Научная статья на тему 'АСПЕКТЫ ПОВЫШЕНИЯ БАКТЕРИЦИДНОЙ АКТИВНОСТИ СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИХ ДЕЗИНФЕКТАНТОВ'

АСПЕКТЫ ПОВЫШЕНИЯ БАКТЕРИЦИДНОЙ АКТИВНОСТИ СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИХ ДЕЗИНФЕКТАНТОВ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
131
65
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
дезинфектант / серебро / обработка воды / водоочистка / качество воды. / disinfectants / silver / water processing / water purification / quality of water

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — А. И. Ажгиревич

В статье рассматриваются возможности повышения бактерицидной активности серебросодержащих дезинфектантов, в частности в централизованных системах и средствах водоочистки. Приведены результаты анализа литературных источников и ряда экспериментов по изучению бактерицидных и бактериостатических свойств серебра (в атомарном, ионном состоянии и в составе растворимых и малорастворимых солей) в широком диапазоне основных технологических параметров (концентраций, температур, рН, наличии различных примесей). Установлено, что бактерицидность малодиссоциирующих солей серебра можно резко увеличить путем введения небольших количеств аммиака, приводится объяснение указанному явлению на основе положений теории комплексных соединений. Показана возможность применения растворимых анодов из серебра низкой пробы для получения бактерицидно активных ионов серебра. Отмечается, что введение небольших количеств аммиака в воду, содержащую бактерицидные ионы серебра, позволяет существенно увеличить сроки хранения питьевой воды в санитарно-безопасном состоянии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — А. И. Ажгиревич

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

ASPECTS OF INCREASING THE BACTERICIDAL ACTIVITY OF SILVER-CONTAINING DISINFECTANTS

The article considers the possibility of increasing the bactericidal activity of silver-containing disinfectants, in particular in centralized systems and water treatment facilities. The results of the analysis of the literature and a series of experiments for the study of bactericidal and bacteriostatic properties of silver (atomic, ionic state and composition of soluble and slightly soluble salts) in a wide range of main process parameters (concentrations, temperatures, pH, presence of various impurities). It is established that the bactericidal activity of lowdissociating silver salts can be sharply increased by introducing small amounts of ammonia, an explanation of this phenomenon is given based on the provisions of the theory of complex compounds. The possibility of using soluble anodes from lowgrade silver to obtain bactericidal active silver ions is shown. It is noted that the introduction of small amounts of ammonia in water containing bactericidal silver ions can significantly increase the shelf life of drinking water in a sanitary safe condition.

Текст научной работы на тему «АСПЕКТЫ ПОВЫШЕНИЯ БАКТЕРИЦИДНОЙ АКТИВНОСТИ СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИХ ДЕЗИНФЕКТАНТОВ»

УДК 504.054

DOI: 10.24411/1728-323X-2019-18144

АСПЕКТЫ ПОВЫШЕНИЯ БАКТЕРИЦИДНОЙ АКТИВНОСТИ СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИХ ДЕЗИНФЕКТАНТОВ

А. И. Ажгиревич, кандидат технических наук, info@ecoregion.ru

В статье рассматриваются возможности повышения бактерицидной активности серебросодержащих дезинфектантов, в частности в централизованных системах и средствах водоочистки. Приведены результаты анализа литературных источников и ряда экспериментов по изучению бактерицидных и бакте-риостатических свойств серебра (в атомарном, ионном состоянии и в составе растворимых и малорастворимых солей) в широком диапазоне основных технологических параметров (концентраций, температур, рН, наличии различных примесей).

Установлено, что бактерицидность малодиссо-циирующих солей серебра можно резко увеличить путем введения небольших количеств аммиака, приводится объяснение указанному явлению на основе положений теории комплексных соединений.

Показана возможность применения растворимых анодов из серебра низкой пробы для получения бактерицидно активных ионов серебра. Отмечается, что введение небольших количеств аммиака в воду, содержащую бактерицидные ионы серебра, позволяет существенно увеличить сроки хранения питьевой воды в санитарно-безопасном состоянии.

The article considers the possibility of increasing the bactericidal activity of silver-containing disinfectants, in particular in centralized systems and water treatment facilities. The results of the analysis of the literature and a series of experiments for the study of bactericidal and bacteriostatic properties of silver (atomic, ionic state and composition of soluble and slightly soluble salts) in a wide range of main process parameters (concentrations, temperatures, pH, presence of various impurities).

It is established that the bactericidal activity of low-dissociating silver salts can be sharply increased by introducing small amounts of ammonia, an explanation of this phenomenon is given based on the provisions of the theory of complex compounds.

The possibility of using soluble anodes from low-grade silver to obtain bactericidal active silver ions is shown. It is noted that the introduction of small amounts of ammonia in water containing bactericidal silver ions can significantly increase the shelf life of drinking water in a sanitary safe condition.

Ключевые слова: дезинфектант, серебро, обработка воды, водоочистка, качество воды.

Keywords: disinfectants, silver, water processing, water purification, quality of water.

Введение. Повышения технико-экономической эффективности, надежности и экологической безопасности технологий химико-биоцидной обработки воды крупнотоннажными окислителями — дезинфектантами в централизованных системах и средствах водоочистки, функционирующих на территориях с кризисной экологической обстановкой, следует добиваться творчески применяя принципы и методы химической кинетики, теории и практики катализа.

Методы и результаты исследований. В целях изучения возможности повышения бактерицидных свойств серебра и установления доз, удовлетворяющих эколого-гигиеническим и технико-экономическим требованиям, был проведен анализ литературных источников, а также проделан ряд экспериментов по изучению бактерицидных и бактериостатических свойств серебра (в атомарном, ионном состоянии и в составе растворимых и малорастворимых солей) в широком диапазоне основных технологических параметров (концентраций, температур, рН, наличии различных примесей) [1, 2].

Катионы серебра готовили при помощи серийно выпускаемого ионатора ЛК-31 (ТУ 24-0509-3—90). Источником его питания служила бытовая электросеть, материал растворимого анода — серебро Ср 999,9 ГОСТ 6836—80, сила тока на электродах — 9,0 мА, масса серебра, переводимого ионатором в водный раствор за 1 мин, — 0,5 мг.

Масса серебра (ж), мг, перешедшего в воду в виде катионов Ля +, определяется по формуле Фарадея:

ж = к' /• т • п/100,

где к — электрохимический эквивалент серебра, равный, 1,118 мг/А - с; / — сила тока, проходящего через воду, А; т — время электролиза, с; п — выход серебра по току, %.

Соответственно, при необходимости количество серебра, подаваемое в воду, а значит, и концентрацию его ионов, можно регулировать миллиамперметром, изменяя силу тока сопротивлением внешней цепи. При этом класс точности установленного миллиамперметра 4 составлял 0,05, время электролиза определяли электронными часами, расход воды — до 10 л/мин (отклонения ±2 %). В ряде случаев ионы серебра получали растворением в дистилляте навески серебросодер-жащей соли.

Периодический контроль концентрации ионов серебра в воде проводили по известной методике [3] с учетом рекомендаций [4]. Отклонения значений концентрации ионов серебра, полученных электролизом, и определенных в том же растворе дитизоновым методом (в трехкратной повторности с получением среднего значения), не превышают 10—15 %. При необходимости проведения опытов с низкими концент-

рациями ионов серебра (<0,005 мг/л) последние получали путем разбавления соответствующим количеством воды определенного объема электрохимически приготовленного раствора относительно высокой концентрации.

Дозирование аммиака в воду, содержащую ионы серебра, с целью получения бактерицидного агента [Ля(КИз)2]+ осуществляли из баллона с аммиаком при помощи вентиля тонкого регулирования и реометра, а также введением определенного количества аммиачной воды. Концентрацию аммиака в воде контролировали по [5].

Впервые на высокие бактерицидные свойства соединения ионов серебра с аммиаком обратил внимание П. Е. Ермолаев [6]. Им был разработан препарат «аммарген»: 2,5 части нитрата серебра растворялись в смеси, состоящей из 30 частей 25 %-ного нашатырного спирта и 70 частей воды. Серебро в таком виде может свободно циркулировать в крови, избирательно действуя на патогенные микроорганизмы. Однако получение аммаргена (аммиачного комплекса) путем растворения нитрата серебра в аммиачно-водном растворе имеет недостатки: 1) нитрат является относительно вредным веществом; 2) полученный аммиачный раствор необходимо использовать как можно быстрее, иначе его следует хранить в темноте и при относительно низкой температуре. Клинические испытания показали, что максимальная доза для аммаргена Ермолаева составляет около 1 мг/кг живого веса при внутривенном введении и хорошо переносится даже при длительном применении [7].

Добавление аммиака усиливает бактерицидное действие хлорида серебра [6]. В полевых условиях было предложено применять так называемое роговое серебро, полученное сплавлением хлористого серебра в тигле при температуре 455 °С. Такой сплав хорошо режется ножом, дозируется и растворяется в растворе аммиака, однако является нестойким: разлагается на свету и при хранении.

В дальнейшем [8, 9] нами была разработана технология получения диамминаргенат-катиона [Ag(NHз)2]+ (ДАА-катиона) путем взаимодействия свежеприготовленных электролитическим способом ионов Ag+ с вводимыми в зону их нахождения молекулами аммиака из баллона, т. е. непосредственно в обеззараживаемой воде. Это обеспечивалось высокой растворимостью аммиака в воде (% по массе): 46,7 (0 °С); 40,5 (10 °С); 34,5 (20 °С); 28,7 (30 °С); 23,5 (40 °С); 18,6 (50 °С) [10]. При этом предусматривается небольшой избыток NHз (5 % от стехиометрии), что позволяет сдвинуть вправо равновесие в системе

Ag+ + 2NHз ) ^(N^2]+.

0.

-1,0 -2,0 -3,0 -4,0

1

___2

0 4

12 16 20 т, ч

Рис. 1. Бактерицидная активность различных препаратов: 1 — раствор аммиака (0,25 мг/л); 2 — AgCl (1 мг/л); 3 — аммиачный комплекс (1,0 мг Ag/л + 0,26 мг NHз/л)

Учитывая вышеизложенное, а также то обстоятельство, что бактерицидная активность введенных в воду ионов Ag+ (электролизом или химическим растворением соответствующей соли) снижается из-за связывания их некоторыми анионами, присутствующими в воде (прежде всего хлорид-ионом), был поставлен вопрос о возможности повышения бактерицидности AgCl посредством введения в воду небольших количеств аммиака.

Предварительно были изучены бактерицидные свойства отдельно взятых AgQ (чда) и водного аммиачного раствора. В бидистиллят при перемешивании вводили 1 мг/л хлорида серебра (около 0,75 мг Ag+); во второй сосуд вводили аммиачную воду так, чтобы содержание аммиака в воде отвечало 10 %-ному избытку от стехиометрии, необходимой для образования аммиачного комплекса [Ag(NHз)2]+: это составляло около 0,26 мг. В третий сосуд вводили одновременно указанные выше количества хлорида серебра и аммиака, выдерживали 0,5 ч и вводили тест-микроорганизмы. Температура воды во всех опытах поддерживалась 25 °С, время экспозиции составляло 1 сутки. Результаты представлены на рисунке 1.

Как следует из рисунка 1, введение небольших количеств аммиака к водному раствору AgCl, приводящее к образованию аммиачного комплекса серебра [Ag(NHз)2]+, способствует резкому возрастанию бактерицидной активности серебра.

В то же время, очевидно, что при открытой поверхности воды, особенно при повышенных ее температурах, будет происходить разрушение аммиачного комплекса, вследствие чего аммиак будет улетучиваться, а ионы серебра Ag+ снова связываться в малодиссоциирующее и относительно малоактивное в бактерицидном отношении соединение AgCl. Этот процесс весьма нежелателен, особенно при необходимости создания запасов воды, например в предвидении чрезвычайных

ситуации или в маловодных регионах с жарким климатом.

В связи с этим правомочен вопрос: возможно ли сохранение длительной антибактериальной устойчивости воды, содержащей ЛяС1, если в нее периодически добавлять расчетные количества аммиака (аммиачной воды)?

Для проверки указанного предположения был проведен специальный эксперимент. Вода природная была подвергнута стерилизации кипячением, после чего была разделена на 2 части. Первая была оставлена с открытым зеркалом воды в качестве контроля, во вторую ввели аммиачный комплекс серебра в соответствии с методикой предыдущего опыта. Через каждые 7 суток экспозиции в воду вводили (при перемешивании) аммиачную воду из расчета 0,26 мгКИз/л. Результаты бактериологического анализа показали, что значения коли-индекса на протяжении полугода в 95 % случаев не превышали 2—3, в остальных случаях 3—4, т. е. вода оставалась безопасной в санитарно-эпидемиологическом отношении.

Причины высокой бактерицидной активности аммиачного комплекса серебра:

Известно, что AgC1, будучи весьма плохо растворим в воде (ПРлgCl = 1,78-10-10), легко растворяется в водном растворе аммиака по реакции:

AgC1 + 2КИ3 = ^^И3)2]С1.

Указанная комплексная соль хорошо растворима в воде [11]. При комплексообразовании может сильно меняться реакционная способность веществ. Если Ag+ легко осаждается анионами С1-, Вг-, З2-, то комплексообразование практически устраняет этот процесс. В результате комплексный катион [Ag(NHз)2]+ уже не осаждается анионом С1-, т. е. создаются условия для длительного существования в воде указанного катиона.

Известно, что внутренняя и внешняя сферы комплексного соединения сильно отличаются по устойчивости; в частности, частицы, которые находятся во внешней сфере, связанные с комплексным ионом преимущественно электростатическими силами, легко отщепляются в водном растворе. Эта первичная диссоциация протекает практически нацело, подобно диссоциации сильных электролитов (например, №С1). Лиганды (молекулы аммиака), которые находятся во внутренней сфере, связаны с центральной частицей (Ag+) значительно прочнее и отщепляются (вторичная диссоциация) лишь в малой степени:

^^И3)2]С1 ^ ^(N^2]+ + С1-(первичная диссоциация) ^(N^2]+ ) Ag+ + 2NHз (вторичная диссоциация).

Как видно, вторичная диссоциация характеризуется наличием равновесия между комплекс -ной частицей, центральным ионом и лигандом.

Таким образом, можно сделать вывод, что в начальной стадии образования бактерицидного препарата (путем взаимодействия электролитически полученных ионов серебра и молекул аммиака) в возникшей системе находятся комплексные ионы [Ag(NHз)2]+, простые (свободные) ионы Ag+, молекулы NHз (избыток) и молекулы AgC1 (последние образуются в случае, если в какой-то точке пространства ПР > 1,78-10-10). При этом наиболее активными в бактерицидном отношении являются ионы Ag+. Отсюда понятно, что, поскольку с ростом температуры равновесие процесса вторичной диссоциации сместится вправо, бактерицидная активность возрастает адекватно температуре. С другой стороны, увеличение температуры способствует и диссоциации ранее образовавшихся молекул AgC1, обеспечивающей поступление в воду дополнительных ионов Ag+. Наконец, аммиак — продукт распада комплексного катиона [Ag(NHз)2]+, по-видимому, может способствовать переходу части AgC1 в растворимое комплексное соединение. Следовательно, можно сделать предположение, что роль аммиака состоит прежде всего в поддержании серебра в наиболее бактерицидно активном состоянии.

Диссоциация ионов [Ag(NHз)2]+, как и диссоциация любого слабого электролита, подчиняется закону действия масс. Она может быть охарактеризована константой нестойкости комплексно -го иона:

К = [ Ag " ] • [ NHз ] ^ Кнест ■

[ Ag(NHз) ] +

Как известно, с помощью величин Кнест можно предсказать направление протекания реакций между комплексными соединениями. Так, при значительном различии этих констант реакция пойдет в сторону образования комплекса с меньшей константой нестойкости. Например, для иона [Ag(NHз)2]+ Кнест = 6,8-10-8, а для иона

NH+ Кнест = [^ 3] • +И ] = 5,4-10-1° [232, 237], [ NH+]

в кислой среде аммиакат серебра разрушается с последующим образованием свободных ионов

Ag+ и NH+:

^(N^2]+ + 2Н+ ) Лg+ + 2NH+ .

На практике это означает, что с понижением рН воды бактерицидная активность ДАА-катио-нов будет увеличиваться.

При осуществлении анодных процессов необходимо иметь в виду, что материал анода в ходе электролиза может окисляться. В качестве материалов для инертных анодов чаще всего используют графит, уголь, платину, титан. В случае активного, иначе растворимого, анода на нем возможно протекание трех конкурирующих окислительных процессов: электрохимического окисления молекул воды с выделением кислорода, разряда аниона (т. е. его окисление) и электрохимического окисления металла анода (т. е. собственно анодное растворение металла, в данном случае серебра) [15]. Из этих возможных процессов осуществляется тот, который энергетически наиболее выгоден. Если металл анода расположен в ряду стандартных потенциалов раньше других электрохимических систем, то имеет место анодное растворение металла. В противном случае будет идти выделение кислорода или разряд

_ 2_

аниона (С1 , ЯО^^ и др.).

Следовательно, на аноде, изготовленном из химически чистого серебра, возможно протекание следующих реакций:

1) Ля0 — 1 е ^ Ля+

2) 2С1_ ^ Анод 2С1_ = 2С1 + 2 е

2С1 = ГС12 ^

(Ф° = 0,8 В) (ф° = 1,36 В)

3) 2ЗО2 ^ Анод

2Н2О =

2ЯО 4Н+

2_

+ 2О + 4 е (Ф° = 2,01 В)

2О = О

2

Две последние реакции (учитывая значения их потенциалов) могут протекать с заметной скоростью только при высоких концентрациях соответствующих анионов [12].

Когда в качестве растворимого анода выступает серебро более низкой пробы, т. е. содержащее и другие металлы, следует учитывать возможность перехода в воду и их катионов. Отметим при этом, что превалирующими катодной и анодной реакциями при растворении такого серебра по-прежнему остаются Ля _ е ) Ля+ + е (при создании соответствующего потенциала 0,8 В). Из-за малого перенапряжения при не слишком высоких плотностях тока (А/м2) эти реакции протекают при потенциалах, близких к равновесному. В соответствии с этим наиболее ч асто встречающиеся в серебре примеси — золото, платино-

иды, медь, сурьма, висмут, олово, селен, теллур, а также незначительные количества цинка, кадмия, никеля, железа — ведут себя при электролизе адекватно их потенциалам и химическим свойствам [13, 14].

В образующемся к концу процесса электролиза анодном шламе обычно концентрируются золото и платиноиды, сурьма, висмут и олово в виде гидрооксидов и метаоловянной кислоты, сера, селен и теллур в виде сульфидов, селенидов и теллуридов металлов. В раствор же могут переходить медь, а также все более электроотрицательные металлы [15]. При наличии в серебряном электроде платиноидов только повышенная анодная плотность тока (80—400 А/м2) может вызвать их растворение (ф°Рё2+ /Рё = +0,987 В).

Для электрохимического растворения многих металлов на практике устанавливают весьма высокие значения плотности тока, в частности, при выделении А13+ — 7500, Си2+ — 170—250, М2+ — 200—500, РЬ2+ — 100—250, Со2+ — 160, Бе2+ — 100, Яп2+ — 100—500, Сё2+ — 40—100, 2п2+ — 200—300 А/м2 [1, 13]. Поэтому очевидно, что для снижения скорости растворения тех металлов, которые входят в состав серебряного электрода относительно низкой пробы и, соответственно, снижения концентрации их катионов в питьевой воде, следует проводить электролиз при возможно низких плотностях тока (меньше 40 А/м2).

Можно оценить возможную концентрацию ионов металлов-примесей электрода в случае их перехода в воду при электролизе. Для этого примем заведомо завышенные значения содержания металлов-примесей в серебре 800 пробы: Си — 5 %, РЬ — 3 %, N1, Со, Сё, Бе, 2п, ЯЬ — по 2 %. Выход указанных металлов по току примем 50 %, а концентрацию переводимого в воду серебра установим на уровне ее ПДК, т. е. 0,05 мг/л. Тогда, согласно расчетам, концентрации в питьевой воде составят (в мг/л): РЬ — 0,0009 (ПДК = 0,03); Си — 0,0015 (ПДК = 1); N1 — 0,0006 (ПДК = 0,1); Со — 0,0006 (ПДК = 0,01); Сё — 0,0006 (ПДК = = 0,01); Бе — 0,0006 (ПДК = 0,3); 2п — 0,0006 (ПДК = 5) [16, 17].

Таким образом, содержание нежелательных примесей, которые могут появиться в питьевой воде в результате растворения многокомпонентного анода, даже в самых неблагоприятных условиях более чем на 1—2 порядка меньше их ПДК. Можно, следовательно, сделать вывод, что проведение процесса анодного растворения серебра, содержащего заметные количества примесей, при пониженных плотностях тока еще в большей степени позволит снизить содержание нежелательных примесей электрода в воде.

о 80

о

К «

а 60

ч о й л

т

40

20

1 2

\3 •

100

200

300

400

500

600

Плотность тока, А/м2

Рис. 2. Зависимость выхода ионов серебра по току от анодной плотности тока при различном содержании серебра в аноде (пробе): 1 — 999,9; 2 — 875; 3 — 800

Исследования, в частности [6], показали также, что характер процесса при электролитическом растворении серебра зависит не только от условий электролиза, но и от состава примесей воды. Так, взвеси и растворенные соли оказывают влияние на протекание процесса в той мере, в какой они образуют на поверхности серебра плотные пленки, которые делают электроды малорастворимыми, или же изменяют ход электрохимических реакций на электродах. Присутствие в воде хлоридов приводит к постепенному образованию на серебряном аноде пленки хлорида серебра (Ля+ + С1- ^ ЛяС1), препятствующей дальнейшему растворению металла и, следовательно, понижающей выход серебра по току. Большие количества сульфатов мешают электролитическому растворению серебра из-за выделения на аноде

кислорода. Аналогично ведут себя и некоторые 2+ +

катионы, например Бе2 и КИ .

Вышеизложенные соображения обусловливают необходимость предварительного изучения зависимости выхода ионов серебра по току от анодной плотности при различном содержании серебра в аноде.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Опыты проводили с природной водой при температуре 20 °С; электродами (анодами) служили пластинки серебра пробой 999,9; 875 и 800, катодами — пластинки титана.

Как следует из анализа полученных данных (рис. 2), выход серебра по току заметно зависит от режима электролитического растворения. Так, с повышением плотности тока выход серебра падает, что можно объяснить соответствующим ускорением побочных процессов на электроде, о чем говорилось ранее. При этом следует отметить, что в области относительно малых плотнос -тей (менее 100 А/м2) значения выхода серебра по току соотносятся для проб 999,9, 875 и 800 как

1 : 1,15 : 1,26, что весьма близко к соотношениям массы серебра в указанных образцах.

Таким образом, можно сделать вывод о возможности применения серебра низкой пробы для получения ионов серебра, предназначенных для обеззараживания питьевой воды, для чего следует создавать на электроде пониженную плотность тока. Это способствует увеличению выхода серебра, равномерному расходу материала электрода и, что существенно, снижению концентрации примесей последнего, поступающих в воду, а также затрат на приобретение материалов для анода.

При необходимости длительного хранения питьевой воды, прошедшей обеззараживание ионами серебра, важное значение приобретает материал, из которого изготовлена соответствующая емкость.

Анализ значений окислительно-восстановительных потенциалов показывает, что ионы Ля+ (окисленная форма) под действием атомов более активных металлов (например, алюминия, цинка, железа) будут переходить в восстановленную форму Ля°, обладающую, как известно, меньшей бактерицидной активностью. По этой причине емкости (или трубопроводы) из дюралюминия, стали, оцинкованного железа и других материалов, потенциалы которых выше, нежели серебра, не пригодны для долговременного хранения питьевой воды. Отсюда логично вытекает задача изыскать условия стабилизации серебра в ионной форме и сохранения тем самым их бактерицидных свойств в течение достаточно долгого времени.

Нами изучено влияние материала емкости для хранения воды на сохранность бактерицидной активности электролитических ионов серебра и его аммиачных комплексных катионов. В качестве материала применялись стекло и сталь. Исходная вода характеризовалась следующими показателями. Общее микробное число (ОМЧ) 75, коли-бактерий 50. Воду разливали в 2 емкости из разного материала, вводили в них исследуемый препарат: в 1-ю путем прямого электролиза растворяемого анода (серебро 999,9), во 2-ю — путем введения свежеприготовленных аммиачных комплексных ионов серебра. Серебро (в расчете на Ля+) в обоих случаях составляло 5-10-3 г/м3, температура в течение всего времени эксперимента поддерживалась на уровне 19 ± 0,1 °С. Анализ на содержание микроорганизмов проводили через каждые сутки. Результаты исследований представлены в таблице.

Из таблицы следует, что наличие аммиака, содержащегося в аммиачном комплексе серебра, позволяет длительно хранить воду в санитарно-

Бактериальные показатели воды в зависимости от вида бактерицидного препарата

и материала емкости хранения

Препарат и материал емкости Анализируемый показатель Время хранения воды, сутки

1 2 3 4 5 10 15 20 25 30

Ля + (электролиз), стекло ОМЧ 10 6 4 7 5 5 6 ~5 8 10

Коли-индекс <3 <3 <3 <3 <3 <3 3 <3 3 4

Ля + (электролиз), сталь ОМЧ 16 10 8 10 12 20 дальнейший рост

Коли-индекс <3 <3 <3 <3 3 10 дальнейший рост

[Ля^Н3)2] +, стекло ОМЧ 14 10 8 10 12 10 13 13 15 20

Коли-индекс <3 <3 <3 <3 <3 <3 <3 3 3 3

[Ля^Н3)2] +, сталь ОМЧ 36 25 10 14 15 12 20 18 20 32

Коли-индекс <3 <3 <3 <3 <3 <3 <3 3 3 6

безопасном состоянии даже в стальной емкости. Поэтому в емкость, в которой хранится вода, прошедшая обработку ионами серебра, полученными электролизом или растворением соответствующих солей, следует периодически д обавлять аммиак (газообразный или в виде аммиачной воды).

В противном случае в качестве внутренних покрытий емкостей для долговременного хранения питьевой воды, содержащей Ля+, могут быть рекомендованы такие материалы, как органическое стекло, полиизобутилен ПСГ и другие пластмассы, не выделяющие в воду вредных либо дурнопахнущих веществ, а также высококачественная цементная штукатурка, поверхности, окрашенные цементным молоком, лаками ХСЛ, ХС-69 и посеребренные металлы.

Выводы

1. Бактерицидность малодиссоциирующих солей серебра, образовавшихся, в частности, в результате связывания Ля+ некоторыми анионами,

присутствующими в воде, можно резко увеличить путем введения небольших количеств аммиака. Дано объяснение указанному явлению на основе положений теории комплексных соединений, вследствие образования относительно устойчивого бактерицидно активного комплексного катиона [Ля^Н3)2]+.

2. Показана возможность применения растворимых анодов из серебра низкой пробы для получения бактерицидно активных ионов серебра, для чего следует создавать на электроде пониженную плотность тока. Это способствует равномерному расходу материала растворимого электрода и, что существенно, снижению концентрации примесей последнего, поступающих в воду, а также затрат на его приобретение.

3. Введение небольших количеств аммиака в воду, содержащую бактерицидные ионы Ля+, позволяет существенно увеличить сроки хранения питьевой воды в санитарно-безопасном состоянии даже в стальных емкостях.

Библиографический список

1. Ажгиревич А. И. Неорганические бактерицидные смеси пролонгированного действия на основе меди и серебра // Проблемы региональной экологии, № 4, 2010. С. 94—99.

2. Ажгиревич А. И. Серебро в технологиях химико-биоцидной обработки воды: достоинства и недостатки // Проблемы региональной экологии, № 5, 2015. С. 10—18.

3. РД 20.1:2:3.19—25. Методика выполнения измерений Ве, В1, V, Сё, Со, Ля в питьевых, природных и сточных водах. — 1997. — 15 с.

4. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. — СПб., эколого-аналитический информ. Центр «Союз», 1998. — 896 с.

5. Корякин Ю. В., Ангелов И. И. Чистые химические вещества. — М.: Химия. 1974. — 408 с.

6. Кульский Л. А. Серебряная вода. — Киев: Наукова думка, 1987. — 109 с.

7. Кульский Л. А. Основы химии и технологии воды. — Киев: Наукова думка, 1991. — 586 с.

8. Патент № 2182126 Российской Федерации, МКИ С 02 Б 1/50, 1/76, С 02 Б 103: 04. Способ обеззараживания воды с использованием комплексного соединения серебра / В. В. Гутенев, И. В. Кудрина, А. И. Ажгиревич, Е. Н. Гуте-нева; заявл. 31.07.01; выдан 10.05.02. — Бюл. № 13.

9. Патент № 2182129 Российской Федерации, МКИ С 02 Б 1/50, 1/76, С 02 Б 103: 04. Способ обработки воды с использованием комплексного соединения серебра / В. В. Гутенев, А. И. Ажгиревич, О. И. Монтвила, Е. Ю. Курнева; заявл. 31.07.01; выдан 10.05.02. — Бюл. № 13.

10. Химическая энциклопедия: в 5 т. / Редкол.: И. Л. Кнунянц (гл. ред.) и др. — М.: Сов. энциклопедия. 1988. — 623 с.

11. Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. — М.: Химия, 1981. — 632 с.

12. Агеенков В. Г., Каковский А. И. Электрометаллургия водных растворов (расчеты). — М.: Металлургиздат, 1977. — 144 с.

13. Ахметов Н. С. Неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 1975. — 672 с.

14. Практикум по общей и неорганической химии / Под ред. В. М. Таланова и М. Г. Смирновой // ч. I. Теоретические основы химии. — Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 1999. — 174 с.

15. Прикладная электрохимия. Под ред. Н. Т. Кудрявцева. — М.: Химия, 1975. — 552 с.

16. ГОСТ 2874—82. Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством. — М.: Изд-во Стандартов, 1984. — 9 с.

17. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества — М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2002. — 103 с.

ASPECTS OF INCREASING THE BACTERICIDAL ACTIVITY OF SILVER-CONTAINING DISINFECTANTS

A. I. Azhgirevich, Ph. D. (Engineering), info@ecoregion.ru Refrerences

1. Azhgirevich A. I. Neorganicheskie baktericidnye smesi prolongirovannogo dejstviya na osnove medi i serebra. [Inorganic bactericidal compound of prolonged action on the basis of copper and silver]. Problemy regional'noj ekologii, № 4, 2010. S. 94—99.

2. Azhgirevich A. I. Serebro v tekhnologiyah himiko-biocidnoj obrabotki vody: dostoinstva i nedostatki [Silver in technologies of chemical-biocidal water treatment: advantages and disadvantages]. Problemy regional'noj ekologii, № 5, 2015. S. 10—18.

3. RD 20.1:2:3.19—25. Metodika vypolneniya izmerenij Be, Bi, V, Cd, Co, Ag v pit'evyh, prirodnyh i stochnyh vodah. 1997. 15 s.

4. Kontrol' himicheskih i biologicheskih parametrov okruzhayushchej sredy. — SPb., ekologo-analiticheskij inform. Centr "Soy-uz", 1998. 896 s.

5. Koryakin Yu. V., Angelov I. I. CHistye himicheskie veshchestva. M.: Himiya. 1974. 408 s.

6. Kul'skij L. A. Serebryanaya voda. Kiev: Naukova dumka, 1987. 109 s.

7. Kul'skij L. A. Osnovy himii i tekhnologii vody. — Kiev: Naukova dumka, 1991. 586 s.

8. Patent № 2182126 Rossijskoj Federacii, MKI S 02 F 1/50, 1/76, S 02 F 103: 04. Sposob obezzarazhivaniya vody s is-pol'zovaniem kompleksnogo soedineniya serebra. V. V. Gutenev, I. V. Kudrina, A. I. Azhgirevich, E. N. Guteneva; zayavl. 31.07.01; vydan 10.05.02. Byul. № 13.

9. Patent № 2182129 Rossijskoj Federacii, MKI S 02 F 1/50, 1/76, S 02 F 103: 04. Sposob obrabotki vody s ispol'zovaniem kompleksnogo soedineniya serebra. V. V. Gutenev, A. I. Azhgirevich, O. I. Montvila, E. YU. Kurneva; zayavl. 31.07.01; vydan 10.05.02. Byul. № 13.

10. Himicheskaya enciklopediya: v 5 t. M.: Sov. enciklopediya. 1988. 623 s.

11. Karapet'yanc M. H., Drakin S. I. Obshchaya i neorganicheskaya himiya. M.: Himiya, 1981. 632 s.

12. Ageenkov V. G., Kakovskij A. I. Elektrometallurgiya vodnyh rastvorov (raschety). M.: Metallurgizdat, 1977. 144 s.

13. Ahmetov N. S. Neorganicheskaya himiya. M.: Vysshaya shkola, 1975. 672 s.

14. Praktikum po obshchej i neorganicheskoj himii. Novocherkassk: YURGTU (NPI), 1999. 174 s.

15. Prikladnaya elektrohimiya. M.: Himiya, 1975. 552 s.

16. GOST 2874—82. Voda pit'evaya. Gigienicheskie trebovaniya i kontrol' za kachestvom. M.: Izd-vo Standartov, 1984. 9 s.

17. Pit'evaya voda. Gigienicheskie trebovaniya k kachestvu vody centralizovannyh sistem pit'evogo vodosnabzheniya. Kontrol' kachestva. M.: Federal'nyj centr Gossanepidnadzora Minzdrava Rossii, 2002. 103.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.