ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОРИСТОЙ МЕТАЛЛОКЕРАМИКИ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1994 УДК 614.72:615.837.3|-074

М. Г. Кургузкин, В. К• Рыбаков, В. Л. Гребнев

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОРИСТОЙ МЕТАЛЛОКЕРАМИКИ

ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

Ижевский механический институт

Очистка воздуха, содержащего различные примеси, в том числе и биологического характера, является весьма актуальной задачей. Особенно это касается помещений, требующих повышенной стерильности атмосферы: участки по производству изделий точной механики и приборов, операционные, фармацевтические производства и т. п. Известны различные подходы и технические решения устройств для очистки воздуха [1-3, 5].

Цель настоящей работы — оценка эффективности применения пористой металлокерамики для очистки воздуха, обсемененного штаммами патогенных микроорганизмов. Известно [4], что изделия из пористой керамики и металлокерамики весьма перспективны. Они обладают уникальным набором технологических и эксплуатационных характеристик, таких как возможность регулирования пористости и размеров пор, стойкость к повышенным температурам и инертность по отношению к химически агрессивным средам. Указанные свойства обусловливают повышенный интерес к использованию металлокерамики в качестве фильтрующего материала. Отличительной особенностью фильтрующих элементов (ФЭ) из металлокерамики является их высокая надежность и сохранение эксплуатационных характеристик (пропускная способность, тонкость очистки и т. д.) в течение длительного периода за счет возможности периодической регенерации ФЭ.

Для проведения экспериментов по очистке воздуха было изготовлено 3 типа ФЭ: 1-й тип изготовлен из порошка титана марки ПТОМ, 2-й тип — из титана с добавками сажи, 3-й тип — из волластонита СаБЮз. На первом этапе изготовления в процессе радиально-изостатиче-ского прессования были получены прессовки ФЭ в виде стаканов длиной 150 мм с наружным диаметром 50 мм и толщиной стенки 2,5 мм. С одного торца стакан имеет сфери-. ческое днище, с другого — фланец для крепления в корпусе фильтра.

На втором этапе производилось спекание прессовок. Образцы 1 -го типа спекались в вакууме, 2-го и 3-го типов — в открытой атмосфере. Подобный режим спекания, в частности, для образцов 2-го типа приводит к частичному выгоранию сажи и образованию карбида титана TiC. Таким образом, материалы всех 3 типов ФЭ являются инертными и безопасными с точки зрения их использования в медицине, а также в контакте с воздухом, питьевой водой и продуктами питания. Средний размер пор полученных ФЭ колеблется от 2 до 7 мкм.

Эксперименты по оценке эффективности фильтрации воздуха проводили в Ижевском медицинском институте. Воздух исследуемого помещения (учебная аудитория) в объеме 10 000 см3 с по-

мощью аппарата Кротова аспирировался на чашечку Петри, дно которой предварительно покрывали соответствующей питательной средой. Например, для определения общего микробного числа (ОМЧ) использовали простой агар, для кишечной палочки — среды Эндо и для стафилококка — желчно-солевой агар. Седимбнтацион-но посеянные на питательные среды микроорганизмы в дальнейшем выращивали в термостате! при 37 °С в течение 24 ч. В дальнейшем производили ориентировочное микроскопическое определение морфологии бактерий и подсчет их количества (в пересчете на 1 м3).

Используемые образцы ФЭ подвергали предварительной промывке бидистиллированной водой и сушке при комнатной температуре. Дополнительно ФЭ подвергали термической стерилизации автоклавированием при 110 °С в течение 30 мин.

Собственно эксперимент заключался в протягивании определенного количества воздуха через аппарат Кротова, на воздухозаборную часть которого герметично крепился ФЭ заданного типа. В контрольном опыте для определения исходной обсемененности воздуха воздухозаборное отверстие оставалось открытым.

Результаты эксперимента приведены в таблице, из которой следует, что ФЭ всех 3 типов полностью задерживают микроорганизмы (кишечная палочка и стафилококк), являющиеся са-нитарно-показательной микрофлорой воздуха. Титановый и волластонитовый ФЭ полностью очищают воздух, задерживая (с точностью методики их определения) все микроорганизмы. ФЭ из оксида титана пропускает отдельные микробные клетки. Как показала дополнительная микроскопия, это микрококки-монококки, имеющие ориентировочные характерные размеры менее 0,5 мкм.

Таким образом, проведенные исследования показывают весьма высокую эффективность метал-локерамических ФЭ при очистке воздуха от микрофлоры, что свидетельствует о принципиальной возможности их использования для указанной цели. Дальнейшую работу в данном направлении следует сконцентрировать на вопросах, связанных, с одной стороны, с технологическим обеспечением заданной пористости и размеров

Результаты эффективности очистки обсемененного воздуха фильтрованием (число микробных клеток на I м3)

Тип ФЭ ОМЧ Ки шечная палочка Стафилококк

до фильтрации после фильтрации до фильтрации после фильтра ци и ДО фильтрации после фильтрации

1-Й 2-й 3-й 9637 9637 9637 0 200 0 421 421 421 0 0 0 2005 2005 2005 0 0 0

ФЭ (для фильтрации конкретных механических и биологических примесей в воздухе) и, с другой — с оценкой эксплуатационной надежности и долговечности ФЭ (определение расходных характеристик, срока между регенерациями ФЭ, эффективность последней и т. п.). Решение этих вопросов в конечном итоге приведет к созданию комплексной системы проектирования, технологического обеспечения и паспортизации ме-таллокерамических ФЭ, используемых для очистки воздуха.

Литература

•© КОЛЛЕК УДК 614.777

Арбидол — 1-метил-2-фенил-тиометил-З-карбэ-токси-4-диметил-аминометил-5-окси-6-броминдол гидрохлорит моногидрат — является производным 1-метил-5-оксииндола. Белый кристаллический порошок без запаха с горьким вкусом. Хорошо растворим в метаноле, мало растворим в воде, 95 % этаноле и хлороформе. Мол. масса 531,92. Арбидол — оригинальный отечественный антивирусный препарат, разработанный в лаборатории синтеза противовирусных средств во ВНИХФИ (Москва). Ориентировочный безопасный уровень воздействия арбидола в воздухе рабочей зоны 1 мг/м3 (2-й класс опасности), в атмосферном воздухе — 0,03 мг/м3.

Тиофенол — жидкость светло-желтого цвета с сильным специфическим запахом, мол. масса 110,18, точка кипения 76 °С. Ограниченно растворяется в воде, хорошо растворяется в органических растворителях. Используется во многих процессах органического синтеза, в том числе и в производстве арбидола.

Оценку влияния веществ на органолептические свойства воды, санитарный режим водоемов и организм лабораторных животных в условиях острых и подострых опытов проводили в Ереванском НИИ общей гигиены и профзаболеваний им. Н. Б. Акопяна.

Пороговые концентрации арбидола и тиофенола по влиянию на запах воды составляли соответственно 1,1 и 0,002 мг/л. Концентрация арбидола 0,05 йг/л была пороговой по изменению процессов биохимического потребления кислорода (БПК),

1. Киреев Г. В., Татарский В. П., Ясиновая Л. Ю., Коле-сов В. И. Ц Гиг. и сан,— 1989,— № 12,—С. 81—82.

2. Котенюк Я. Ф.. Копысов В. A. 11 Там же,— 1990.— № 7,— С. 68—70.

3. Кучкарова М. Р. // Там же.— 1989,—№ 6,—С. 71—72.

4. Свитцов А. А., Абылгазиев Т. Ж-, Акобян А. А., Овсянников А. С. Мембранная техника в процессах водо-подготовки и очистки сточных вод: Обзор по материалам открытых публикаций и отчетов по НИР.—М., 1991.

5. Шицкова А. П., Гильденскиольд Р. С., Винокур И. Л. // Гиг. и сан,— 1984,—№ П.—С. 4—7.

Поступила 23.07.93

Summary. The efficacy of cermet filters for air purification

is studied. Air filtration efficacy was very high. Titanic

filter, for instance, entrapped all studied air bacteria.

тиофенол в концентрациях на уровне пороговой и ниже не нарушал процессов БПК и нитрификации. ЛД50 арбидола составляла для крыс-самцов 5541 ±676 мг/кг, для крыс-самок — 6900± ±457 мг/кг, для мышей — 6294+149 мг/кг, тиофенола — соответственно 223+46,5, 254+61 и 266+59 мг/кг.

В условиях 30-дневного подострого опыта арбидол вызывал изменения активности аланинами-нотрансферазы и псевдохолинэстеразы, а также содержания ионов натрия и калия в сыворотке крови. В дозах 1/5 и 1 /50 ЛД50 давал выраженный мутагенный эффект. Эмбиотоксическое действие не оказывал.

Подострая интоксикация тиофенолом сопровождалась изменениями у животных ЭКГ, активности ацетилхолинэстеразы и аспартатаминотрансфера-зы сыворотки крови. Мутагенного действия у препарата не выявлено. Тиофенол оказывал местно-раздражающее, кожно-резорбтивное и сенсибилизирующее действие, у арбидола эти эффекты не обнаружены. Пороговая доза подострого опыта с арбидолом — 22 мг/кг, с тиофенолом — 0,9 мг/кг.

Для получения более полной информации о характере токсического действия и обоснования ПДК арбидола и тиофенола в воде водных объектов мы изучали влияние веществ на организм лабораторных животных в условиях хронического эксперимента. Белые крысы-самцы массой 300—400 г (8 животных в группе) в течение 6 мес получали арбидол и тиофенол внутрижелудочно в водных растворах в дозах 0,002; 0,02 и 0,2 мг/кг

Гигиена воды, санитарная охрана водоемов

и почвы

ТИВ АВТОРОВ. 1994 :547.561-074

Г. И. Красовский, Т. С. Дергачева, Н. А. Егорова, Т. В. Алексеева, М. Г. Антонова, Л. Н. Андреева, О. И. Потапова, А. С. Спасский, В. И. Казачков

ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АРБИДОЛА И ТИОФЕНОЛА В ВОДЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина, РАМН, Москва