CC BY
6
УДК в 13.632.4+614.7151:539.215.41*073
0. П. Мисников, В. И. Москаленко, А. И. Шевченко, Б. /О. Кольцов, В. И. Турубаров, В. В. Румянцев
ЭЛЕКТРОННО-ИНДУКЦИОННЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ JR ДИСПЕРСНОСТИ АЭРОЗОЛЕЙ
BMA им. С. М. Кирова, Ленинград
Одним из важнейших санитарно-гигиенических показателей воздуха является дисперсность аэрозольных частиц. Аспирационная доза определяется не только массовой концентрацией аэрозоля, но и его фракционно-дисперсным составом (ФДС), который обусловливает степень задержки и первичного распределения частиц аэрозоля в органах дыхания [3].
Знание ФДС аэрозоля и динамики его во времени позволяет определить минимальную эффективную дозу. Дисперсность аэрозоля является ведущим параметром при определении времени витания частиц и их распространения во внеш-Дь ней среде или в различных зданиях и сооружениях при работе приточно-вытяжных систем вентиляции.
Особое внимание определению дисперсности аэрозоля необходимо уделять при борьбе с внут-ригоспитальными инфекциями, а также при экспериментальном изучении аэрогенных инфекций и токсичности различных промышленных выбросов в атмосферу.
К сожалению, методы и приборы для определения ФДС аэрозоля (седиментационный метод, импакторы, прибор Андерсена и др.) позволяют ^ получать результаты измерения в лучшем слу-™ чае лишь спустя несколько часов.
Перспективным методом оперативного анализа дисперсного состава аэрозоля, на наш взгляд, является электроиндукционный [2].
Этот метод реализован нами в электронно-индукционной аппаратуре ИРКА-1 (измеритель — регулятор концентрации аэрозолей), позволяющей вести непрерывный контроль и регулирование концентрации, а также проводить периодический анализ дисперсного состава аэрозолей [1]. Принципиальная схема измерительной линии прибора представлена на рис. 1.
Принцип работы аппаратуры в режиме анализа дисперсного состава заключается в следующем. Исследуемый аэрозоль пропускается с постоянной скоростью через измерительную линию, в состав которой входят зарядная камера импульсного коронного разряда, электросепаратор и индукционная измерительная камера. Каждая Р аэрозольная частица, проходящая через зарядную камеру во время импульса коронарного разряда, получает заряд, пропорциональный квадрату ее радиуса. На выходе ^з зарядной камеры поток промодулирован по плотности электрического заряда частиц, что обеспечивает воз-
можность измерить в дальнейшем этот заряд бесконтактным индукционным способом.
После выхода из зарядной камеры частицы аэрозоля увлекаются потоком в электросепаратор, представляющий собой цилиндрический конденсатор. К электродам сепаратора при анализе дисперсного состава приложено медленно изменяющееся (от 4000 до 400 В) по экспоненциальному закону электрическое напряжение. Под действием электрического поля, создаваемого этим напряжением, все заряженные частицы смещаются в направлении, перпендикулярном оси потока- При этом фракции частиц, радиусы которых превышают некоторое изменяющееся во времени значение ак, осаждаются на наружном электроде электросепаратора. Величина ак за-
Рис. 1. Принципиальная схема измерительной линии аппаратуры ИРКА-1.
I — аэрозоль; 2 — зарядная камера; 3 — электросепаратор: 4 -измерительная камера; 5 — воздуходувка; /?вх — сопротивление; Свх — конденсатор; Ч — подаваемое напряжение.
висит от геометрических параметров сепаратора и текущего значения ик — напряжения, приложенного к его электродам:
Сравнительные результаты измерения ФДС различных аэрозолей аппаратурой ИРКА-1 и импакторами
ак = К
\ \.\ \ МП \ \ \
1 1 г*-
— — О •ч
] ]
/ / 1 1 / 1 т /
50 40
вО 20 время, с
Ю
Содержание частиц (в %) диаметром а^ при измерении
где К — коэффициент пропорциональности; 1У — объемный расход аэрозоля.
Заряд дк частиц, остающихся в потоке после воздействия отклоняющего поля, определяется их первоначальной концентрацией п, функцией распределения (дисперсным составом) частиц }(а) и текущим значением радиуса ак:
<?^г = F[rt, ¡(а), ак].
Заряженные частицы аэрозоля после выхода из электросепаратора попадают в измерительную камеру и наводят на ней заряд, пропорциональный <7к- Этот заряд на входе усилителя, подключенного к зарядной камере, преобразуется в электрическое напряжение, которое затем усиливается, детектируется и подается на регистратор (самописец). Диаграмма записи сигнала, изменяющегося по мере монотонного изменения напряжения на электродах сепаратора, представляет собой график, однозначно характеризующий дисперсный состав аэрозоля (рис. 2). Эта кривая имеет вид несимметричной параболы. Определение ФДС по кривой выходного сигнала проводится в следующей последовательности: на ленте самописца измеряется ордината записи выходного сигнала при отклоняющем напряжении, равном 0 — А0 (в момент, предшествующий подаче команды «Пуск»); по оси абсцисс (ось времени) откладывается расстояние, соответствующее определенным размерам частиц (а,) аэрозоля; в каждой точке, соответствующей определенному размеру частиц, измеряется ордината ((¿¡) и берется ее отношение к ординате <3шах. т. е.
41
а1 -тг—' '00%.
•¿тах
Величина характеризует содержание частиц определенного размера (в процентах по массе) в аэрозоле.
прибором ИРКА-1 импакторами ность, %
А Б | В А Б в А Б в
10 % раствор лактозы
50 74 87 46 79 94 +8,7 -6,7 —7,5
43 66 80 46 73 92 —6,5 -9,5 —13
48 78 92 42 73 92 + 14,3 +6,9 0
38 66 83 34 61 87 + 11,8 +8,2 —4.6
Микробная суспензия
29 55 80 32 54 81 —9,4 + 1.9 -1,2
32 64 80 36 62 84 -11,0 +3,2 —4,6
28 50 72 33 51 76 — 15,0 -2,0 -5,3
24 52 80 22 48 78 +9,0 +8.0 +2,5
Примечание. А, Б, В — значения ац 2,5 и 10 мкм
Рис. 2. Кривая записи выходного сигнала аппаратуры ИРКА-1 в режиме анализа ФДС.
соответственно.
После анализа и экспериментальной проверки^ теоретических предпосылок получено соотношение между предельным диаметром частиц и текущим временем работы сепаратора дисперсности. Время одного цикла измерения ФДС аэрозоля 52 с, а на обработку результатов измерения, как показала практика, затрачивается не более 1 мин.
С целью оценки качества работы макетного образца аппаратуры в режиме измерения дисперсности система ИРКА-1 была испытана в условиях статических аэрозольных камер объемом 15 и 60 м3. Во время экспериментов датчик ап-паратуры и контрольные импакторы устанавливали в одной плоскости на высоте 1,5 м от пола. Определение ФДС аэрозоля осуществляли одновременно с записью на ленте самописца выходного электрического сигнала аппаратуры на канале «дисперсность» и отбором проб каскадными импакторами. по которым проводили калибровку и проверку ИРКА-1. По результатам измерения дисперсности импакторами в вероятностно-лога-. рифмических координатах строили графики ин* тегральной функции распределения частиц по их размерам. Результаты экспериментов показали, что относительная погрешность измерения ФДС двумя различными методами не превышает 11,8% (см. таблицу), при этом необходимо отметить, что испытания проводились на различных по физико-химическим и биологическим свойствам препаратах.
Таким образом, аппаратура ИРКА-1 позволяет в течение короткого времени (52 с) получить ин-" формацию о дисперсности аэрозолей. Более того, в результате измерения регистрируются показания прибора на ленте самописца, вследствие чего экспериментатор имеет возможность получить объективную информацию о дисперсности изуча-
емых аэрозолей. Достоинством аппаратуры является широкий диапазон измеряемых концентраций (от 0,01 до 700 мг/м3). Это позволяет использовать ее при различных исследованиях. Мы применяли данную аппаратуру для определения ¡Лдисперсности аэрозолей в больничных палатах, школах, а также на предприятиях с большой запыленностью воздуха.
Литература
1. Гапочко К- Г.. Мисников О. П.. Кольцов Б. Ю. и др.— Журн. микробиол., 1981, № 3, с. 24—28.
2. Кольцов Б. Ю.. Нейман Л. А., Попов В. И. и др. Устройство для измерения дисперсного состава аэрозолей,— А. с. 550560 (СССР).
3. Огарков В. И.. Гапочко К. Г.— Журн. микробиол., 1973, № 7, с. 43—46.
Поступила 05.03.85
УДК в 16.98:579.842.1/.21-022.35-07
Ю. Г. Талаева, Е. И. Круглова, К. Ф. Бирк
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕДАЧИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ КИШЕЧНЫХ ИНФЕКЦИИ ПРИ КУПАНИИ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сыснна АМН СССР, Москва, НИИ эпидемиологии, микробиологии и гигиены Минздрава Эстонской ССР, Таллин
В связи с возрастающим использованием прибрежных морских и поверхностных пресных вод для оздоровительно-лечебных и культурно-бытовых целей серьезного внимания заслуживает Щ оценка микробиологических показателей воды, так как спектр патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, обнаруживаемых в воде водоемов, достаточно широк. Основным источником микробного загрязнения поверхностных водоемов являются хозяйственно-бытовые сточные воды, количество которых увеличивается с каждым годом. По данным литературы [2, 3], в сточных водах регулярно обнаруживаются кишечные вирусы, патогенные энтеробактерии, главным образом сальмонеллы различных серо-варов, что свидетельствует о недостаточной эф-Л фективности существующих очистных сооруже-* ний. Вследствие этого в открытые водоемы попадают патогенные энтеробактерии и энтерови-русы, что представляет прямую эпидемическую опасность в районах водопользования. В литературе имеются указания на то, что загрязненная вода может являться причиной возникновения различных заболеваний, в том числе острых кишечных инфекций (ОКИ) И, 4]. При этом установлено, что Vibrio choierae и серовары Salmo-цпе11а вызывают заболевания при инфицировании * большими дозами, a Schigella — сравнительно малыми [5].
В связи с тем что специфические меры против ОКИ малоэффективны, большое значение в их профилактике приобретают гигиенические мероприятия, обеспечивающие эпидемическую безопасность водной среды. Основой проведения этих мероприятий является разработка надежных критериев эпидемической безопасности водоемов, ^ которые должны отражаться в нормативных до-^ кументах водно-санитарного законодательства. В действующих в настоящее время в СССР «Гигиенических требованиях к зонам рекреации водных объектов» к водоемам, используемым для купания, отдыха и спорта, предъявляются менее жесткие требования, чем для водоемов, исполь-
зуемых для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения (коли-индекс 1000 для купания, 10 000 для лодочно-парусного спорта, а также отсутствие возбудителей кишечных инфекций в воде).
В настоящей работе проведена разработка модели для изучения инфицирования купающихся при разных уровнях микробного загрязнения воды с использованием в качестве тест-культуры сапрофитного штамма Е. coli М17, который составляет основу широко применяемого с профилактической и лечебной целью биопрепарата ко-либактерина. Указанный лабораторный штамм как представитель семейства Enterobacteriaceae требует для существования таких же условий, как и возбудители бактериальных кишечных инфекций. Моделирование проводилось в плавательных бассейнах детских садов. Штаммом Е. coli М17 легко можно маркировать пути распространения инфекций во внешней среде, так как в обычных условиях в организме людей и во внешней среде он не встречается и безвреден для здоровья. В отличие от большинства представителей кишечной микрофлоры штамм саха-розоположительный и обладает резко выраженной серологической специфичностью.
Исследования проводились в 3 садах в бассейнах с одномоментным наполнением водой без хлорирования. Всего наблюдениями было охвачено 320 человек в возрасте от 4 до 7 лет. Вода бассейнов содержала разные дозы колибактери-на: от сотен тысяч до единичных клеток в 1 л воды.
Пробы воды для определения индекса Е. coli Ml7, колн-индекса, остаточного хлора отбирали в 2 точках бассейна до начала занятий, а также в конце каждого занятия для повторного контроля степенн обсемененности воды тест-микробом, определения колн-индекса, индекса лецитиназо-положительных стафилококков, патогенных энте-робактерий. Измеряли температуру воды и воздуха, отмечали продолжительность занятий. С целью выявления носительства модельного
