Научная статья на тему 'Об эффективности ультразвуковых волн как обеззараживающего средства'

Об эффективности ультразвуковых волн как обеззараживающего средства Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
38
4
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.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Об эффективности ультразвуковых волн как обеззараживающего средства»

тогенных бактерий кишечной группы, но и в отношении лептоспир.

Использованный в нашей работе биологический контроль за эффектом обеззараживания воды, зараженной патогенным штаммом лептоспир, дает основание считать, что при указанных условиях хлорирования достигается стерилизация воды и тем самым безопасность ее в эпидемиологическом отношении.

3. Установленный ГОСТ коли-индекс не более 3 как критерий достаточности обеззараживания воды, зараженной патогенными бактериями кишечной группы, может служить также косвенным показателем надежности хлорирования воды, зараженной лептоспирами.

-й- -Й- -Й-

Д. И. Кантор

Об эффективности ультразвуковых волн как обеззараживающего средства

Из отдела гигиены Ленинградского научно-исследовательского педиатрического института Министерства здравоохранения РСФСР

В поисках нового метода обеззараживания среды, окружающей детей, мы остановили свое внимание «а биологическом действии ультразвуковых волн. К ним относятся звуковые волны с частотой колебаний выше 20 ООО гц, которые человеческое ухо уже не в состоянии воспринять. Пьезокварцевая пластинка, помещенная в переменное электрическое поле с высоким напряжением, будет сжиматься и расширяться с частотой переменного поля. При этом получается так называемый пьезоэлектрический эффект. Совпадение частоты напряжения переменного поля с собственной частотой колебаний кварцевой пластинки вызывает явление резонанса, в результате которого частота колебаний пластинки увеличивается. При чередовании сжатия и растяжения пьезокварцевой пластинки возникают не воспринимаемые нашим ухом механические колебания — ультразвуки. Эти колебания и передаются в среду, окружающую пластинку.

Существует еще другой способ получения ультразвуковых волн — при помощи мапнитострикционной установки. Этот способ основан на свойствах металлического стержня, быстро намагничиваемого и размагничиваемого, периодически удлиняться и укорачиваться. При этом возникают ультразвуки меньшей частоты, но значительно большей интенсивности по сравнению с ультразвуковыми колебаниями, развиваемыми пьезокварцевой пластинкой.

Некоторые авторы применяли ультразвуковые вблны для обеззараживания питьевых и сточных вод. Опыты Стародубцева (1942) 1 показали, что ультразвуковые волны частотой в 500 000 гц, полученные при пользовании пьезокварцевой пластинкой, дают бактерицидный эффект в течение 1—2 минут по отношению к кишечной палочке в тонких слоях жидкости при ее непосредственном контакте с кварцевой пластинкой.

Более эффективными оказались опыты Стародубцева, поставленные при помощи магнитострикционной установки. При воздействии ультразвука на сточную жидкость 95% кишечных палочек погибали.

Несмотря на то, что Стародубцев считает интенсивность ультразвуковых колебаний основным фактором, обусловливающим их бактерицидный эффект, он не указывает в своей работе интенсивности ультразвука, обеспечившей положительный результат.

'С. Я. Стародубцев, Применение ультразвуковых колебаний для очистки питьевых вод, Водоснабжение и санитарная техника, № 3—4, 1942.

Ю

Доливо-Добровольский и Кузнецов (1943) 1 также исследовали бактерицидность ультразвуковых волн по отношению к кишечной палочке в водной среде. Для получения ультразвука они использовали установку с пьезокварцевой пластинкой и маг-нитострикционную установку.

На основании своих опытов авторы сделали вывод, что бактерицидность ультразвуковых колебаний по отношению к кишечной палочке достигается в тон^ ких слоях воды, подвергнутой воздействию ультразвука при частоте в 450 ООО гц.

Блинкин (1946) 2 сделал сообщение о бактерицидном действии ультразвуковых волн на дизентерийные палочки Шига-Крузе.

Большой интерес представляют опыты Шейнкера и Эльпинера3. При воздействии ультразвука частотой 650 ООО гц на культуру коклюша в физиологическом растворе в течение 15 минут им удалось разрушить микробные тела и извлечь из них токсин. Весьма важным является вывод авторов, что полученный ими коклюшный токсин, ослабленный при определенных условиях, вызывает иммунитет.

Кутейщиков (1937) 4, применяя в своих опытах воздействие на сыпнотифозный вирус ультразвуковых волн, развиваемых пьезокварцевой пластинкой, нашел, что ультразвук ослабляет сыпнотифозный вирус. При экспозиции действия ультразвука от 30 секунд до 10—15 минут он получил различную степень ослабления вируса. В результате своих опытов Кутейщиков пришел к заключению, что при экспозиции в 10—12 минут ультразвуковые волны частотой в 500 000 гц превращают пассажный сыпнотифозный вирус в вакцину. Надо отметить, что автор не приводит полностью методики своих опытов и, в частности, не дает указаний о силе электрического напряжения генератора, возбуждающего пьезокварцевую пластинку. Вследствие этого нельзя судить о степени интенсивности ультразвуковых волн.

Не приводя других работ о влиянии ультразвука на микрофлору, необходимо указать, что многие из них весьма разноречивы. Повидимому, такая разноречивость может быть объяснена тем, что опыты ставились при различных условиях.

Надо также отметить, что в доступрой нам литературе мы не встретили указаний на температуру, развиваемую соответственно различным экспозициям времени действия ультразвуковых волн.

В наших предварительных опытах мы пользовались специальной генераторной установкой, собранной в одной из лабораторий Ленинградского электротехнического института имени В. И. Ульянова-Ленина. Мощность генератора была около 20 колебательное напряжение составляло 700—800 V. Эта установка давала возможность получать е переменном электрическом поле ультразвуковые волны с частотой 2,8 мегагерц, возникающие при периодической деформации пьезокварцевой пластинки.

Кварцевая пластинка толщиной 0,96 мм, диаметром 20 мм погружалась в ванночку с трансформаторным маслом. При включении установки в электросеть над кварцевой пластинкой возникал масляный фонтанчик высотой в 10 мм. В этот фонтанчик мы погружали пробирку с 5 мл микробной эмульсии. Микробной моделью служила кишечная палочка. Взвесь микробов готовили на стерильной водопроводной воде по стандарту из расчета 0,5 млрд. микробных тел © 1 мл эмульсии.

Продолжительность действия ультразвука была установлена в 5, 10, 20 и 30 минут.

До опыта и во время опыта при указанной продолжительности времени действия ультразвуковых волн производились измерения температуры жидкой среды в пробирке и трансформаторного масла в ванночке, в которую погружалась пробирка.

Микробную эмульсию из опытных пробирок и одновременно из контрольных пробирок, которые не подвергались воздействию ультразвуко-

1 Г. Б. Д о л и в о-Д о б р о в о л ь с к и й и С. И. Кузнецов, Бактерицидное действие ультразвуковых колебаний в воде, Гигиена и санитария, № 7, 1943.

_2 С. А. Блинкин, А. П. Гордина, И. Г. Полоцкий и С. С. Уразов-с к и й, О бактерицидном действии ультразвука на дизентерийные микроорганизмы, Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии, № 5, 1946.

3 И. Е. Э л ь п и н е р и А. П. Шейнкер, Получение ультразвуковыми волнами эндотоксинов (культуры палочки коклюша), Бюллетень экспериментальной биологии и Медицины, № 7, 1946.

4 В. А. Кут е й щ и к о в, Сообщение. Труды Всесоюзного совещания по изучению ультрамикробов и фильтрующихся вирусов, Изд. АН СССР, 190, 1937.

вых волн, высевали на чашки с мясонпептонным агаром. После 48-часовой инкубации чашек в термостате при 37° производили подсчет колоний.

При прохождении ультразвуковых волн через пробирку с микробной эмульсией температура эмульсии повышалась в пределах от 23° до 57° в зависимости от экспозиции (табл. 1).

Таблица 1

Экспозиция Режим 1 Режим '2

в минутах температура

1 23—27° 15—25°

2 27—30° 16—26°

3 31—35° 17,5—27°

4 35—38,5° 18,5—29°

5 29—39° 20—31°

6 33—44° 21—31,5°

7 35—47° 22—31°

8 37—48° 23—33,5°

9 38—49° 23—34°

10 34—51° 24—35°

И 42—51,5° 25—33,5°

12 48,5—52,5° 33—36°

13 49,5—53° 33—36°

14 50—53,5° 34—37°

15 50,5—54° 27,5—37°

20 52—55° 29—38°

30 54,5—57° 32—39°

В результате проведенных опытов выяанилось, что при воздействии ультразвуковых волн на микробную взвесь при 10-минутной экспозиции число микробов в пробирке уменьшалось на 20—43% по сравнению с контролем.

При 20- и 30-минутном воздействии ультразвука на микробную взвесь при первом режиме работы генераторной установки достигалось уменьшение числа .микробов сравнительно с контролем на 95—100%.

Таблица 2

Примечание. Число микробов в 0,1 мл взвеси.

Необходимо отметить, что при 20-минутной экспозиции ультразвуковые волны в наших опытах развивали температуру в 52—55°, а при 30-минутной 54,5—57°. Эффект при этих экспозициях можно отнести не только за счет воздействия ультразвука, но и за счет влияния высокой температуры. Как известно, температура 51—57° сама по себе является гибельной по отношению к микробам кишечной группы.

При изменении режима работы генераторной установки (режим 2) температура при соответствующих экспозициях снижалась и составляла для экспозиций 10, 20 и 30 минут 35, 38 и 39°. В этом случае ультразвуковые волны стимулировали рост числа микробов.

На основании начального этапа нашей работы можно сделать следующие предварительные выводы:

1) прохождение ультразвуковых волн через пробирки с микробной взвесью сопровождается повышением ее температуры;

2) при экспонировании взвеси кишечной палочки в ультразвуковом поле в течение 10, 20, 30 минут и развиваемой соответственно указанным экспозициям температуре 51, 52, 57° число микробов уменьшается на 20, 95 и 100%;

3) необходимо продолжить опыты в условиях различных вариантов частоты и интенсивности ультразвуковых волн по отношению к различным инфицированным объектам.

■А- -¿г

М. В. Алексеева, К. А. Буштуева

Раздельное определение сернистого ангидрида и аэрозоля серной кислоты в атмосферном воздухе

Из Научно-исследовательского санитарного института имени Эрисмана

В атмосферном воздухе содержатся сернистый ангидрид и аэрозоль серной кислоты. Определение содержания аэрозоля серной кислоты является трудной задачей, так как концентрация его по сравнению с концентрацией сернистого ангидрида мала, а определение того и другого сводится к определению сульфат-иона. Кроме того, аэрозоль серной кислоты плохо улавливается обычными поглотителями, что затрудняет отбор проб для исследования.

Для разработки метода определения аэрозоля серной кислоты в атмосферном воздухе необходимо было увеличить чувствительность метода определения сульфат-иона, разработать эффективный способ отбора проб воздуха и разрешить вопрос о раздельном определении сернистого ангидрида и аэрозоля серной кислоты при совместном их присутствии.

При определении тумана серной кислоты в воздухе промышленных предприятий применяется нефелометрический метод, основанный на реакции серной кислоты с хлористым барием. Этот метод специфичен, но посредством его нельзя определить серную кислоту в количествах меньше 0,01 мг.

Для повышения чувствительности этого метода мы изменили состав раствора, в котором ведется определение, добавив в него около 16% этилового спирта, и уменьшили объем жидкости до 3 мл. Вновь составленная шкала позволяет определять от 0,0005 до 0,01 мг сульфат-иона в объеме 3 мл. Таким образом, чувствительность была увеличена в 20 раз.

Для отбора проб аэрозоля серной кислоты были испытаны поглотители оо стеклянными фильтрами, наполненные водой или щелочью, а также сухие фильтры.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.