Научная статья на тему 'Очистка и обеззараживание воды бактерицидным полиэлектролитом'

Очистка и обеззараживание воды бактерицидным полиэлектролитом Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
315
46
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
iPolytech Journal
ВАК

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Кульков Виктор Николаевич

Рассмотрены проблемы питьевого водоснабжения Иркутской области. Оценены методы и технология очистки сточ-ных вод сбрасываемых в поверхностные водоемы. Описаны бактерицидные и флокулирующие свойства бактерицидного полиэлектролита полигексаметиленгуанидинфосфата. Приведены данные по технологии приготовления, дозирования и эффективности обеззараживания воды этим антисептиком.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Кульков Виктор Николаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Очистка и обеззараживание воды бактерицидным полиэлектролитом»



и [Н3ССНСН2Г различаются на 15,3 ккал-моль"1, расчетные значения [3] близки к этим оценкам, При учете эффектов сольватации эта разность уменьшается до 7,55 ккал-моль-1 в модели РСМ с испрользованием геометрии, оптимизированной в модели Онзагера, и до 10.65 ккал-моль"1 - в модели SCIPCM,

В целом рассмотренные модели позволяют заключить, что миграция двойной связи в пропеновой системе в присутствии протонсодержащего основания может протекать по механизму двухпротонного переноса, причем в случае незамещенного пропена этот механизм энергетически предпочтительнее, чем традиционный двустадийный механизм. Даже в случае заместителя, существенно стабилизирующего образующийся карбанион, активационный барьер реакции с участием протона основания остается ниже диссоциацион-ного предела.

Библиографический список

1. Марч Дж, Органическая химия: реакции, механизмы и структура, - М,: Мир, 1988, - Т. 4. - 468 с.

2. Темникова Т.И., Семенова С,Н. Молекулярные перегруппировки в органической химии, - Л: Химия, 1983, - 256 с.

3. Ингольд К,К, Механизм реакций и строение органических соединений, - М.: Изд-во иностранной литературы, 1959. - 674 с,

4. F, Bernard, М. А, Robb, Н. В. Schlegel, G. Tonachini, J, Am, Chem, Soc., 1984, 106, 1198.

5. Вудворт P., Хоффман P. Сохранение орбитальной симметрии, - M.: Мир, 1971, - 208 с,

6. Витковская Н.М., Кобычев В,Б., Ларионова Е.Ю., Трофимов Б.А, II Изв. АН, Сер. хим., 1999, 35.

7. Витковская Н,М„ Кобычев В.Б., Ларионова Е.Ю., Трофимов Б.А. // Изв. АН, Сер. хим., 2000, 414.

8. Витковская Н.М., Кобычев В.Б„ Ларионова Е.Ю., Клыба Н.С., Трофимов Б,А, II Изв, АН, Сер, хим„ 2000, 407.

9. М. W. Schmidt, К, К, Baldridge, J. A, Boatz, S, Т. Elbert, М, S. Gordon, J, H Jensen, S. Koseki, N, Matsunaga, K. A, Nguyen, S. J. Su, T. L, Windus, M. Dupius, J, A. Montgomery, J, Comput. Chem,, 1993, 14, 1347.

10. L.Onsager J.Am.Chem.Soc. 58, 1486 (1936),

11. E.Cances, B.Mennucci, J.Tomasi J.Chem.Phys. 109, 260-266(1998).

12. J, Tomasi, M, Perisco, Chem, Rev,, 1994, 94, 2027-2094.

B.H.Кульков

Очистка и обеззараживание воды бактерицидные полиэлектролитом

Проблема водоснабжения в России имеет приоритетное значение, Во исполнение Указа Президента Российской Федерации «Государственная стратегия Российской Федерации по охране государственной среды и обеспечению устойчивого развития» Правительством РФ принято решение о разработке федеральной целевой программы «Обеспечение населения России питьевой водой» (№ 573-р). Программа представляет собой комплекс мероприятий, направленных на решение целевой задачи по обеспечению населения доброкачественной питьевой водой в возможно короткие сроки. Отсрочка реализации программы приведет к еще большему ухудшению положения, сложившегося в стране в отношении питьевого водоснабжения.

В Иркутской области антропогенному воздействию подверглось большинство водных объектов и источников водоснабжения. В 2000 г. в поверхностные водные объекты сброшено 1 100, 22 млн. м3 сточных вод, из них:

загрязненных без очистки - 227, 14 млн м3; недостаточно очищенных - 665, 7 млн м3; нормативно очищенных - 17, 86 млн м3; нормативно чистых без очистки - 189, 53 млн м3. Приоритетными загрязняющими примесями по-верхностных вод являются фенолы, нефтепродукты,

органические вещества, соединения меди, ртуть. Качество вод по совокупности показателей оценивается следующим образом [2]: исток реки Ангары относится к чистым водам (I! класс), центральный водозабор в Иркутске находится на уровне II - III класса, воды реки Ангары в черте Иркутска, Ангарска и Усолья-Сибирского снижаются под влиянием промышленных объектов и бытовых загрязнений до уровня грязных.

Через централизованные системы водоснабжения Иркутской области ежесуточно проходит 2,737 млн м° воды (что в переводе на одного жителя составляет 1.5 м3/сут,). При этом из поверхностных источников в городах и поселках городского типа потребляется 78% (по России - 70% [1]) всей воды, а из подземных вод -22%, в то время как в районах из поверхностных источников - 8%, а из подземных - 92% [2]. Основное количество водопользователей: в бассейне р. Ангары -574, в бассейне р. Лены - 98, в бассейне оз. Байкал - 35,

Применяющиеся в области методы очистки природных вод, используемых для питьевого водоснабжения, традиционны: отстаивание, коагуляция, фильтрование, хлорирование (реже - озонирование) - и разработаны в те годы, когда поверхностные водные объекты были еще достаточно чистыми. Экстенсивное развитие хозяйства области в последнее десятилетие

привело к тому, что водные объекты подверглись мощному антропогенному воздействию, в результате которого произошло и происходит интенсивное загрязнение воды тяжелыми металлами, детергентами, пестицидами, биогенными элементами, фенолами, хлорорга-ническими соединениями и другими патогенными веществами. Используемые же методы водоподготовки и применяемые технологические процессы уже не в состоянии обеспечить требуемое качество питьевой воды.

В последние годы в практике водоподготовки наблюдается повышенный интерес к синтетическим бактерицидным полиэлектролитам на основе гуанидиновых соединений, Этому способствовал разработанный в Российской Федерации доступный и экологически безопасный способ получения бактерицидного полиэлектролита - полигексаметиленгуанидина (ПГМГ), который представляет собой хорошо растворимый в воде синтетический органический полимер [3]. Он не летуч, не придает воде запаха и окраски, в водной среде одновременно проявляет свойства антисептического средства и поликатиона [4] (впервые различные соли ПГМГ были получены еще в 1943 г. в США).

Дезинфекция полимером основана на бактерицидной активности его гуанидиновых групп. Механизм бактерицидного действия ПГМГ включает следующие стадии:

адсорбция поликатиона на поверхности клетки;

снижение эффективности системы фосфори-

рования;

структурные нарушения реакционных центров фитосистемы;

возрастание проницаемости внешних мембран и набухание клетки;

разрыв цитоплазматической мембраны и гибель клетки.

ПГМГ вызывает гибель грамм-положительных и грамм-отрицательных микроорганизмов [4]. Минимальные задерживающие концентрации, характеризующие бактерицидное действие полимера на некоторые виды бактерий, представлены в табл. 1.

Таблица 1

Флокулирующее действие ПГМГ основано на полярности гуанидиновой группировки полимера, имеющей положительный заряд и придающей ПГМГ свойства флокулянта катионного типа.

В результате многолетних испытаний и промышленного применения установлено, что дезинфицирующее и флокулирующее действие полимера в водной среде, а также его гигиеническая безопасность для теплокровного организма при длительном употреблении обеспечивают возможность эффективного его использования практически во всех областях водоподготовки, Реагент может быть применен для очистки и обеззараживания питьевой воды, городских и промышленных сточных вод, воды плавательных бассейнов и систем охлаждения оборудования, а также для защиты трубопроводов и сооружений от патогенных бактерий и биологического обрастания. При этом достигается необходимый технологический эффект и одновременно наблюдается улучшение качества воды.

Полное обеззараживание воды по E.Coli (исходная концентрация до 108 кл/л) и его бактериофагу T (исходная концентрация до 10э БОЕ/ мл) достигается в течение 1 ч после введения 1 мл ПГМГ в 1 л обрабатываемой воды. В этих условиях не изменяются органо-лептические показатели качества воды и обеспечивается надежная степень обеззараживания в случае как бактериального, так и вирусного ее заражения. Для предупреждения бактерицидного и водорослевого биологического обрастания трубопроводов концентрацию полимера в водной среде достаточно поддерживать на уровне 0,5 + 0,9 мг/л [4].

ПГМГ проявляет в водной среде свойства высокостабильных химических веществ и обладает пролонгированным бактерицидным действием. После 20 суток наблюдения препарат обнаруживался в воде практически в первоначально заданных концентрациях. Повторный очаг загрязнения, внесенный в однократно обеззараженную полимером воду, исчезал в течение одного часа без каких-либо добавок реагента, Технология предупреждения развития бактериального и водорослевого биологического обрастания различных аппаратов и трубопроводов предусматривает постоянное поддержание в воде концентрации ПГМГ на уровне 0,5-0,9 мг/л.

Для процессов очистки и обеззараживания воды наибольший интерес представляют две соли полимера:

ПГМГ-хлорид (торговые названия полисепт и метацид);

ПГМГ-фосфат (торговые названия фогуцид и анавидин).

Обе модификации реагента получили комплексную медико-биологическую оценку и выпускаются в промышленном масштабе. По степени токсичности и выраженности влияния на органолептические свойства воды ПГМГ- фосфат имеет определенные преимущества перед ПГМГ- хлоридом. Он является более безопасным препаратом и оказывает менее выраженное влияние на органолептические свойства воды, Обе модификации реагента допущены Департаментом государственного санитарно-эпидемиологического надзора

Вид бактерий Минимальная задерживающая концентрация, мкг/мл

Золотистый стафилококк 3,9

Синегнойная палочка 7,8

Кишечная палочка 1,5

Протей 31,5

Легионелла 62,5

[/биология

. -

МЗ РФ для очистки и обеззараживания воды. Модификации различаются по областям применения;

ПГМГ-фосфат - для очистки и обеззараживания питьевой 80ды;

ПГМГ-хлорид - для воды закрытых и открытых систем технического водоснабжения.

Величины пороговых концентраций основных солей ПГМГ в водной среде установлены на основании рекомендаций кафедры экологии человека и гигиены окружающей среды ММА им. И.М. Сеченова и представлены в табл. 2 [4].

Таблица 2

Пороговые концентрации по ПАК в воде

Моди- признаку вредности, мг/л водоема, мг/л

фикация органо- обще- санитарно- куль- рыбохо-

реагента лептиче- сани- токсиколо- турно- зяист-

скому тарному гическому быто-вого венного

ПГМГ- 1 ОД 2 ОД 0,01

хлорид

ПГМГ- 1,5 ОД 8 ОД -

фосфат

Анавидин является производным биологически активного соединения - гуанидина и представляет собой фосфорную соль ПГМГ, Он относится к классу полимеров с невысокой степенью полимеризации: его молекулы содержат всего около 5-10 звеньев и средняя молекулярная масса составляет около 1500 кислородных единиц. Препарат отвечает всем требованиям, предъявляемым к современным антисептикам: гарантированная безвредность для теплокровных животных и человека в условиях производства и применения; высокая бактерицидная активность в отношении широкого спектра патогенной микрофлоры; технологичность,

экологичность, экономичность, определенные гигиенические и потребительские свойства, Обладая низкой общей токсичностью, анавидин имеет еще одно полезное свойство: он достаточно легко разлагается под действием различных природных факторов (кислорода воздуха, влаги, солнечного света и др.) с образованием безвредных и малотоксичных соединений, таких как мочевина, фосфат аммония, углекислый газ.

Технология приготовления, дозирования и ввода реагентов в очищаемую воду традиционно и не отличается от описанной в СНиП 2,04.02-84. Схема и оборудование реагентного хозяйства дезинфектанта на сооружениях очистки воды - стандартные и не требуют особых мер безопасности при эксплуатации.

Рабочий раствор ПГМГ, предназначенный для ввода в очищаемую воду, может иметь концентрацию

0.1.1% в зависимости от условий дозирования. Рабочий раствор допускается готовить путем перемешивания с водой крепкого раствора реагента циркуляционными насосами. Баки для приготовления и хранения растворов ПГМГ должны быть изготовлены из коррозионно-стойкого материала,

Библиографический список

1. Чупин В,Р, К программе «Питьевая вода Иркутской области» II Первый региональный научно-практический семинар: Тезисы докладов. - Иркутск, 1999, - С. 43-45,

2. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Иркутской области в 2000 году. - Иркутск, 2001.- 384 с,

3. Патент №1616898 РФ, МПК С07 С 279/00. Способ получения дезинфицирующего средства / Г.А.Сафонов, П.А.Гембицкий, О.Ю.Кузнецов и др, (РФ),

4. Кузнецов О.Ю., Данилина Н.И, Очистка и обеззараживание воды бактерицидным полиэлектролитом II Водоснабжение и санитарная техника, - 2000, - № 10. - С. 8-10.

Е.В.Рахвалова, A.C.Васильева, В.В.Малышев

Клеточные реакции в очаге асептического воспаления ори тяжелом стрессе ш в условиях его ограничения

Ранее показано, что на фоне стресса острое асептическое воспаление приобретает затяжное течение [5], а предварительное введение медиаторов и метаболитов стресс-лимитирующих систем эффективно ограничивает стресс-индуцированную альтерацию и уменьшает продолжительность воспалительного процесса [3]. Для клинической практики это может иметь большое значение, так как воспаление очень часто развивается в условиях стресса (операционного, эмо-

ционального, болевого и др.), что и определяет необходимость дальнейшей разработки путей коррекции воспаления при стрессе с помощью метаболитов стресс-лимитирующих систем. В настоящей работе поставлена цель - выяснить возможность ограничения вторичной альтерации и сокращения продолжительности воспаления при стрессе с помощью метаболитов стресс-лимитирующих систем при их введении в острый период воспалительного процесса.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.