CC BY
1
УДК 620.16
Квашнин А.Б.
канд. техн. наук, ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), г. Москва, РФ
ВЛИЯНИЕ ИОНОВ НА ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ПРЕДМЕТОВ СПЕЦОДЕЖДЫ, ИНСТРУМЕНТА, ТЕХНИКИ И ОБОРУДОВАНИЯ
Аннотация
В публикации рассмотрено влияние ионов химических соединений на обеззараживание воды и различных объектов силовых структур, предметов спецодежды, инструмента, техники и оборудования, методы на основе ионизации, их преимущества и недостатки, а также эффективность применения рассматриваемых методов.
Ключевые слова
метод, способы обеззараживания, ионизация, ионы, устройство, обеззараживание.
Kvashnin A.B.
Candidate of Technical Sciences FSBI VNII GOChS (FC), Moscow, Russia
THE EFFECT OF IONS ON THE DISINFECTION OF WORKWEAR ITEMS, TOOLS, MACHINERY AND EQUIPMENT
Annotation
The publication examines the effect of ions of chemical compounds on the disinfection of water and various objects of power structures, workwear, tools, machinery and equipment, methods based on ionization, their advantages and disadvantages, as well as the effectiveness of the methods under consideration.
Keywords
method, methods of disinfection, ionization, ions, device, disinfection.
В настоящее время актуальным становится развитие обеззараживающих технологий, удовлетворяющих современным санитарным требованиям, с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами. Одной из таких технологий является система обеззараживания воды, основанная на диафрагменном электрическом разряде.
Антимикробными факторами установки являются бактерицидные агенты перекиси водорода H2O2 [70], ионов меди Cu2+ и серебра Ag+, атомарного кислорода О, озона O3 и гидроксид-ионов OH- [1,2].
Продолжительной во времени антимикробной способностью обладают только ионы меди и серебра, которые являются одними из основных компонентов свойства последействия обработанной воды, т.е. устойчивости воды к бактериям после процесса обеззараживания.
В 2012 г. ученые из Хьюстона (США) доказали, что основой обеззараживания являются ионы металлов, а не их наночастицы [3]. Также известно, что совместное присутствие ионов серебра и меди усиливает антимикробный эффект, в отличие от раздельного воздействия [4].
Обеззараживание ионами меди
Медь, как и серебро, являясь олигодинамическим металлом, оказывает инактивирующее действие на бактерии и вирусы, но в больших концентрациях, чем серебро.
По мнению учёных, ионы меди нарушают барьерные функции бактериальных мембран, что ведет к изменению их проницаемости или, что токсическое действие ионов меди связано со взаимодействием с БИ-группами бактериальных белков и ферментов, приводящим к образованию дисульфидных связей. На эффективность обеззараживания воды медью влияют физико-химические показатели качества воды.
Обеззараживание препаратами йода
Препараты йода в отличие от препаратов хлора действуют быстрее, не ухудшают органолептические свойства воды. Бактерицидный эффект обеспечивается при концентрации 0,3-1,0 мг/л и экспозиции 20-30 минут. Вирулицидное действие йода зависит от температуры воды, рН, экспозиции и отмечается в диапазоне концентраций 0,5-2,0 мг/л. В связи с высокими бактерицидными свойствами, наличием вирулицидного и паразитоцидного действия препараты йода рассматриваются как одно из перспективных средств обеззараживания питьевой воды.
Механические методы
В процессе фильтрации за счет абсорбционных и адгезионных механизмов, явлений сорбционного взаимодействия микроорганизмов с различными материалами происходит очистка воды от бактериальных и вирусных агентов. Ультрафильтрация, сорбционная и мембранная технологии находят в последние годы все большее применение в практике водоподготовки, так как данные методы высокоэффективны при освобождении воды от патогенных микроорганизмов, вирусов, простейших.
Достоинства метода: метод не ухудшает физико-химические показатели обрабатываемой воды; простой, экономичный и доступный в эксплуатации.
Обеззараживание ионами серебра
По современным представлениям, ионы серебра сорбируются клеточной оболочкой и после достижения избыточной концентрации проникают в микробную клетку. Ионы серебра блокируют функциональные группы основных ферментных систем клетки, расположенных в цитоплазматической мембране или в периплазматическом пространстве.
Практически метод обеззараживания серебром может быть применен для обеззараживания и консервации небольших объемов воды на объектах с автономными системами водоснабжения, небольших индивидуально-групповых запасов воды.
Наибольшее применение получило использование электролитического или анодорастворимого серебра. Метод основан на растворении серебряного электрода (анода) при пропускании постоянного тока через обеззараживаемую воду.
Положительными сторонами обеззараживания воды серебром являются неизменяемость ее органолептических свойств. Серебро оказывает выраженное последействие, что позволяет консервировать воду на срок до 6 месяцев и более, что особенно важно в тех случаях, когда возникает необходимость в длительном хранение воды (оборонительные сооружения, корабли ВМФ). К достоинствам способа относится автоматизация процесса и точного дозирования реагента.
К недостаткам метода следует отнести трудность дозировки, медленное и ненадежное бактерицидное действие, а также сильное влияние на бактерицидный эффект физико-химических свойств воды, особенно содержания в ней хлоридов. Серебро является дорогим и весьма дефицитным реагентом. Серебро не оказывает спороцидного действия, но прорастание спор в присутствие ионов серебра задерживается.
Комбинированные методы
В качестве комбинированных химических способов рассматриваются использование хлора и озона, препаратов хлора с перекисью водорода, ионами серебра и меди, перекиси водорода с озоном, ионами серебра и меди и т. д. Данные технологии предполагают снижение концентрации применяемых реагентов, уменьшение времени обработки воды при неизменном, а в ряде случаев и более выраженном антимикробном эффекте.
В последнее время большое внимание уделяется физико-химическим способам обеззараживания питьевой воды. Особенный интерес вызывает сочетание ультрафиолетового излучения (УФИ) с химическими дезинфектантами. Предлагается совместное использование УФИ с ионами серебра и меди, возможно использование УФИ с хлором и перекисью водорода, а также с хлором.
Установлено, что в результате предварительного введения в воду окислителей (озона, перекиси водорода) и последующей ее обработки УФИ образуются свободные радикалы, которые в свою очередь являются более мощными окислителями. При совместном действии УФИ и окислителей отмечено значительное усиление скорости и степени инактивации бактерий по сравнению с действием каждого агента в отдельности.
Среди других перспективных физико-химических способов обеззараживания, находящихся на стадии лабораторных исследований, можно отметить: воздействие постоянного электрического поля с ионами серебра и меди, УЗК с перекисью водорода или хлором, лазерное излучение с ионами меди.
Способ обеззараживания воздуха отрицательными ионами кислорода и устройство для его осуществления
Известен способ обеззараживания воздуха отрицательными ионами кислорода и устройство для его осуществления. Предложение относится к области подготовки и обработки воздуха, а именно к обеззараживанию воздуха отрицательными ионами кислорода, и может быть использовано в системах приточной вентиляции жилых и производственных помещений [5].
Известен способ создания ионов воздуха, заключающийся в том, что воздух облучают потоком электронов газового разряда с высокой напряженностью электрического поля.
Примером устройства для осуществления этого способа является люстра тлеющего разряда Чижевского [6]. Недостатками способа являются его низкая производительность обеззараживания вследствие высокой скорости оседания ионов на отрицательный электрод и поверхности помещения, необходимость использования высокого напряжения, а именно 100 кВ, высокая концентрация озона и окислов азота.
В то же время, известен способ создания ионов воздуха, заключающийся в том, что в обрабатываемом воздухе зажигают газовый разряд (коронный, тлеющий или дуговой). Недостатком этого способа является наличие в обрабатываемом воздухе озона и окислов азота сверх предельно допустимых концентраций, а также большие затраты электроэнергии, идущие в основном на нагрев воздуха и сжигание кислорода.
Наиболее эффективным является ионизатор газа, содержащий генерирующий электрод с металлическими иголками, соединенный с источником высокого напряжения, экстрагирующий электрод и, по меньшей мере, один ускоряющий электрод, соединенный с генерирующим электродом через делитель напряжения. При помощи генерирующего электрода создают свободные электроны, а отрицательные ионы отбираются из области ионизации воздуха вблизи генерирующего электрода, ускоряются и подаются в обрабатываемый объем. Недостатком этого способа является необходимость использования высокого напряжения 25 кВ, низкая производительность вследствие быстрого распространения ионов только вдоль силовых линий электрического поля, а не по всему объему обеззараживаемого воздуха, обработка воздуха осуществляется озоном и окислами азота, а не отрицательными ионами кислорода [7].
Технологии повышения экологической безопасности систем питьевого водоснабжения
Особую важность приобретает улучшение тактико-технических характеристик средств водоснабжения войск на основе новых безреагентных технологий, обеспечивающих получение питьевой воды из запредельно загрязненных (АХОВ, отравляющие и радиоактивные вещества, споровые формы, патогенные бактерии) источников и обеспечивающих ее длительную сохранность.
На основе сочетания «озон - ионы серебра (меди)» разработана активированная бактерицидная
технология обеззараживания природной воды, позволяющая снизить уровень негативного воздействия систем оборотного водоснабжения, использующих озон и хлор.
Разработано и экологически обосновано направление модернизации контейнерных (блочных) установок подготовки питьевой воды, в том числе установок питьевого водоснабжения войск, предусматривающее применение активаторов - ионов металлов, которые повышают бактерицидную активность озона и обеспечивают пролонгацию антибактериального действия при концентрациях ниже предельно допустимых концентраций.
Исходя из вышеизложенного, можно утверждать, что влияние ионов на обеззараживание объектов менее эффективно, нежели влияние озона на обеззараживание. Список использованной литературы:
1. Юдин А.С. Разработка реактора и системы автоматического управления процессом обеззараживания сточных вод диафрагменным электрическим разрядом. Дисс. канд. техн. наук. Иркут. гос. техн. ун-т, Иркутск, 2010. 121 с.
2. Лапшакова К.А. Обеззараживание бытовых сточных вод малых населенных пунктов диафрагменным электрическим разрядом: дис. канд. техн. наук. Иркут. гос. техн. ун-т, Иркутск, 2009. - 115 с.
3. Zong-ming Xiu. Negligible Particle-Specific Antibacterial Activity of Silver Nanoparticles / Zongming Xiu, Qing-bo Zhang, Hema L. Puppala, Vicki L. Colvin // Journal Nano letters, 2012. 4271-4275 с.
4. Гончарук Е.И., Бардов В.Г., Гаркавий С.И., Яворовский А.П. Коммунальная гигиена. Киев, 2006. - 792 с.
5. Патент РФ № 2288191 «Комбинированный способ обеззараживания воды». В.В. Гутенев, В.А. Грачев, В.И. Теличенко, А.И. Ажгиревич, И.А. Денисова. № 2005118033/15. заявл. 14.06.2005, опубл. 27.11.2006. 4.
6. Чижевский А.Л. Руководство по применению ионизированного воздуха. - М.: Госпланиздат, 1959. - С 55-60.
7. Патент РФ № 2061501, опубликован 10.06.1996.
© Квашнин А.Б., 2024
УДК 620.16
Квашнин А. Б.
канд. техн. наук, ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), г. Москва, РФ
ВЛИЯНИЕ ОЗОНА НА ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ПРЕДМЕТОВ СПЕЦОДЕЖДЫ, ИНСТРУМЕНТА, ТЕХНИКИ И ОБОРУДОВАНИЯ
Аннотация
В публикации рассмотрено влияние дезинфекции озоном предметов спецодежды, инструмента, техники и оборудования, её положительные и отрицательные результаты применения. А также основные преимущества перед другими способами обеззараживания
Ключевые слова озонирование, озон, дезинфекция, обеззараживание.
Kvashnin A. B.
Candidate of Technical Sciences FSBI VNII GOChS (FC), Moscow, Russia
