Способ приготовления бактерицида для обеззараживания воды

Способ приготовления бактерицида для обеззараживания воды

Реферат

Изобретение относится к области дезинфекции воды и может быть использовано для обеззараживания воды в экстремальных условиях или полевых условиях, а также в качестве бактерицидного слоя при создании фильтров для комплексной очистки воды.

Традиционно для решения задачи дезинфекции питьевой воды применяют хлорирование, нагрев, озонирование, ультрафиолетовое облучение, олигодинамическую обработку ионами тяжелых металлов или введение в воду тех или иных добавок. Однако хлорирование или использование ионов тяжелых металлов является крайне вредным для здоровья человека, а установки с использованием ультрафиолета и озона, как правило, дорогостоящи и энергозатратны.

Известен способ приготовления бактерицидной композиции, включающей первичный коагулирующий материал и мостиковый флокулирующий материал, катионный полимер определенной молекулярной массы, растворимую в воде щелочь, дезинфицирующее вещество, силикат, нерастворимый в воде, при определенном соотношении входящих в композицию компонентов. Наиболее предпочтительные композиции содержат в качестве катионных веществ, способствующих коагуляции, например, хитозан, бактерицидный дезинфектант на основе хлора, например гипохлорит кальция, растворимую в воде щелочь, нерастворимый в воде силикат, а также пищевую добавку или источник питательных веществ [Патент РФ №2248330, опубл. 20.03.2005].

Известен способ создания состава для обеззараживания питьевой воды, содержащего натриевую или калиевую соль дихлоризоциануровой кислоты (5-25 мас. ч.), хлорид щелочного металла (10-75 мас. ч.), добавки, усиливающие дезинфицирующее действие, - соль щелочного металла уксусной или фосфорной кислоты или трихлоризоциануровую кислоту (1-30 мас. ч.), а также дехлорирующие добавки (4,5-50 мас. ч.), где в качестве дехлорирующих добавок используют цистеин и/или аскорбиновую кислоту, ее соли щелочных и щелочноземельных металлов, а также их смеси.

Недостатком данных изобретений является их возможная токсичность ввиду применения хлорсодержащих реагентов в качестве дезинфицирующих средств.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения бактерицида путем обработки ионно-обменной смолы на основе четвертичного аммониевого основания йодсодержащим раствором, причем раствор готовят путем растворения йода в 0,1-0,4% спиртовой щелочи, а обработку ведут до получения бактерицида общей формулы: R₄NI_n·((n-1)/2)·H₂O, где n - целое нечетное число от 3 до 9, R - органический радикал, N - азот, I - йод [Патент №2213063, опубл. 27.09.2003].

Данный бактерицид обладает значительной бактерицидной емкостью, однако посадка йода предложенным способом возможна только на ионно-обменные смолы с четвертичными аммониевыми основаниями, ограничивая его применение.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения бактерицида с увеличением эффективности воздействия на микрофлору и расширенной областью применения.

Поставленная задача достигается тем, что анионообменную смолу обрабатывают йодосодержащим полимером.

Способ осуществляется следующим образом: анионообменную смолу марки АВ-17-8 заливают насыщенным водным раствором NаОН. Для приготовления насыщенного раствора 22,8 г NаОН растворяют в 100 мл дистиллированной воды, рН раствора >13. Обработанную щелочью смолу промывают дистиллированной водой, рН не должна превышать 8. Далее смолу погружают в водный раствор полидиметилдиаллиламмоний моногидрата с заданной концентрацией из расчета 1:1 (100 г смолы на 100 мл раствора полимера). Для приготовления 0,06% раствора полимера 0,3 мл полидиметилдиаллиламмоний ионогидрата растворяют в 100 мл воды, для приготовления 0,5% раствора - 2,5 мл полидиметилдиаллиламмоний ионогидрата растворяют в 100 мл воды, для 1% раствора - 5 мл полидиметилдиаллиламмоний ионогидрата растворяют в 100 мл воды. Полученный бактерицид промывают дистиллированной водой и осуществляют обработку воды. При незначительном микробном загрязнении возможно применение дезинфицирующей композиции, полученной путем обработки анионообменной смолы 0,06% водным раствором полидиметилдиаллиламмоний ионогидрата, при значительном содержании микроорганизмов применяется 0,5-1% водный раствор полимера.

Пример 1. Суточную культуру Е. coli 113-13 в концентрации 5*10⁴ м.кл/мл, приготовленную по стандарту мутности ГИСК имени Тарасовича №5, фильтровали через слой композиции (смола, обработанная 0,5% раствором полимера) 100 см³. Профильтрованную взвесь высевали на МПА в объеме 0,1 мл методом газона. Культивировали в течение 24 часов при температуре 37°С. Результаты учитывали по числу колонеобразующих единиц (КОЕ). В результате фильтрации установлено полное уничтожение микроорганизмов в фильтрате.

Пример 2. Суточную культуру Е. coli 113-13, приготовленную аналогичным способом, но концентрацией 5*10² м.кл/мл, фильтровали через дезинфицирующий слой объемом 100 см³, но в данном случае использовали смолу, обработанную 0,06% раствором полимера. В результате также установлено полное отсутствие микроорганизмов в фильтрате.

Предложенный способ исключает операции, связанные с контролем выхода йода в процессе промывания свежеприготовленного бактерицида.

Учет роста Escherichia coli после обработки бактерицидом
Контроль Е. coli КОЕ/мл (М±m)	Концентрация полимера
2%	1%	0,5%	0,06%	0,03%
4,8±6,4 × 104	15±0,4	0	0	0	5±0,5
4,95±4,8 × 102	3±0,67	0	0	0	2±0,3

Дезинфекция предложенным способом основана на бактерицидной активности полидиметилдиаллиламмоний ионогидрата, который является полимером - полиэлектролитом с высокой плотностью заряда. В противовес полимерной цепочке, имеющей положительный заряд, ионгидраты имеют заряд противоположного знака и в обычных условиях обеспечивают электронейтральность молекулы. При растворении в воде и нанесении на поверхность какого-либо материала глобулы полимера разворачиваются и часть противоионов высвобождается. Полиэлектролит за счет этого прикрепляется органическим радикалом к анионообменным центрам смолы, а активные центры полиэлектролита, содержащие биоактивный йод, оказываются свободными. Поэтому возникает «удвоенный» бактерицидный эффект препарата. Первый возникает за счет электростатических сил: так как бактерии имеют отрицательный заряд мембраны, а полимер - положительный, то образуется сильная электростатическая связь между полимером и мембраной бактерии. Второй действующий фактор - это биоактивные ионгидраты, которые сами по себе обладают активностью и эффективны в борьбе с микрофлорой. Полимер с гранул не смывается, крепко удерживаясь на них, так как посадка полидиметилдиаллиламмоний ионогидрата осуществляется за счет положительного электростатического заряда на группы четвертичных аммониевых оснований за счет присоединения через органический радикал. В результате испытаний установлено, что дезинфицирующее и бактерицидное действие полидиметилдиаллиламмоний ионогидрата в водной среде, а также его гигиеническая безопасность при длительном употреблении обеспечивают возможность эффективного его использования во всех областях водоподготовки.

Способ получения бактерицида для обеззараживания воды путем обработки ионообменной смолы на основе четвертичного аммониевого основания йодсодержащим раствором, отличающийся тем, что до начала обработки смолу заливают насыщенным раствором NaOH, полученным путем растворения 22,8 г NaOH в 100 мл дистиллированной воды, pH раствора выше 13, далее смолу промывают дистиллированной водой до рН не более 8, погружают смолу в 0,06-1% водный раствор полидиметилдиаллиламмоний ионогидрата из расчета 1:1, после чего бактерицид снова промывают дистиллированной водой.