции воды. Для предотвращения данного эффекта применяются различные методы, простейшим из которых является механическая очистка, использующая
-у.
144
м
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
Зилов Е.А. Обеззараживание вод с помощью ультрафиолетового излучения... Silow E.A. Water disinfection through ultraviolet radiation and ultrasonic treatment
принцип широко известных «дворников» для лобового стекла в автомобиле. При этом скорость движения очищающего элемента и общая надежность этой конструкции не позволяет использовать данную систему непрерывно. Очистка производится иногда при существенном падении показаний датчиков УФ-интенсивности. Использование УЗ-излучателей позволяет получить существенное снижение скорости осаждения, а в ряде случаев - полное прекращение данного процесса. В результате уровень эффективности дезинфекции под воздействием УФ-лучей остается более стабильным во времени и позволяет снизить избыточное количество ламп в реакторе, призванное компенсировать процесс помутнения кварцевого чехла в ходе эксплуатации между циклами работы механической очистки [14].
Кроме того, стоит отметить, что УФ-дезин-фекция недостаточно эффективна против бактерий, связанных со взвешенными в воде частицами, защищающими их от УФ-лучей. От этого недостатка свободна УЗ-дезин-фекция, одновременно измельчающая эти микрочастицы и уничтожающая многие микроорганизмы [15].
Высокая эффективность применения ультразвука против микроскопических гидробионтов была доказана еще в 1950-е гг [16]. Тогда же было продемонстрировано, что сочетание УЗ с УФ позволяет получать «гигиенически удовлетворительные результаты» [16, 17]. В работе британских исследователей, опубликованной в 2006 г., было продемонстрировано, что совместное действие УФ и УЗ значительно повышает эффективность дезинфекции. В той же работе [18] содержится предположение, что это связано с тем, что бактерии лучше
облучаются в более перемешанной воздействием ультразвуком воде. Ультразвуковая кавитация разбивает кластеры бактериальных клеток, что делает их уязвимее действию ультрафиолета. Ультразвук препятствует биообрастанию кварцевых поверхностей защитных чехлов УФ-ламп, повышая их эффективность. В работе итальянских ученых, опубликованной в 2009 г., также показано возрастание эффективности дезинфекции при совмещении УФ- и УЗ-обработки сточных вод и уменьшение износа кварцевых защитных чехлов УФ-излучателей при одновременной УЗ-обработке [19]. В публикации 2016 г. украинских специалистов указывается на то, что УЗ-обработка может предшествовать УФ-дезинфекции, поскольку измельчение частиц в сточных водах не обязательно производить непосредственно под УФ-лучами, а экономия за счет увеличения срока службы кварцевых деталей УФ-установки перекрывается ростом затрат на энергопитание УЗ-излучателей [20].
В ранее цитированной работе [5] также приводится утверждение об энергозатратности УЗ-обработки. Между тем, как показывает практика применения, примерная доля затрат энергии, идущая на обеспечение УЗ-компоненты, составляет в установках до 10 м3 • час -1 - менее 10 % от общей, в установках с большими произво-дительностями - менее 2 %4, о чем, по всей видимости, авторам статьи неизвестно.
В той же работе [5] бездоказательно перечисляется множество гипотетических последствий отрицательного воздействия УЗ-излучателей на УФ-лампы («Ультразвук может и, скорее всего, будет негативно влиять...», «Ультразвук может приводить к деградации и высыпанию эмиттера
4 Дятлов М.В. Достоинства и недостатки обеззараживания природной воды методом ультрафиолетового облу-че-ния: магистерская дис. Тольятти: Тольяттинский государственный университет, 2017. 93 с. ЬИр$://с1$расе.1:!1$и. ги/Ь^геат/123456789/3907/1/Дятлов%20М.В._СТРм_1502.рсИ:.
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
kF3
4L)
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2024;9(2):142-151 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
с электродов, к отслоению и разрушению защитного покрытия на внутренней стенке лампы, образованию микротрещин...»).
Хотелось бы отдельно остановиться на этом тезисе. Согласно общепризнанным данным ультразвук в природе встречается и как компонент множества естественных шумов (водопада, ветра, дождя, гальки, перекатываемой прибоем, а также в сопровождающих разряды грозы звуках и т. д.), и как неотъемлемая часть жизни животного мира. Получается, что источники света любого производителя настолько ненадежны, что такие явления, как шум водопада, могут «приводить к деградации и высыпанию эмиттера с электродов, к отслоению и разрушению защитного покрытия на внутренней стенке лампы, образованию микротрещин в зоне заштамповки электродов и, как следствие, к натеканию и преждевременному выходу УФ-лампы из строя; амальгама может отрываться от пятна либо перемещаться из иной зоны крепления, особенно при вертикальном расположении лампы». Стоит отметить, что все вышеперечисленные дефекты могут также возникать без всякого воздействия ультразвука, если при производстве лампы была нарушена или «оптимизирована» (удешевлена) производственная технология, а также у ламп ненадлежащего качества. Утверждение о том, что «производители УФ-ламп никогда не дадут гарантий на ресурс и другие показатели», не подтверждено на практике. Для опровержения следует заметить, что установки, сочетающие в себе технологию ультрафиолета и ультразвука, работают на некоторых объектах по 20 лет и более, поэтому достаточно найти производителей, которые поставляют лампы для оборудования с использованием ультразвука.
Сомнительными являются заявления авторов об опасности УЗ-компоненты
для самого оборудования, так как происходит его саморазрушение. По мнению авторов, мощности ультразвука недостаточно для обеззараживания. В соответствии с этим закономерен вопрос о том, нужна ли для дезинфекции большая мощность, чем для разрушения конструкции установки и здания. На самом деле технология применения УЗ-оборудования состоит в формировании волны таким образом, чтобы ее максимальное воздействие, в том числе с энергетической точки зрения, было именно там, где необходимо, и с достаточной плотностью. В этом и состоит основное ноу-хау при конструировании установок УЗ-обра-ботки любых промышленных применений. Перечисляются и возможные опасности ультразвука для персонала. В качестве решающего довода авторы приводят аргумент о том, что «применение ультразвука для обеззараживания питьевой и сточной воды не регламентировано в Российской Федерации ни санитарными правилами, ни какими-либо методическими указаниями. Также авторам неизвестны зарубежные нормативные документы относительно обеззараживания ультразвуком либо ультразвуком в сочетании с другими методами». Довольно странное заключение для ученых. Если пока нет соответствующих регламентирующих документов, необходимо подробно исследовать явление и создавать такие документы, а не ждать появления «зарубежных нормативных документов».
УЗ-дезинфекция в настоящее время очень широко применяется в пищевой промышленности [21]. Доказана ее эффективность не только против инфицирующих агентов, но и для усиления окисления токсических веществ, например, атразина [22]. УЗ-об-работка показала высокую эффективность в использовании против образования биологических обрастаний в охлаждающих
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
Зилов Е.А. Обеззараживание вод с помощью ультрафиолетового излучения... Silow E.A. Water disinfection through ultraviolet radiation and ultrasonic treatment
башнях [23]. Данную обработку применяют и для очистки балластных вод, иногда комбинируя с другими методами, например, с химическими реагентами [24]. Показана эффективность УЗ-дезинфекции в смеси со слабым раствором перманганата калия для очистки сточных вод от цианобактерий [8].
К сожалению, УЗ-дезинфекция далеко не безупречна, поэтому, например в США [25], усиленно ведутся работы по оптимальной химической стерилизации УЗ-излучателей для дезинфекции, а Всемирная федерация ультразвука в медицине и биологии специально настаивает на обязательности стерилизации ультразвуковых стерилизаторов до их применения для дезинфекции в медико-биологических работах [26].
С другой стороны, и УФ-, и УЗ-дезинфекция показали себя достаточно эффективными для стерилизации кухонной утвари для общественного питания настолько, что претендуют на замещение ими принятой химической стерилизации [27].
Исследования работы установки комбинированного ультрафиолетового и ультразвукового обеззараживания воды обнаружили ее высокую эффективность по практическому обеззараживанию сточных вод от коли-формных бактерий и энтерококков, полной очистке от вирусов и стафилококков [28]. Показано, что совместное воздействие ультрафиолетового излучения и ультразвука существенно повышает эффективность очистки воды в установке замкнутого водоснабжения и уничтожает многие компоненты перифитона обрастаний биофильтров [29].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, и стерилизация УФ-излу-чением, и обеззараживание УЗ-обработкой дают удовлетворительные результаты, а их совместное использование далеко не противопоказано, если исходить из опубликованных результатов реально выполненных работ как отечественных, так и зарубежных исследовательских групп.
Список источников
1. Naddeo V., Cesaro A., Mantzavinos D., Fatta-Kassinos D., Belgiorno V. Water and wastewater disinfection by ultrasound irradiation - a critical Review // Global Nest Journal. 2014. Vol. 16. Iss. 3. P. 561 -577. Available from: https://www.researchgate.net/publication/279764070_Water_and_wastewater_disinfection_by_ultra-sound_irradiation-a_critical_review [Accessed 1th April 2024].
2. Gonzales Y., Salgado P., Gomes G., Vidal G. Advanced sewage disinfection technologies eco-friendly with the environment and public health // Sustainable Management of Environmental Contaminants. 2022. P. 51-69. https://doi.org/10.1007/978-3-031-08446-1_3.
3. Gonzales Y., Gomez G., Moeller-Chavez G.E., Vidal G. UV disinfection systems for wastewater treatment: emphasis on reactivation of microorganisms // Sustainability. 2023. Vol.15. Iss. 14. P. 11262. https://doi.org/10.3390/su151411262.
4. Licht K., Halkijevic I., Posavcic H. Short review of raw water disinfection methods with focus on ultrasonic systems // Journal of International Scientific Publications: Ecology & Safety (Online). 2021. Vol. 15. P. 128-143. Available from: https://www.scientific-publications.net/get/1000047/1632170065734500.pdf [Accessed 1th April 2024].
5. Василяк Л.М., Кудрявцев Н.Н., Смирнов А.Д., Стрелков А.К. Ультрафиолет плюс ультразвук, и почему опять «нет аналогов в мире»? // Водоснабжение и санитарная техника. 2022. № 1. С. 4-9. https://doi.org/10.35776/ VST.2022.01.01. EDN: QXYCZY.
6. Masjoudi M, Mohseni M., Bolton J.R. Sensitivity of bacteria, protozoa, viruses, and other microorganisms to ultraviolet radiation // Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 2021. Vol. 126. Iss. 126021. https://doi.org/10.6028/jres.126.021.
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
kF3
mm
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2024;9(2):142-151 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
7. Leonov Yu.I., Vergolyas M.R., Nazarenko V.I., Myshchenko I. Ways of improving the method of using UV radiation for disinfecting drinking water (literature review) // Ukranian Journal of Occupational Health. 2023. Vol. 19. Iss. 2. P. 151-160. https://doi.org/10.33573/ujoh2023.02.151.
8. Wang Y., Wang Q., Dong K., Chen J., Wu H. Assessing the effectiveness of filtration + UV-C radiation for the treatment of simulated ballast water at various holding times // Water Science & Technology. 2023. Vol. 87. Iss. 10. P. 2564-2576. https://doi.org/10.2166/wst.2023.146.
9. Makuei M.S., Ketabchi F., Peleato N. Impact of water characteristics on UV disinfection of unfiltered water // Water Quality Research Journal. 2022. Vol. 57. Iss. 4. P. 247-261. https://doi.org/10.2166/wqrj.2022.006.
10. Kim H.-J., Yoon H.-W., Lee M.-A., Kim Y.-H., Lee ChJ. Impact of UV-C irradiation on bacterial disinfection in a drinking water purification system //Journal of Microbiology and Biotechnology. 2023. Vol. 33. Iss. 1. P. 106-113. https://doi.org/10.4014/jmb.2211.11027.
11. Del Puerto O., Gongalves N.P.F., Medana C., Prevot A.B., Roslev P. Attenuation of toxicity and occurrence of degradation products of the fungicide tebuconazole after combined vacuum UV and UVC treatment of drinking water // Environmental Science and Pollution Research. 2022. Vol. 29. P. 58312-58325. https://doi. org/10.1007/s11356-022-19691-0.
12. Fennell B.D., Menzyk S.P., McKay G. Critical review of UV-advanced reduction processes for the treatment of chemical contaminants in water // ACS Environmental Au. 2022. Vol. 2. Iss. 3. P. 178-205. https://doi.org/10.1021/ acsenvironau.1c00042.
13. Karwowska B., Sperczyn'ska E., Dabrowska L. Water treatment in hybrid connection of coagulation, ozonation, UV irradiation and adsorption processes // Water. 2021. Vol. 13. Iss. 13. P. 1748. https://doi.org/10.3390/w13131748.
14. Hassanpour A., Jalali A., Raisee M., Naghavi M.R. Development and modeling of a novel type of photoreactors with exterior ultraviolet (UV) reflector for water treatment applications // Scientific Reports. 2023. Vol. 13. Iss. 7696. https://doi.org/10.1038/s41598-023-34799-0.
15. Gibson J.H., Yong D.H.N., Farnood R.R., Seto P. A literature review of ultrasound technology and its application in wastewater disinfection // Water Quality Research Journal. 2008. Vol. 43. Iss. 1. P. 23-35. https:// doi.org/10.2166/wqrj.2008.004.
16. Эльпинер И.Е., Фейгина З.С. Ультразвуковые волны в борьбе с гидробионтами // Водоснабжение и санитарная техника. 1957. № 8. С. 14-16.
17. Эльпинер Л.И. Экспериментальные исследования по применению ультразвуковых волн для обеззараживания воды // Водоснабжение и санитарная техника. 1960. № 8. С. 27-30.
18. Joyce E.M., Mason T.J., Lorimer J.P. Application of UV radiation or electrochemistry in conjunction with power ultrasound for the disinfection of water // International Journal of Environment and Pollution. 2006. Vol. 27. Iss. 1 -3. P. 222-230. https://doi.org/10.1504/IJEP.2006.010465.
19. Naddeo V., Landi M., Belgiorno V., Napoli R.M.A. Wastewater disinfection by combination of ultrasound and ultraviolet irradiation // Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 168. Iss. 2-3. P. 925-929. https://doi. org/10.1016/j.jhazmat. 2009.02.128.
20. Семенов А.О., Кожушко Г.М., Сахно Т.В. Знезараження води комбтованими методами — УФ-випромн нювання в поеднанызЫшими технолопями // Технологический аудит и резервы производства. 2016. Т. 3. № 3. С. 67-71. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2016.71486. EDN: WBCDNX.
21. Khaire R.A., Thorat B.N., Gogate P.R. Applications of ultrasound for food preservation and disinfection: A critical review // Journal of Food Processing and Preservation. 2021. Vol. 46. Iss. 1. P. e16091. https://doi. org/10.1111/jfpp.16091.
22. Hong J., Boussetta N., Enderlin G., Merlier F., Grimi N. Degradation of herbicide atrazine in water by high
14
m^rn
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
Зилов Е.А. Обеззараживание вод с помощью ультрафиолетового излучения... Silow E.A. Water disinfection through ultraviolet radiation and ultrasonic treatment
voltage electrical discharge in comparison with Fenton oxidation and ultrasound treatments // RSC Sustainability. 2023. Iss. 6. https://doi.org/10.1039/d3su00103b.
23. Lambert N., Rediers H., Hulsmans A., Joris K., Declerck P., Laedt Y.De., et al. Evaluation of ultrasound technology for the disinfection of process water and the prevention of biofilm formation in a pilot plant // Water Science & Technology. 2010. Vol. 61. Iss. 5. P. 1089-1096. https://doi.org/10.2166/wst.2010.735.
24. Laksono F.B., Majid D., Prabowo A.R. System and eco-material design based on slow-release ferrate(vi) combined with ultrasound for ballast water treatment // Open Engineering. 2022. Vol. 12. P. 401-408. https:// doi.org/10.1515/eng-2022-0042.
25. Hoyer R., Adhikari S., Amini R. Ultrasound transducer disinfection in emergency medicine practice // Antimicrobial Resistance & Infection Control. 2016. Vol. 5. Iss. 12. https://doi.org/10.1186/s13756-016-0110-y.
26. Westerway S.C., Basseal J.M., Abramowicz J.S. Medical ultrasound disinfection and hygiene practices: WFUMB global survey results // Ultrasound in Medicine & Biology. 2019. Vol. 45. Iss. 2. P. 344-352. https://doi. org/10.1016/j.ultrasmedbio.2018.09.019.
27. Kayaardi S., Uyarcan M., Atmaca I., Yildiz D., Gürel D.B. Effect of non-thermal ultraviolet and ultrasound technologies on disinfection of meat preparation equipment in catering industry // Food Science and Technology International. 2024. Vol. 30. Iss. 3. P. 282-289. https://doi.org/10.1177/10820132221151097.
28. Лебедев Н.М., Грачев В.А., Плямина О.В., Лебедев О.Ю., Лукичёва Д.С., Доильницын В.А. [и др.]. Испытание комбинированного способа ультрафиолетового и ультразвукового обеззараживания сточных вод // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23, № 7. С. 26-30 https://doi.org/10.18412/1816-0395-2019-7-26-30. EDN: BMUVHC.
29. Климов В.А. Никифоров-Никишин Д.Л., Кочетков Н.И., Горбунов А.В. Изменение состава перифитона элементов фильтрации установок замкнутого водоснабжения при совместном воздействии УФ-излучения и ультразвука. // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2022. № 4. С. 113-122. https://doi.org/10.24143/2073-5529-2022-4-113-122. EDN: CMNJQY.
References
1. Naddeo V., Cesaro A., Mantzavinos D., Fatta-Kassinos D., Belgiorno V. Water and wastewater disinfection by ultrasound irradiation - a critical Review. Global Nest Journal. 2014;16(3):561-577. Available from: https:// www.researchgate.net/publication/279764070_Water_and_wastewater_disinfection_by_ultrasound_irradia-tion-a_critical_review [Accessed 1th April 2024].
2. Gonzales Y., Salgado P., Gomes G., Vidal G. Advanced sewage disinfection technologies eco-friendly with the environment and public health. Sustainable Management of Environmental Contaminants. 2022:51-69. https:// doi.org/10.1007/978-3-031-08446-1_3.
3. Gonzales Y., Gómez G., Moeller-Chávez G.E., Vidal G. UV disinfection systems for wastewater treatment: emphasis on reactivation of microorganisms. Sustainability. 2023;15(14):11262. https://doi.org/10.3390/su151411262.
4. Licht K., Halkijevic I., Posavcic H. Short review of raw water disinfection methods with focus on ultrasonic systems. Journal of International Scientific Publications: Ecology & Safety (Online). 2021;15:128-143. Available from: https://www.scientific-publications.net/get/1000047/1632170065734500.pdf [Accessed 1th April 2024].
5. Vasilyak L.M., Kudriavstev N.N., Smirnov A.D, Strelkov A.K. Ultraviolet plus ultrasound, and why again "there are no analogues in the world"? Water supply and sanitary technique. 2022;1:4-9. (In Russ.). https://doi. org/10.35776/VST.2022.01.01. EDN: QXYCZY.
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
kF3
J41
-èL)
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2024;9(2):142-151 xxi CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
6. Masjoudi M, Mohseni M., Bolton J.R. Sensitivity of bacteria, protozoa, viruses, and other microorganisms to ultraviolet radiation. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 2021;126(126021). https://doi.org/10.6028/jres.126.021.
7. Leonov Yu.I., Vergolyas M.R., Nazarenko V.I., Myshchenko I. Ways of improving the method of using UV radiation for disinfecting drinking water (literature review). Ukranian Journal of Occupational Health. 2023;19(2):151-160. https://doi.org/10.33573/ujoh2023.02.151.
8. Wang Y., Wang Q., Dong K., Chen J., Wu H. Assessing the effectiveness of filtration + UV-C radiation for the treatment of simulated ballast water at various holding times. Water Science & Technology. 2023;87(10):2564-2576. https://doi.org/10.2166/wst.2023.146.
9. Makuei M.S., Ketabchi F., Peleato N. Impact of water characteristics on UV disinfection of unfiltered water. Water Quality Research Journal. 2022;57(4):247-261. https://doi.org/10.2166/wqrj.2022.006.
10. Kim H.-J, Yoon H.-W., Lee M.-A., Kim Y.-H., Lee Ch.J. Impact of UV-C irradiation on bacterial disinfection in a drinking water purification system. Journal of Microbiology and Biotechnology. 2023;33(1):106-113. https:// doi.org/10.4014/jmb.2211.11027.
11. Del Puerto O., Gongalves N.P.F., Medana C., Prevot A.B., Roslev P. Attenuation of toxicity and occurrence of degradation products of the fungicide tebuconazole after combined vacuum UV and UVC treatment of drinking water. Environmental Science and Pollution Research. 2022;29:58312-58325. https://doi.org/10.1007/s11356-022-19691-0.
12. Fennell B.D., Menzyk S.P., McKay G. Critical review of UV-advanced reduction processes for the treatment of chemical contaminants in water. ACS Environmental Au. 2022;2(3):178-205. https://doi.org/10.1021/acsenvironau.1c00042.
13. Karwowska B., Sperczyn'ska E., Dabrowska L. Water treatment in hybrid connection of coagulation, ozonation, UV irradiation and adsorption processes. Water. 2021 ;13(13):1748. https://doi.org/10.3390/w13131748.
14. Hassanpour A., Jalali A., Raisee M., Naghavi M.R. Development and modeling of a novel type of photoreactors with exterior ultraviolet (UV) reflector for water treatment applications. Scientific Reports. 2023;13(7696). https:// doi.org/10.1038/s41598-023-34799-0.
15. Gibson J.H., Yong D.H.N., Farnood R.R., Seto P. A literature review of ultrasound technology and its application in wastewater disinfection. Water Quality Research Journal. 2008;43(1):23-35. https://doi.org/10.2166/wqrj.2008.004.
16. El'piner I.E., Feigina Z.S. Ультразвуковые волны в борьбе с гидробионтами. Water supply and sanitary technique. 1957;8:14-16.
17. El'piner L.I. Experimental research on the use of ultrasonic waves for water disinfection. Water supply and sanitary technique. 1960;8:27-30.
18. Joyce E.M., Mason T.J., Lorimer J.P. Application of UV radiation or electrochemistry in conjunction with power ultrasound for the disinfection of water.International Journal of Environment and Pollution. 2006;27(1-3):222-230. https://doi.org/10.1504/IJEP.2006.010465.
19. Naddeo V., Landi M., Belgiorno V., Napoli R.M.A. Wastewater disinfection by combination of ultrasound and ultraviolet irradiation. Journal of Hazardous Materials. 2009;168(2-3):925-929. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.02.128.
20. Semenov A.O., Kozhushko G.M., Sakhno T.V. Combined methods of water disinfection - uv radiation in combination with other technologies. Technology audit and production reserves. 2016;3(3):67-71. (In Russ.). https://doi.org/10.15587/2312-8372.2016.71486. EDN: WBCDNX.
21. Khaire R.A., Thorat B.N., Gogate P.R. Applications of ultrasound for food preservation and disinfection: A critical review. Journal of Food Processing and Preservation. 2021;46(1 ):e16091. https://doi.org/10.1111/jfpp.16091.
22. Hong J., Boussetta N., Enderlin G., Merlier F., Grimi N. Degradation of herbicide atrazine in water by high voltage electrical discharge in comparison with Fenton oxidation and ultrasound treatments. RSC Sustainability. 2023;6. https://doi.org/10.1039/d3su00103b.
J50,
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
Зилов Е.А. Обеззараживание вод с помощью ультрафиолетового излучения... Silow E.A. Water disinfection through ultraviolet radiation and ultrasonic treatment
23. Lambert N., Rediers H., Hulsmans A., Joris K., Declerck P., Laedt Y.De., et al. Evaluation of ultrasound technology for the disinfection of process water and the prevention of biofilm formation in a pilot plant. Water Science & Technology. 2010;61 (5):1089-1096. https://doi.org/10.2166/wst.2010.735.
24. Laksono F.B., Majid D., Prabowo A.R. System and eco-material design based on slow-release ferrate(vi) combined with ultrasound for ballast water treatment. Open Engineering. 2022;12:401 -408. https://doi.org/10.1515/eng-2022-0042.
25. Hoyer R., Adhikari S., Amini R. Ultrasound transducer disinfection in emergency medicine practice. Antimicrobial Resistance & Infection Control. 2016;5(12). https://doi.org/10.1186/s13756-016-0110-y.
26. Westerway S.C., Basseal J.M., Abramowicz J.S. Medical ultrasound disinfection and hygiene practices: WFUMB global survey results. Ultrasound in Medicine & Biology. 2019;45(2):344-352. https://doi.org/10.1016/j. ultrasmedbio.2018.09.019.
27. Kayaardi S., Uyarcan M., Atmaca I., Yildiz D., Gürel D.B. Effect of non-thermal ultraviolet and ultrasound technologies on disinfection of meat preparation equipment in catering industry. Food Science and Technology International. 2024;30(3):282-289. https://doi.org/10.1177/10820132221151097.
28. Lebedev N.M., Grachev V.A., Plyamina O.V., Lebedev O.Yu., Lukichyova D.S., Doilnitsyn V.A. et al. Testing combined application of ultraviolet and ultrasonic disinfection of wastewater. Ecology and Industry of Russia. 2019;23(7):26-30. (In Russ.). https://doi.org/10.18412/1816-0395-2019-7-26-30. EDN: BMUVHC.
29. Klimov V.A., Nikiforov-Nikishin A.L., Kochetkov N.I., Gorbunov A.V. Change in composition of periphyton of filtration elements in recirculation aquaculture systems under combined impact of UV radiation and ultrasound. Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Fishing industry. 2022;4:113-122. (In Russ.). https:// doi.org/10.24143/2073-5529-2022-4-113-122. EDN: CMNJQY.
Информация об авторе Зилов Евгений Анатольевич,
д.б.н., профессор,
Научно-исследовательский институт биологии ФГБОУ ВО
«Иркутский государственный университет», 664003, г. Иркутск, ул. Ленина, 3, Россия, [email protected]
Вклад автора
Автор выполнил исследовательскую работу, на основании полученных результатов провел обобщение, подготовил рукопись к печати.
Конфликт интересов
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи.
Информация о статье
Поступила в редакцию 08.05.2024. Одобрена после рецензирования 17.05.2024. Принята к публикации 25.06.2024.
Information about the author Eugene A. Silow,
Dr. Sci. (Biology), Professor,
leading researcher of the laboratory
of General Hydrobiology, Scientific research
institute of biology,
Irkutsk State University,
3 Lenin St., Irkutsk, 664003, Russia,
Contribution of the author The author performed the research, made a generalization on the basis of the results obtained and prepared the copyright for publication.
Conflict interests
The author declares no conflict of interests regarding the publication of this article.
The final manuscript has been read and approved by the author.
Information about the article
The article was submitted 08.05.2024. Approved after reviewing 17.05.2024. Accepted for publication 25.06.2024.
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
kF3
J51
IN
4L)
