Научная статья на тему 'НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЮ ВОДЫ УЛЬТРАЗВУКОМ'

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЮ ВОДЫ УЛЬТРАЗВУКОМ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
24
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
Область наук
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Л.И. Элъпинер

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

DISINFECTION OF WATER BY MEANS OF ULTRA-SOUND

The article presents data of an experimental study of water disinfection by means ef ultra-sound waves. The research was aimed at shortening the bactericidal exposition time to the ultra-sound waves and at increasing the volume of water disinfected per unit of time. It has been found that the exposition to the action of ultra-sound waves could be decreased without affecting in any way the final bactericidal effect by increasing the intensity of the ultra-sound. The water disinfection rate could be augmented by the combined use of utra-sound waves and that of ultraviolet rays. This treatment gave satisfactory hygienic results even when applied for disinfection of water with inferior ogranoleptic properties and considerable bacterial contamination.

Текст научной работы на тему «НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЮ ВОДЫ УЛЬТРАЗВУКОМ»

тнческого обслуживания детей и значительному расширению сети дошкольных детских учреждений. В постановлении говорится о необходимости разработки гигиенических нормативов и усиления пропаганды гигиенических знаний среди учащихся и рабочей молодежи.

Основные задачи научно-исследовательской работы в области гигиены детей и подростков сводятся к следующим пунктам: 1) научное обоснование гигиенической организации труда школьника на всех этапах обучения; 2) разработка научно обоснованных рекомендаций построения уроков труда; 3) уточнение гигиенических требований к школьным мастерским по металлу и дереву, их оборудованию и инструментарию, кабинетам машиноведения и домоводства.

При изучении труда школьников особое внимание следует уделить учебному режиму и влиянию всей учебной нагрузки на здоровье учащихся. В отношении труда подростков и старших школьников, сочетающих обучение с производственной деятельностью, необходимо возможно быстро определить и разработать критерии профессиональной пригодности подростков; необходима также разработка медицинских противопоказаний к отдельным видам труда с учетом возрастных особенностей.

Наряду с научными исследованиями в указанных направлениях следует усилить санитарный надзор в области режима и условий труда школьников и подростков на производстве и в сельском хозяйстве. По-прежнему актуальной задачей является осуществление предупредительного санитарного надзора за строительством школ и учебно-воспитательных учреждений.

Наконец, необходимо общими силами врачей и педагогов усилить гигиеническое обучение и воспитание школьников, исходя из того бесспорного положения, что основы санитарной культуры закладываются в школьные годы.

•Ь тйг -¿г

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЮ ВОДЫ УЛЬТРАЗВУКОМ

Л. И. Эльпинер

Из Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана Министерства здравоохранения РСФСР и кафедры коммунальной гигиены I Московского ордена Ленина медицинского института

имени И. М. Сеченова

В нашей предыдущей статье 1 были изложены данные экспериментальных исследований по обеззараживанию воды ультразвуком.

Дальнейшие исследования по изысканию путей сокращения бактерицидных экспозиций ультразвука были проведены в направлении изучения роли интенсивности ультразвука и применения современных установок, позволяющих снимать с излучателей значительные интенсивности. Мы применяли высокочастотный пьезокварцевый излучатель с частотой излучения 722 кгц. Конструкция излучателя позволяла «озвучивать» воду при непосредственном ее контакте с излучающей поверхностью кварца. Регулирующее устройство обеспечивало изменение интенсивности в пределах 2—7—19—30 Ш/см2. Интенсивность измеряли колориметрическим методом [модификация прибора Видергельма С\\Че-ёегЬе1т)] на границе 10-сантиметрового слоя воды. Опыты были поставлены в условиях протока воды при высоте ее слоя на излучателе 10 см.

1 Гигиена и санитария, 1958, № 7.

Микробная нагрузка создавалась из расчета 200 000—250 000 кишечных палочек в 1 л воды. Бактериологические исследования производили методом мембранных фильтров.

Полученные результаты (рис. 1) свидетельствуют о том, что применение наибольшей из взятых интенсивностей (30 W/cm) позволяло получить гигиенически удовлетворительный эффект обеззараживания уже через 3 минуты воздействия.

Как видно из приведенного графика, нарастание бактерицидного эффекта с повышением интенсивности ультразвука выявляется совершенно четко. Следует указать, что аналогичные исследования проводились отдельными экспериментаторами и ранее, однако максимальные значения примененной интенсивности ^ не превышали 18W/cm2 [Грюн и Штель- " тер (Grün, Stelter)] и были проведены в тонких слоях непроточной воды.

Таким образом, этой частью наших исследований обнаружен еще один путь сокращения бактерицидных экспозиций ультразвука при его воздействии на значительные слои проточной воды — путь повышения его интенсивности. Техническое решение этого вопроса вполне реально в свете ряда исследований (JI. Д. Розенберг, В. М. Фридман) и подтверждено при конструировании нашей экспериментальной установки.

В дальнейших исследованиях была поставлена задача изыскания путей значительного увеличения объема воды, озвучиваемой в единицу времени. Одновременно решению подлежал вопрос обеззараживания естественных речных гуминовых вод с большим бактериальным загрязнением, что отвечало основной задаче, поставленной перед нами,— изысканию эффективных методов обеззараживания речных вод, используемых в речном флоте в питьевых целях.

Решение этих вопросов мы полагали найти при сочетании двух физических бактерицидных агентов — ультразвука и ультрафиолетовых лучей. Последние являются уже зарекомендовавшими себя в водопроводной практике дезинфицирующим агентом. Однако, эффект их действия резко зависит от качества осветления воды и высоты микробной нагрузки (В. Ф. Соколов, Т. К. Сиденко и др.).

Как известно, резистентность микроорганизмов к действию ультрафиолетовых лучей связана с особенностями строения поверхностных слоев микроба, наличием пигментов, устойчивостью к окисляющему влиянию [А. А. Имшенецкий, Е. И. Квасников, Дальцел (Dalzell), Кин-слое (Kinsloe) и др.]. В то же время отдельные исследования показывают, что ультразвуковые волны обладают способностью вызывать из-мнения в поверхностных слоях клетки, нарушая проницаемость клеточных оболочек, истончая их, повышая чувствительность клетки к окислителям [Тейсманн, Вальхаузер (Theismann, Wallhäuser)].

Эти данные позволяют предполагать, что применение ультразвуковых волн вызывает срыв специфических защитных барьеров клетки по отношению к действию ультрафиолетовых лучей, значительно повысив чувствительность микроба к действию этого вида лучистой энергии. Следовало также учесть особенности распространения ультразвуковых волн в водной среде и протекающие при этом активные процессы диспергирования, перемешивания и отмывания (В. М. Фридман, Л. Д. Розенберг). Эти явления могли также играть значительную роль при погру-

»0

Рис. 1. Зависимость бактерицидного действия ультразвука от его интенсивности.

жении ультрафиолетовой бактерицидной лампы в интенсивное ультразвуковое поле.

Для проведения исследований по одновременному обеззараживанию воды ультразвуком и ультрафиолетовыми лучами была создана экспериментальная установка, состоящая из ультразвукового излучателя с

частотой колебания 930 кгц (интенсивность на границе 10-сантиметрового слоя воды— 30 Ш/см2) и ультрафиолетовой бактерицидной лампы типа БУВ-ЗО-П, погруженной в реакционную цилиндрическую ванну эксцентрично ее оси и параллельно направлению излучения УЗВ (рис. 2). Объем воды в ванне составлял 700 мл при слое воды 10 см и 2800 мл при сдое воды 40 см. Система патрубков обеспечивала возможность протока воды.

В исследованиях была применена искусственно окрашенная гуминовыми веществами и зараженная кишечной палочкой артезианская вода. Бактериологические исследования были проведены двумя дублирующими методами: методом мембранных фильтров и методом бродильных проб. Заключительные исследования были проведены на водах из реки Москвы и канала имени Москвы. Предварительно были поставлены опыты по изучению последовательного действия названных агентов в небольших объемах воды (50 мл), заключенных в стеклянных сосудах.

Вначале было выявлено, что бактерицидный эффект ультразвуковых волн (930 кгц, 30 \У/см2) не зависит от цветности воды, достигающей 100° платина-кобальтовой шкалы. В сравнительных опытах с одним ультрафиолетовым излучением (лампа БУВ-ЗО-П) бы-

/- ЛьезонЗарцевая пластина 2-Лампа Ш -30 -П 3 -ванна д/гя абеззаражиЗв -

ния Зады '-вода

■Рис. 2. Схема прибора для комбинированного обеззараживания воды ультразвуком и ультрафиолетовым излучением.

Таблица 1

РезультатьГопытов по последовательному действию ультразвуковых волн и ультрафиолетового излучения на кишечную палочку в цветной водной среде (в процентах выживаемости)

№ опыта Микробная нагрузка (в 1 мл) УльтразвукЧ-ультра-фиолетовые лучи Ультрафиолетовые лучи ^-ультразвук

ультразвук 5 мин., ультрафиолетовые лучи 3 сек. ультразвук 10 сек., ультрафиолетовые лучи 3 сек. ультра ¡вук 15 сек., ультрафиолетовые лучи 3 сек ультрафиолетовые лучи 3 сек., ультразвук 5 мин. ультрафиолетовые лучи Зсек., ультразвук 10 мин. ультрафиолетовые лучи 3 сек., ультразвук 15 мин.

1 260 5,3 1,6 0 12,3 11,1 8,4

2 260 6,9 2 0 17,0 10,0 6,5

3 240 4,4 0,9 0 16,0 13,0 8,7

4 260 4,6 2,0 0 18,7 11,3 6,3

ла выявлена, как и следовало ожидать, резкая зависимость бактерицидного эффекта его действия от показателя цветности воды.

Результаты исследований комбинированного действия показаны в табл. I.

Конечный бактерицидный эффект при направлении опыта от озвучивания к облучению значительно выше, чем при обратной комбинации. В первом случае применение определенных экспозиций агентов позволило наблюдать 100°/о гибель микробов, во втором случае такой эффект не был получен. Эти исследования явились основанием для проведения экспериментов по одновременному обеззараживанию проточной цветной воды ультразвуком в сочетании с ультрафиолетовыми лучами.

В наших экспериментальных условиях создавались расходы воды, •соответствующие 50 и 100 л/час при слоях воды на излучателе ультразвука, равных 10 и 40 см. Время действия обоих агентов на проточную воду составляло 50—200 секунд.

Таблица 2

Результаты опытов по совместному и раздельному обеззараживанию воды ультразвуком

и ультрафиолетовыми лучами

« * а «с 3 Коли-титр воды после воздействия

№ серии опытов Колн-тнтр исходной воды о ® О« £§ 0J й- д ° 3 X Слой воды излучателе ультразвук (в см) Время воз; ствия (в о кундах) Расход во; (в л/час) ультрафиолетовых лучей ультразвука ультразвука-)-ультрафиоле-товых лучей

1 0,004 50° 10 50 50 0,1—0,4 4—6 143—250

2 0,004 50° 40 200 50 125—250 0,004 <333

3 0,004 100° 10 50 50 0,1—0,01 4—6 125—143

4 0,004 100° 40 200 50 3,6-8 0,004 26—37

5 0,1—0,4 50° 10 50 50 56-91 4—6 333—<333

6 0,4—0,6 50° 40 200 50 125-250 0,1—0,4 <333

7 0,11—0,36 50° 40 100 100 56—91 0,1-0,4 250—333

8 0,4 100° 40 200 50 26—37 0,1—0,6 250-333

Результаты этих исследований (табл. 2) показали значительное возрастание совместного бактерицидного действия обоих агентов по сравнению с эффектом действия каждого из них в отдельности.

Это наблюдалось и в условиях, когда каждый из примененных в отдельности агентов был малоэффективен.

В ряде серий опытов на зараженной кишечной палочкой артезианской воде, окрашенной гуминовой вытяжкой, были выявлены наилучшие условия обеззараживания воды предложенным методом. При этом можно было наблюдать повышение коли-индекса воды до 3 и менее при протоках воды, соответствующих 50 л/час (слой воды на излучателе 40 см) при исходном загрязнении воды порядка 250 000 бактерий в 1 л воды и 100 л/час при исходных микробных нагрузках порядка 1000—10 000 бактерий в 1 л воды.

В найденных условиях обеззараживания воды данным методом (слой воды 40 см, расход воды 100 л/час) было проведено обеззараживание речных вод (Москва-река и Химкинское водохранилище) при цветности их порядка 40°, прозрачности 20—25 см по Снеллену и микробных загрязнениях, соответствующих коли-индексу 3200—150 000.

Результаты опытов показали возможность обеззараживания естественных вод предложенным методом. Коли-индекс в многочисленных пробах обеззараженной воды не превышал 3.

Таким образом, в экспериментальных условиях был намечен возможный путь практического применения ультразвуковых волн для обеззараживания воды.

ЛИТЕРАТУРА

Имшенецкий А. А. Микробиология, 1946, № 5, стр. 422. — Квасников Е. И. В кн.: Научная сессия АН Узбекской ССР. Ташкент, 1947, стр. 251. — Розен-берг Л. Д. Применения ультразвука. М., 1957. — Фридман В. М. Звуковые и ультразвуковые колебания и их применение в легкой промышленности. М., 1956. —

Dal zell R. C.. Klnsloe H., Reid J. J. et al., J. Bact., 1957, v. 73, p 499 — Grün L., Stelter J., Ztschr. Hyg., 1955, Bd. 141, S. 2&7. — T h e i s m а n n H Wallhäuser K., Naturwissenschaften, 1950, Bd. 37, S. 185.

Поступила 3/VII 1959 г..

DISINFECTION OF WATER BY MEANS OF ULTRA-SOUND

L. /. Elpiner

The article presents data of an experimental study of water disinfection by means ef ultra-sound waves. The research was aimed at shortening the bactericidal exposition time to the ultra-sound waves and at increasing the volume of water disinfected per unit of time. It has been found that the exposition to the action of ultra-sound waves could be decreased without affecting in any way the final bactericidal effect by increasing the intensity of the ultra-sound. The water disinfection rate could be augmented by the combined use of utra-sound waves and that of ultraviolet rays. This treatment- gave satisfactory hygienic results even when applied for disinfection of water with inferior ogranoleptic properties and considerable bacterial contamination.

-b -b Ъ

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ

КОНЦЕНТРАЦИИ ФЛОТОРЕАГЕНТОВ (КСАНТОГЕНАТА БУТИЛОВОГО, ДИТИОФОСФАТА КРЕЗИЛОВОГО, СОСНОВОГО МАСЛА И ТЕРПИНЕОЛА) В ВОДЕ ВОДОЕМОВ

Ассистент Ю. Т. Лошаков Из кафедры коммунальной гигиены Харьковского медицинского института

Ксантогенат бутиловый, дитиофосфат крезиловый, сосновое масло и терпинеол являются наиболее широко применяемыми флотореагента-ми для обогащения руд цветных металлов. Попадание их со сточными водами рудообогатительных предприятий в водоем делает его непригодным для питьевого и хозяйственно-бытового использования (М. М. Калабина с сотрудниками, Д. Г. Комм с сотрудниками, С. С. Блиох и С. Д. Замыслова, и др.).

В литературе имеются данные об изучении влияния ксантогената бутилового, дитиофосфата крезилового и соснового масла на процессы самоочищения, протекающие в водоеме, но при этом не ставилась задача выяснения влияния этих флотореагентов на питьевое водоснабжение. В опубликованной в тезисах работе Ю. И. Айзинбуд рекомендуются предельно допустимые концентрации, установленные по признаку влияния на процессы самоочищения и на органолептические свойства воды.

Данных о влиянии терпинеола на санитарный режим водоема мы не нашли.

Настоящая работа проведена по программе, рекомендованной для подобного рода исследований. Проводили токсикологические исследования ксантогената бутилового и дитиофосфата крезилового.

Ксантогенат бутиловый является натриевой солью ксантогеновой кислоты. Это — кристаллы желтоватого цвета, очень легко растворимые в воде, обладают стойким, навязчивым и даже отвратительным запахом, усиливающимся при постепенном разложении препарата.

Дитиофосфат крезиловый («аэрофлот») является производным крезола и пятисернистого фосфора. Это — подвижная, черная с буроватым оттенком маслянистая жидкость со специфическим неприятным запахом. Хорошо растворим в воде. Содержит свободный крезол. При хранении разлагается с выделением сероводорода. Процесс разложения усиливается в присутствии влаги.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.