Научная статья на тему 'СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СПОСОБОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭНТЕРОВИРУСОВ ИЗ ВОДЫ АДСОРБЦИЕЙ НА МЕМБРАННЫХ ФИЛЬТРАХ, ИОНООБМЕННОЙ СМОЛЕ, БЕНТОНИТЕ'

СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СПОСОБОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭНТЕРОВИРУСОВ ИЗ ВОДЫ АДСОРБЦИЕЙ НА МЕМБРАННЫХ ФИЛЬТРАХ, ИОНООБМЕННОЙ СМОЛЕ, БЕНТОНИТЕ Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
13
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 «СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СПОСОБОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭНТЕРОВИРУСОВ ИЗ ВОДЫ АДСОРБЦИЕЙ НА МЕМБРАННЫХ ФИЛЬТРАХ, ИОНООБМЕННОЙ СМОЛЕ, БЕНТОНИТЕ»

преобразователя Ф-733/2 и малой универсальной цифровой вычислительной машины «Наири-2» апробирован и применен при составлении шумовой карты Еревана.

ЛИТЕРАТУРА. Денисов Э. И. — «Гиг. и сан.», 1962, № 8, с. 50— 54. — Карагодина И. Л., Осипов Г. Л.. Шишкин И. А. Борьба с шумом в городах. М., 1972. — Осипов Г. Л. и др. Градостроительные меры борьбы с шумом. М., 1975. — Токарев В. А. Социально-гигиеническое исследование городского шума и его влияния на организм человека в жилых и административно-общественных зданиях на примере крупнейших городов Казахстана. Автореф. дис. канд. М., 1973.—Freed -man R., Hyde J. R., Reed S. B. — «Environ. Hlth», 1974, v. 82, p. 3—5.— Wesler J. E. — cj. Acoust. Soc. Amer.», 1973, v. 54, p. 985—995.

Поступила 22/VI 1977 r.

УДК 613.31*078:676.858.23«07

Кандидаты мед. наук В. А. Казанцева и М. С. Айзен, доктор мед. наук С. Г. Дроздов, Г. X. Кодкинд

СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СПОСОБОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭНТЕРОВИРУСОВ ИЗ ВОДЫ АДСОРБЦИЕЙ НА МЕМБРАННЫХ ФИЛЬТРАХ, ИОНООБМЕННОЙ СМОЛЕ, БЕНТОНИТЕ

Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов АМН СССР; Научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана, Москва

Для индикации энтеровирусов в воде — сточной, открытых водоемов, питьевой широко используют методы, основанные на адсорбции вирусных частиц на мембранных фильтрах отечественного производства (В. А. Казанцева и М. С. Айзен), на ионообменной смоле AB-17 (E. J1. Ловцевич; Е. Л. Ловцевич и В. Ф. Локтева; М. К. Лепахина), на бентоните (В. П. Ши-робоков). В настоящей работе сопоставлена эффективность этих методов и установлена целесообразность применения каждого из них в зависимости от концентрации вирусов в воде, степени ее загрязненности, трудоемкости операций.

Для исследования были использованы следующие материалы.

1. Образцы водопроводной воды, мутность 30 мг/л, водопроводной воды с добавлением 10 и 50% хозяйственно-бытовых сточных жидкостей (мутность соответственно 50—60 мг/л — I степень загрязненности и 130— 185 мг/л — II степень загрязненности).

2. Вирусы полиомиелита типа I, штамм LSc 2ab; типа II, штамм Р-712; типа III, штамм Leon 12axb; ECHO, типы 7 и 9; СОХ.В, типы 3 и 5. (Получены из музея лаборатории иммунологии Института полиомиелита и вирусных энцефалитов АМН СССР).

3. Культура ткани почек макак резусов, выращенная на поверхности 50-граммового флакона. В 5 стерильных образцов водопроводной воды, воды 1 и 2 степеней загрязненности объемом 5 л вносили вирус в таких дозах, чтобы создать концентрацию 0,05—0,1—0,5—2,5—12,5 БОЕ/мл. Воду перемешивали с помощью мешалки PR-11 фирмы VEB MLW затем разделяли на образцы объемом 1,0 л.

Применялиспособы извлечения энтеровирусов из воды с помощью: 1) мембранных фильтров, ГОСТ 8985-59, размер пор 0,3—0,45 мкм; 2) фильтров АФА-В-18, размер пор 2—3 мкм; 3) системы фильтров АФА-В-18 с мембранным. Все фильтры имели диаметр 35 мм; 4) ионообменной смолы АВ-17-8; 5) 5% бентонита, полученного из Киевского медицинского института.

При концентрировании энтеровирусов на фильтрах их закладывали в держатель Зейца, фильтрацию образцов осуществляли с помощью отрицательного давления в 500 мм рт. ст. При использовании системы фильтров воду пропускали вначале через установку с фильтром АФА-В-18, затем с мем-

бранным фильтром. Элюцию вируса с фильтров производили с помощью мясной воды pH 7,8 (В. А. Казанцева и М. С. Айзен). В элюате определяли содержание вируса. Подготовку, регенерацию ионообменной смолы AB-17-8, адсорбцию вирусных частиц и элюцию со смолы осуществляли так, как описано Е. Л. Ловцевич и В. Ф. Локтевой. Исследуемую воду пропускали через колонку, содержащую 8,0 мл анионита. Затем в колонку наливали 5—8 мл 0,5 М фосфатного буфера pH 7,7—8,2, смолу перемешивали и оставляли на 60 мин при комнатной температуре. В жидкости, слитой из колонки (элюат), определяли содержание вируса. Концентрирование вирусных частиц на бентоните проводили в соответствии с описанием В. П. Широбокова. В образец воды добавляли сухой NaCl до 0,1 М раствора, бентонит из расчета 1,0 мл на 1,0 л воды, раствором 1 н. HCl до достижения в исследуемой жидкости pH 3,5. После центрифугирования образца осадок однократно отмывали дистиллированной водой. Элюцию вирусных частиц с осадка осуществляли двукратно с помощью дистиллированной воды и трис-HCl буфера pH 9,0. Обе порции элюата объединяли и исследовали на содержание вируса. Все полученные элюаты обрабатывали антибиотиками и хранили при —20°С до исследования.

Для определения количества вируса в образцах применяли титрование методом бляшек (Wallis и Melnick) с использованием от 5 до 15 флаконов с культурой ткани на 1 образец. В испытания были включены исходные образцы проб воды, содержащие каждую из заданных доз вируса. Эффективность способов извлечения вирусов оценивали по соотношению количества вируса в образце воды до концентрирования и в элюате. Математическую обработку осуществляли по методам, рекомендованным Л. В. Закс.

Эффективность способов извлечения вирусов из воды I и II степени загрязненности оказалась одинаковой, поэтому данные были суммированы, проанализированы совместно и в дальнейшем изложении представлены как результаты извлечения вирусов из загрязненной воды. На рис. 1 сопоставлены результаты извлечения вируса полиомиелита типа I из водопроводной и загрязненной воды адсорбцией вирусных частиц на фильтрах. Эффективность извлечения вируса из загрязненной воды была достоверно выше, чем из водопроводной, независимо от вида фильтров, от количества вируса в воде. Наиболее эффективно как из загрязненной воды, так и из водопроводной извлекали вирус с помощью мембранного фильтра, наименее эффективно— с помощью фильтра АФА-В-18; использование системы фильтров давало промежуточный результат. Следует отметить, что при извлечении вируса из загрязненной воды с помощью фильтра АФА-В-18 был получен большой разброс данных.

Эффективность извлечения вируса в большинстве случаев зависела от начальной концентрации в воде: при низких концентрациях (0,05—0,1 БОЕ/мл) эффективность была более результативна, чем при высоких (0,5— 12,5 БОЕ/мл). В 2 случаях эффективность извлечения не зависела от исходной дозы: при использовании мембранных фильтров для выделения ви-

% юо

90

во

70 60 50 40 30 20 10

?—и I—V

0,05 0,1 ОД 2,5 12.5

Рис. 1. Эффективность извлечения вируса полиомиелита типа I из водопроводной и загрязненной воды адсорбцией вирусных частиц на фильтрах. Эффективность извлечения из водопроводной воды с помощью: I — АФА-В-18, 2 — системы АФА-В-18 с мембранным фильтром. 3 — мембранного фильтра; из загрязненной воды: 4 — АФА-В-18, 5 — системы АФА-В-18 с мембранным фильтром, 6 — мембранного фильтра-Здесь н на рнс. 2: по оси абсцисс — концентрация вируса (в БОЕ/мл); по оси ординат — соотношение количества вируса, внесенного в образец воды к выделенному (в %).

Рис. 2. Эффективность извлечения вируса полиомиелита типа 1 из водопроводной воды адсорбцией вирусных частиц на ионообменной смоле АВ-17-8 и бентоните.

Эффективность извлечения с помощью: 1 — ионообменной смолы АВ-17-8; 2 — бентонита.

руса из загрязненной воды эффективность была близка к 100 %; при использовании АФА-В-18 для выделения вируса из водопроводной воды она не превышала 5%.

На рис. 2 представлены результаты извлечения вируса полиомиелита типа I из водопроводной воды адсорбцией вирусных частиц на ионообменной смоле и бентоните. При том и другом способе эффективность извлечения вируса зависела от начальной дозы вируса в воде. Однако при использовании ионообменной смолы АВ-17-8 извлечение вируса при низких начальных концентрациях его в воде было более эффективным (40—75%), чем при высоких (22—24 %). При использовании бентонита, наоборот, извлечение при высоких начальных концентрациях вируса было более результативным (40— 65 %), чем при низких (5 %). Таким образом, в зависимости от начальной концентрации вируса зоны максимальной эффективности извлечения вируса

с помощью бентонита и ионообменной смолы АВ-17-8 находятся на противоположных участках оси абсцисс.

При оценке сравниваемых методов по эффективности извлечения вирусов использовали разные типы энтеровирусов: полиомиелита типа I, типа II и типа III; ECHO типов 7 и 9; СОХ. В. типов 3 и 5. При итоге не было получено достоверных различий в эффективности методов.

Трудоемкость операций определяли только по фактору времени, необходимому на обработку разными способами одного образца воды объемом 1,0 л. Эти данные суммированы в таблице. При извлечении энтеровирусов из водопроводной воды менее всего времени требовалось на фильтрацию, из загрязненной воды — на фильтрацию с применением АФА-В-18.

Наибольшую трудность представляет индикация малых количеств вируса в воде. По нашим наблюдениям, в сточных водах определялся на протяжении различных сезонов года вирус в количестве от 0—3 до 30— 40 БОЕ/мл (В. А. Казанцева и Г. А. Багдасарьян). Для индикации энтеровирусов в питьевой воде необходимо улавливать в тысячи раз меньшие количества вируса. Поэтому при выделении энтеровирусов из воды нужно иметь представление о степени чувствительности метода.

В работе сравнивали степень чувствительности — эффективность 5 способов концентрирования энтровирусов, присутствующих в воде. Способы основаны на адсорбции вирусных частиц на различных сорбентах: на мембранных фильтрах, АФА-В-18, системе этих фильт-

Трудоемкость способов извлечения энтеровирусов образца воды объемом 1 л

Способ извлечения Время (в мнн), необходимое на обработку образца воды

водопроводной загрязненной

Фильтры: АФА-В-18 4 5

АФА-В-18 с мембранным мембранный Ионообменная смола АВ-17-8 60 80 240 400 430 _*

Бентонит 240 _»*

* Метод не пригоден для извлечения вируса из загрязненной воды.

** Способ не испытывали.

ров, ионообменной смоле АВ-17-8, бентоните. В результате проведенной работы нельзя дать однозначного ответа относительно преимущества того или иного способа, так как эффективность концентрирования вируса зависела от степени загрязнения воды, начальной дозы вируса в воде, а целесообразность рекомендаций для использования способа — еще и от затрат времени.

С помощью мембранного фильтра удавалось выделить из водопроводной воды 42—100% вирусных частиц, причем способ наиболее эффективен при извлечении малых доз вируса (0,05—0,1 БОЕ/мл). При выделении энте-ровирусов из водопроводной воды способ сравнительно нетрудоемок (1,0 л за 80 мин). Из загрязненной воды с помощью мембранного фильтра удавалось выделить 100 % вирусных частиц независимо от начальной дозы вируса, однако способ требовал больших затрат времени (1,0 л за 430 мин).

С помощью АФА-В-18 из водопроводной воды удавалось извлечь не более 5% вируса независимо от начальной его концентрации. Из загрязненной воды выделялось 80—100% вируса, при извлечении малых доз — 100%. Хотя метод дает нестабильные результаты, эффективность его не менее 50 % даже по нижним границам доверительных интервалов. Дополнительное преимущество метода при исследовании загрязненных вод — минимальные затраты времени (1,0 л за 5 мин).

С помощью системы фильтров из водопроводной воды извлекали 14— 80 % вирусных частиц, причем наиболее эффективно — малые дозы вируса. Метод не имел преимуществ по сравнению с мембранным фильтром ни по эффективности, ни по затратам времени. Из загрязненной воды с помощью системы фильтров частицы извлекались почти полностью, однако метод требовал больших затрат времени (1,0 л за 400 мин).

Ионообменная смола АВ-17-8 могла быть использована только для извлечения вирусных частиц из водопроводной воды, так как загрязненная вода быстро забивала гранулы. Эффективность способа составляла 22— 73%, лучшие результаты достигались при извлечении малых доз вируса. Метод требовал больших затрат времени, чем фильтрация.

С помощью бентонита из водопроводной воды выделялось 5—60% вируса, причем лучшие результаты получались при извлечении больших доз вируса в воде. По трудоемкости данный способ не отличается от способа с использованием ионообменной смолы.

В эксперименте заданные концентрации вируса близки к концентрациям в естественных водных объектах. Поэтому мы считаем, что эффективность концентрирования не менее 40—50 % достаточна для использования метода с целью индикации энтеровирусов в воде.

При индикации энтеровирусов в объектах внешней среды важно получать информацию о количестве вирусных частиц в обследуемом материале. Так как установлено, что эффективность концентрирования есть величина непостоянная, то при исследовании водного объекта только одним из изученных способов можно получать информацию об относительном количестве вируса в воде. Применение одновременно и параллельно 2 способов исследования, зоны максимальной эффективности которых диаметрально противоположны, дает возможность более точно рассчитать количество вируса в воде.

С этой целью использовали результаты исследований, представленных на рис. 2. Для каждой исходной концентрации вируса в воде (0,05—0,1— 0,5—2,5—12,5 БОЕ/ мл) находили отношение количества вируса, выделенного на ионообменной смоле АВ-17-8, к количеству вируса, выделенного на бентоните; выражали это отношение в десятичных логарифмах, находили положение каждой точки в соответствии с логарифмической шкалой оси ординат. Этой кривой пользовались как калибровочной для установления концентрации вируса в обследуемой пробе природной воды. Для этого вирус из воды извлекали параллельно 2 способами — с помощью ионообменной смолы АВ-17-8 и бентонита, определяли количество вируса в элюатах, на-

ходили отношение полученных результатов, выражали это отношение в десятичных логарифмах, находили соответствующее ему положение на калибровочной кривой и, наконец, на оси абсцисс. Это значение соответствовало исходной концентрации вируса в воде. Так, из образцов воды объемом 1,0 л произвели выделение вирусных частиц параллельно 2 способами. С помощью ионообменной смолы АВ-17-8 из образца извлекли 42 БОЕ, с помощью бентонита — 20 БОЕ. Отношение количества вируса, выделенного первым способом, к количеству вируса, выделенного вторым способом, равно 2, lg 2 — 0,3. С помощью калибровочной кривой установили, что значению 0,3 на оси ординат соответствует величина 0,1 на оси абсцисс. Таким образом, исходная концентрация вируса в исследуемой воде соответствовала 0,1 БОЕ/мл или 100 БОЕ в 1 л.

Следует отметить, что калибровочную кривую можно построить, используя результаты любых 2 способов концентрирования энтеровирусов в воде, зоны максимальной эффективности которых диаметрально противоположны, например концентрирование на мембранном фильтре и бентоните или на системе фильтра АФА-В-18 с мембранным и бентоните.

Выводы

1. Установлена зависимость эффективности извлечения вирусов из воды адсорбцией на мембранных фильтрах, ионообменной смоле АВ-17-8, бентоните от начальной дозы вируса в воде и от степени ее загрязненности.

2. На основании изучения эффективности способов извлечения вирусов из воды, степени их трудоемкости получено обоснование для следующих рекомендаций по использованию способов концентрирования вирусов: на мембранных фильтрах и ионообменной смоле АВ-17-8 — при извлечении вирусов из водопроводной воды, на бентоните — при извлечении вирусов из водопроводной воды с высокой степенью зараженности, на фильтре АФА-В-18 — при извлечении вируса из загрязненной воды.

3. Показано, что при извлечении вирусов из образцов воды с помощью одного из указанных способов можно получать информацию об относительном количестве вируса в воде. При одновременном и параллельном извлечении вируса 2 способами, зоны максимальной эффективности которых диаметрально противоположны, можно добиться достаточно точной оценки количества вируса в воде.

ЛИТЕРАТУРА. Закс Л. — В кн.: Статистическое оценивание. М., 1976, с. 228—281. — Казанцева В. А., Айвен М. С. — В кн.: Вопросы медицинской вирусологии. М., 1975, с. 190—198. — Лепахина М. К. — «Гиг. и сан.», 1977, № 2, с. 56—59. — Ловцевич Е. Л. — В кн.: Материалы 6-й Всесоюзной конференции по вопросам санитарной микробиологии. М., 1966, с. 72—73. — Ловцевич Е. Л., Локтева В. Ф. — «Труды Ин-та полиомиелита и вирусных энцефалитов», 1970, т. 14, с. 138— 141. — Ш и р о б о к о в В. П. — «Вопр. вирусол.», 1974, № 2, с. 228—233. — W а 1 -lis е., М е 1 п i с k J. L. — «Тех. Rep. Biol. Med.», 1961, v. 19, p. 683.

Постукала 19/V 1»77 r.

УДК 115.215.7.017

Проф. Е. И. Спыну, кандидаты мед. наук А. В. Болотный и Р. Е. Сова

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ПОДХОД К ИЗУЧЕНИЮ КОМПЛЕКСНОГО ДЕЙСТВИЯ

ХЛОРОФОСА

Всесоюзный научно-исследовательский институт гигиены и токсикологии пестицидов, полимерных и пластических масс, Киев

Определение характера комплексного и комбинированного действия химических веществ на организм является одной из наиболее трудных задач в токсикологии. Это, на наш взгляд, обусловлено тем, что до настоящего

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.