Способ обеззараживания почвы, загрязненной возбудителем сибирской язвы

Способ обеззараживания почвы, загрязненной возбудителем сибирской язвы

Реферат

Изобретение относится к ветеринарии, в частности к биологическим системам обеззараживания почвы при ее загрязнении возбудителем сибирской язвы.

Известный способ обеззараживания почвы, преимущественно загрязненной возбудителем сибирской язвы, предполагает введение в почву актиномицетов-антагонистов рода «Cinereas» (авторское свидетельство №528917, МПК A01N 7/04). Способ дает возможность использовать естественные процессы антагонизма, происходящие в микрофлоре почвы, для ее обеззараживания.

Недостатком данного способа является его низкая эффективность, т.к. положительный результат достигается только при обеззараживании поверхностного слоя почвы, загрязненной сибирской язвой. Кроме этого обеззараживание этим способом требует длительного времени и создания для актиномицетов-антагонистов благоприятных условий в почве.

Известен способ обеззараживания территорий старых скотомогильников, при котором эти территории поливают водным раствором средства «СаБиДез» (статья «Обеззараживание территорий старых скотомогильников», авторы: В.В. Пряничникова, И.Х. Бикбулатов, Е.И. Бахонина. Журнал «Безопасность жизнедеятельности» №11, 2013 г., стр. 16-20).

Данный способ может применяться только при положительных температурах почвы и окружающей среды и занимает длительное время (до года). Авторы не приводят сведений о возможности применения разработанного способа для обеззараживания почвы, загрязненной возбудителем сибирской язвой.

Известен также способ обеззараживания почвы посредством воздействия на почву электромагнитных полей сверхвысокой частоты с нагревом почвы до температур до 64-70°С со скоростью 0,04-0,5°С/с с последующим термостатированием без подвода теплоносителя в течение не менее 180 секунд (патент RU №2125355, МПК А01В 47/00). Скорость охлаждения почвы при этом должна быть не более 0,05°С/с. Применение электромагнитных полей позволяет сократить время на обработку почвы.

К недостаткам указанного способа можно отнести его неэффективность при глубинных почвенных очагах сибирской язвы и отсутствие лабораторных данных в отношении эффективности применения его к возбудителю сибирской язвы.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является способ дезинфекции почвы (авторское свидетельство №376074, МПК A01N 7/04), заключающий в том, что над зараженным участком параллельно поверхности земли натягивают пленку, края которой прикапывают землей, а под пленку устанавливают открытые сосуды, в которые наливают сжиженный газ, например газовую смесь окиси этилена с бромистым метилом (ОКЭБМ). С целью повышения эффективности обеззараживания в данном способе предложено перед установкой покрывающей пленки выкапывать в грунте открытые шурфы.

К недостаткам этого способа можно отнести:

- возможную недостоверность биологической опасности участка, подвергаемого обеззараживанию, т.к. он не предусматривает дополнительное исследование загрязненного участка, с целью уточнения его границ;

- недостаточную эффективность процесса обеззараживания, т.к. сам процесс зависит от внешних условий (температура, влажность и структура самой почвы);

- неконтролируемую герметичность конструкции (состояние пленки и ее закрепление в почве), что может привести к чрезвычайной ситуации (утечка или выброс токсичных газов в атмосферу);

- отсутствие мониторинга за процессом обеззараживания, что может нарушить сам процесс безопасного обеззараживания;

- загрязнение окружающей среды токсичными газами по завершении процесса обеззараживания, т.к. после снятия пленки происходит естественное проветривание участка.

Заявленный способ позволяет повысить эффективность процесса обеззараживания биологических объектов (почвенных очагов) при их загрязнении возбудителем сибирской язвы и исключить загрязнение окружающей среды путем нейтрализации токсичности смеси биоцидных газов (смесь окиси этилена с бромистым метилом - ОКЭБМ).

Достигается поставленная задача тем, что в начале процесса обеззараживания почвы исследуют и уточняют границы загрязненного возбудителем сибирской язвой участка методом глубинного радиолокационного зондирования подстилающей поверхности, с целью уточнения размеров и места положения останков животных и признаков потенциального источника биологической опасности в виде биоорганических останков и изменения целостности структур почвы. Для зондирования почвы может использоваться геофизическое устройство, например георадар.

Для исключения распространения газа в пустоты почвы (наличие на срезе площадью около 25 см² подстилающей поверхности более 5 земляных ходов от мигрирующих земляных червей, остатков корневой растительности и т.п.) производят уплотнение подстилающей поверхности с помощью различного вибрационного воздействия, например виброплитами или катками. Затем на загрязненном участке расставляют датчики температуры и открытые сосуды, бурят шурфы.

В заявляемом способе обеззараживания, как и в прототипе, зараженный участок покрывают пленкой, бурят шурфы, используют смесь ОКЭБМ. В отличие от прототипа в заявляемом способе перед началом работы уточняют границы участка обеззараживания, проверяют и контролируют герметичность конструкции и ход процесса обеззараживания, а также создают условия (температура, герметичность, плотность почвы), обеспечивающие наиболее эффективное протекание процесса обеззараживания почвы, и обеспечивают безопасность от загрязнения окружающей среды токсичными газами.

Предлагаемый способ обеззараживания почвы поясняется чертежом, где на фиг. 1 схематично показан процесс его реализации.

Применение способа обеззараживания почвы заключается в следующем: перед началом работ производят ограждение и очистку территории, подлежащей обеззараживанию, от кустарников, старых построек и т.д., затем устанавливают границы участка обеззараживания и структуру почвы с помощью георадара, и если участок имеет большую площадь, то его разбивают на отдельные участки, например, площадью не более 200 м² каждый.

После того как границы участка определены, производят уплотнение этого участка, например виброплитами или катками (при наличии в почве земляных ходов или пустот). Затем по периметру участка выкапывают небольшие канавки глубиной до 40 см. По всей площади участка производят расстановку открытых сосудов 1 (из расчета один сосуд на 20-25 м² площади). Возле каждого сосуда в почве делают шурф 2 диаметром 15 см. Глубину шурфа 2 определяют по расчетной глубине обеззараживания. Для улучшения процесса испарения газа сосуды 1 оборудованы регулируемым пожаро-взрывобезопасным устройством подогрева, который может быть выполнен любым из известных способов. Затем на участке размещают датчики температуры 3. Далее участок покрывают газонепроницаемой термостойкой пленкой 4 (одноразового или многоразового использования) с таким расчетом, чтобы над поверхностью почвы было воздушное пространство высотой не менее 15-20 см, края пленки опускают в сформированные по границам участка канавки 5 (глубиной не менее 40 см) в которые опускают края пленки и прикапывают землей. В пленке 4 предварительно выполняют отверстия 6 с клапанами для подключения специального оборудования (шлангов и проводов). Далее с помощью компрессора 7 проверяют герметичность и целостность конструкции (удаляется воздушная среда из подпленочного пространства, т.е. создается вакуум). Компрессор 7 оборудован манометром для контроля давления и подключен к подпленочному воздушному пространству посредством герметичной клапанной системы воздухопропускных шлангов. Контроль степени разряжения процесса производится с помощью манометрических приборов компрессора 7. Если вакуума нет, то имеет место утечка воздуха, т.е. нарушена герметичность, которую устраняют до запуска процесса обеззараживания смесью биоцидных газов.

В случае несоответствия погодных условий окружающей среды техническим условиям процесса обеззараживания смесью биоцидных газов (температура почвы в пределах 8…10°С, влажность в пределах до 33%) проводят охлаждение или прогревание подлежащего обеззараживанию участка почвы. Для этого подпленочное пространство заполняют теплыми или охлаждающими потоками воздуха с помощью компрессорной установки 8, снабженной системой кондиционирования (Инструкция по газовой дезинфекции сибиреязвенных скотомогильников. 1981 г. Москва, «Колос»). Если температура будет ниже указанного предела (8…10°С), то увеличивается длительность процесса сорбции смеси биоцидных газов слоями почвы. Если температура выше указанного предела, то возникает вероятность утечки газовой смеси биоцидных газов (возможен разрыв пленки и нарушение герметичности по краям участка). При указанных пределах температур происходит оптимальный процесс перехода смеси из жидкого в газообразное состояние. Контроль давления воздушного пространства под пленкой осуществляется с помощью манометра компрессорной установки 7, и в случае избыточного давления производится отсос воздушной смеси и ее нейтрализация (поз. 11 и 12). Как вариант для контроля давления может быть установлен предохранительный клапан в шланге отверстия 6. Для длительного поддержания уровня температур могут использоваться инфракрасные обогреватели. Температура воздушного пространства под пленкой контролируется с помощью датчиков температуры 3.

В образовавшуюся замкнутую систему из баллона 9 посредством распределителя 10, через шланги и вмонтированные в отверстия 6 пленочного покрытия специальные клапаны, подают жидкий газ ОКЭБМ (например, газовая смесь: 1 часть окиси этилена и 2,5 части бромистого метила), который с помощью распределителя 10 (например, тройника) распределяется в сосуды 1, установленные под пленкой 4.

В зависимости от средней температуры под покрытием и общей площади поверхности сосудов испарение заданной дозы жидкой фазы препарата продолжается от 6 до 24 часов (основная часть смеси биоцидного газа сорбируется слоями почвы до 12 ч).

Медленно испаряющийся газ заполняет замкнутое воздушное пространство и через шурфы проникает в почву. Газ обладает исключительно высокой проникающей способностью, по мере испарения он постепенно проникает в почву на глубину до 200 см, равномерно сорбируется всеми слоями почвы обеззараживаемого участка и при определенных условиях, которые обеспечиваются в заявленном объекте (концентрация, экспозиция, температура и влажность почвы), обеспечивает дезинфекционный эффект.

Величина режимов, обеспечивающих обеззараживание почвы в горизонтах глубиной от 0 до 200 см, находится в прямой зависимости от требуемой глубины обеззараживания. Так, при применении газа ОКЭБМ из расчета 0,5 кг и 1 кг на 1 м кв. и экспозиции соответственно 10 и 5 суток обеззараживание почвы, обсемененной спорами bac. Anthracis, достигается на глубине от 0 до 30 см; при расходе 2-х кг и экспозиции 10 суток - на глубине от 100 до 125 см. Надежное обеззараживание почвы на глубине до 200 см достигается через 10 суток при расходе 3-х кг газа ОКЭБМ на 1 м кв. площади. Продолжительность экспозиции обеззараживания согласно Инструкции по газовой дезинфекции сибиреязвенных скотомогильников, 1981 г. Москва, «Колос», должна быть не более 30 суток.

После завершения экспозиции обеззараживания (либо при экстренной необходимости) осуществляется процесс принудительной нейтрализации токсичной смеси биоцидных газов (окись этилена с бромистым метилом), находящейся в подпленочном пространстве, посредством мобильных нейтрализаторов (поз. 11 и 12), установленных на автотранспортном средстве, либо в переносных нейтрализаторах, в зависимости от объемов смеси газов и площадей участков для обеззараживания.

Нейтрализация токсичной смеси газов происходит следующим образом. Через герметичную систему воздуховодных шлангов смесь отработанных газов отсасывается компрессором 7 и последовательно подается в камеру нейтрализации 11, в которой при добавлении специальных химических соединений, например раствор аммиака, происходит процесс быстрого разложения отработанной смеси газов, т.е. происходит его нейтрализация. Далее через герметичную систему воздуховодных шлангов смесь обработанных газов поступает в контейнер 12, содержащий адсорбент. В контейнере 12 за счет улавливания и адсорбции происходит завершающий этап нейтрализации токсического действия смеси биоцидных газов.

Экономичность способа заключается в минимизации затрат и сокращении времени на обеззараживание почвы в сравнении с прототипом. Положительным эффектом предложенного способа является также и исключение загрязнения окружающей среды путем нейтрализации токсичности смеси биоцидных газов (смесь окиси этилена с бромистым метилом в различных пропорциях).

Изобретение промышленно применимо, поскольку его можно многократно реализовать с достижением указанного технического результата, и может использоваться также для обеззараживания почвы, загрязненной и другими менее устойчивыми возбудителями.

1. Способ обеззараживания почвы, загрязненной сибирской язвой, включающий бурение шурфов, расстановку открытых сосудов, покрытие зараженного участка пленкой, края которой прикапывают землей, отличающийся тем, что перед установкой пленки над загрязненным участком определяют границы участка и структуру почвы посредством применения, например, георадара, затем, при необходимости, уплотняют этот участок с помощью вибрационных воздействий, например с помощью виброплиты или катка, далее проверяют герметичность установленной пленки с помощью, например, компрессорной установки, оборудованной измерительными приборами, которые соединены с воздушным подпленочным пространством через клапаны, герметично размещенные в отверстиях пленки, и после этого прогревают или охлаждают воздушное пространство и участок почвы под пленкой до температуры +8…+10°C и только после этого подают в открытые сосуды сжиженный газ.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после испарения сжиженного газа, сорбции его слоями почвы и экспозиции, или в экстренных случаях, производят нейтрализацию газов из подпленочного воздушного пространства как в процессе обеззараживания, так и по завершению этого процесса с помощью компрессора, оборудованного камерой нейтрализации и контейнером с адсорбентом.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что открытые сосуды оборудованы регулируемыми пожаро-взрывобезопасными устройствами подогрева.