Дезинфицирующее средство для обеззараживания грунта, контаминированного спорами сибиреязвенных микробов
DISINFECTANT FOR DISINFECTION OF SOIL CONTAMINATED WITH SPORES OF ANTHRAX MICROBES

Изобретение относится к области медицины, ветеринарии, микробиологии, а именно к дезинфицирующим средствам и способам, предназначенных для ликвидации почвенных очагов сибирской язвы и почвенных сибиреязвенных скотомогильников.
Актуальной задачей медицины и ветеринарии является разработка высокоэффективного дезинфектанта, предназначенного для надежной ликвидации почвенных очагов сибирской язвы и почвенных сибиреязвенных скотомогильников.
Известен способ обеззараживания почвы, преимущественно загрязненной возбудителем сибирской язвы, путем введения в почву антогонистов сибирской язвы актиномицетов рода Cinereus (виды Actiunomyces griseus, A. griseovariabilis, A. chromofuseus) (авторское свидетельство №528917, МПК A01N 7/04). Способ основывается на применении актиномицетов продуцентов антибиотиков в качестве естественных антагонистов возбудителя сибирской язвы.
Недостатком известного способа является его низкая эффективность, так как актиномицеты и их продукты метаболизма частично эффективны в отношении вегетативных форм бактерий сибирской язвы и не вызывают гибель спор сибирской язвы. Кроме того, для подавления жизнедеятельности и гибель вегетативных клеток сибирской язвы требуется много времени и оптимальных условий для жизнедеятельности актиномицетов и благоприятных условий прорастания спор сибирской язвы: наличие в почве питательного субстрата, температура почвы не ниже 18-20°С, влажность почвы 80-90% и др.
Известен также способ дезинфекции почвы (авторское свидетельство №376074, МПК A01N 7/04), заключающийся 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 (ОКЭМБМ). С целью повышения эффективности обеззараживания в грунте устанавливают открытые шурфы. Основными недостатками способа являются:
- низкая эффективность способа обеззараживания, т.к. сам процесс зависит от внешних условий (температура, влажность и структура самой почвы);
- высокая опасность возникновения чрезвычайных ситуаций на любой стадии выполнения работ по обеззараживанию почвы в виде утечки или выброса токсичных газов в атмосферу;
- загрязнение воздушной среды и почвы токсичными газами по завершению процесса обеззараживания остатками газовой смеси и др.
2
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ обеззараживания участков почвы, контаминированной спорами бактерий возбудителя сибирской язвы или бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций (Патент RU 2697723 С1, 19.08.2019). Способ заключается в том, что участок почвы, контаминированный спорами бактерий возбудителя сибирской язвы или бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций на глубину не более 500 мм, отграничивают от незараженной почвы траншеей шириной 500-600 мм и глубиной 400 мм, а поверхность зараженной почвы перекапывают на глубину 200 мм или в почве бурят шурфы на глубину 500 мм из расчета 4-6 шурфов на 1 м, а затем однократно или двукратно поливают 10-15% раствором дезинфицирующего средства (по перекиси водорода) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Перекись водорода медицинская - 30,0±3,0;
Алкилдиметилбензиламмоний хлорид - 2,0±0,2;
Хлористый кальций - 1,0±0,1;
Сульфанол - 1,0±0,1,
Вода - остальное,
2
3
из расчета 15-150 л на 1 м (300 л/1 м), с интервалом между обработками 24 ч при суммарном времени воздействия 24-72 ч и при температуре окружающей среды и почвы от 4 до 40°С.
Основным недостатком способа является:
- отсутствие обеззараживающего эффекта при деконтаминации почвы от спор сибирской язвы на глубине более 510 от поверхности почвы.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности обеззараживания почвенных сибиреязвенных скотомогильников на глубине до 2000 наличие высокой стабильности дезинфектанта и его рабочих растворов; отсутствие токсичности средства для животных и растений.
Технический результат достигается за счет того, что для обеззараживания почвенного сибиреязвенного скотомогильника или участка почвы, контаминированного спорами бактерий возбудителя сибирской язвы используют дезинфицирующее средство следующего состава, мас.%:
Перекись водорода (%) - 15,0±3,0;
Надуксусная кислота (%) - 5,0±0,5;
Изопропиловый спирт (%) - 10,0±1,0;
Вода - остальное,
3
из расчета 300-500 л/ м с интервалом между обработками 24 ч при суммарном времени воздействия 24-72 ч, на глубине до 2000 мм.
2
Почвенный сибиреязвенный скотомогильник или участок почвы, контаминированного спорами бактерий возбудителя сибирской язвы отграничивают от незараженной почвы искусственной траншеей шириной 500-600 мм и глубиной 300-400 мм для исключения стекания раствора дезинфектанта за пределы участка, а в почву скотомогильника (участка почвы) буром сверлят отверстия на глубину 2000-2500 мм из расчета 4-6 шурфов на 1 м, затем поверхность почвы однократно или двукратно поливают готовым дезинфицирующим средством.
Пример 1. Для определения спороцидной эффективности предлагаемого средства для обеззараживания грунта, контаминированного спорами возбудителя сибирской язвы, используют дезинфицирующее средство следующего состава, мас.%:
Перекись водорода медицинская - 15,0;
Надуксусная кислота - 5,0;
Изопропиловый спирт - 10,0;
Вода - остальное.
Испытания проводили в устройстве для безопасного экспериментального отбора дезинфектантов для обеззараживания грунта, зараженного спорами сибирской язвы (патент RU 178726, от 24.04.2018 г.), позволяющее моделировать почвенный сибиреязвенный скотомогильник. Для этого в колонну устройства вводят четыре микробиологических пробоотборника на высоту колонны от ее дна 500; 1000; 1500 и 2000 мм, прочно фиксируют резьбой каждый пробоотборник к стене колонны и герметично закрывают крышкой пробоотборника снаружи, для исключения протекания раствора дезинфектанта. На конце каждого микробиологического пробоотборника в его микрокамеру помещают по одному марлевому тест-тампону, пропитанному суспензией спор бактерий возбудителя сибирской язвы. Затем в устройство насыпают 2000 кг сухого глинистого грунта до отметки колонны 2000 мм. К днищу колонны присоединяют герметичный приемный цилиндр с резьбой (химический пробоотборник) для сбора отработанного раствора дезинфицирующего вещества. После загрузки колонны устройства приступают к выполнению работ по обеззараживанию грунта дезинфектантом. Для этого через горловину люка колонны в грунт заливают раствор дезинфектанта в соотношении 1:3 (объем раствора дезинфектанта/объем грунта) и оставляют на 24 ч при средней температуре окружающей среды (18±3)°С.
После истечения времени воздействия дезинфектантом на грунт из колонны вынимают все микробиологические пробоотборники и передают их в микробиологическую лабораторию для оценки количества жизнеспособных спор в каждой опытной пробе. Каждый тест-тампон извлекают из микробиологического пробоотборника и суспензируют в растворе универсального нейтрализатора для удаления остатков дезинфектанта, затем после центрифугирования осадок суспензируют в мясопептонном бульоне или физиологическом растворе. Суспензию спор высевают в чашках Петри на среде Хоттингера и термостатируют в течение 7 суток при температуре 37°С. Пробоотборник для химических исследований отделяют от колонны устройства, передают в химическую лабораторию для определения остаточной активности активнодействующих веществ в отработанном растворе дезинфицирующего средства.
После завершения работ дверь устройства открывают и колонну постепенно освобождают и чистят от грунта и дезинфектанта. Грунт из колонны насыпают в крафт-мешки и по акту отправляют на сжигание в печь.
Микробиологические исследования показали, что на опытных тест-объектах после дезинфекционной обработки грунта в безопасной модели сибиреязвенного скотомогильника дезинфицирующим средством отсутствуют жизнеспособные споры сибирской язвы во всех тест-тампонах, взятых с разной глубины грунта (500; 1000; 1500 и 2000 мм от дна колонны). Химико-аналитические исследования отработанного раствора дезинфектанта показали, что активность средства снизилась не более чем на 60% от первоначальной активности.
В качестве контроля использовали образцы почвы, контаминированной спорами вакцинного штамма бактерий возбудителя сибирской язвы Bacillus anthracis шт. СТИ-1. Обработку образцов почвы в контрольных опытах проводили водопроводной водой из расчета 1:3 (объем раствора дезинфектанта/объем грунта).
2-3
3
Микробиологические исследования тест-тампонов из почвы, обработанной дезинфектантом, показали, что на поверхности почвы и на глубине почвы до 2000 мм отсутствуют живые споры сибирской язвы (таблица 1). Микробиологические исследования почвы, контаминированной спорами бактерий сибирской язвы в контроле, пролитой водопроводной водой, показали присутствие живых спор бактерий сибирской язвы в образцах почвы в количестве примерно 2,0×10 КОЕ/см (таблица 1).
3
Представленные результаты в таблице 1 показывают, что предлагаемое дезинфицирующее средство при одноразовой заливке почвы из расчета 330 л/м при экспозиции 24 ч позволяет инактивировать споры бактерий сибирской язвы на глубину почвы до 2000 мм.
Пример 2. Для определения спороцидного и обеззараживающего эффекта предлагаемого средства обеззараживания грунта, контаминированного спорами бактерий возбудителя сибирской язвы, используют дезинфицирующее средство следующего состава, мас.%:
Перекись водорода медицинская - 12,0;
Надуксусная кислота - 4,5;
Изопропиловый спирт - 9,0;
Вода - остальное.
Испытания предлагаемого средства проводили как в примере 1 в устройстве, моделирующее почвенный сибиреязвенный скотомогильник. Для этого в колонну устройства устанавливают микробиологические пробоотборники, содержащие споры сибирской язвы, на разную глубину почвы: 500; 1000; 1500 и 2000 мм. В колонну устройства насыпают 2000 кг сухого суглинистого грунта до отметки колонны 2100 мм.
К днищу колонны присоединяют герметичный приемный цилиндр с резьбой (химический пробоотборник) для сбора отработанного раствора дезинфицирующего вещества.
После загрузки колонны устройства, в грунт заливают готовое дезинфицирующее средство в соотношении 1:2 (объем раствора дезинфектанта/объем грунта) и оставляют на 24 ч при средней температуре окружающей среды (8±3)°С. После истечении времени воздействия дезинфектантом на грунт из колонны вынимают все микробиологические пробоотборники и передают их в микробиологическую лабораторию для оценки количества жизнеспособных спор в каждой опытной пробе. Пробоотборник для химических исследований отделяют от колонны устройства и передают в химическую лабораторию для определения остаточной активности активнодействующих веществ в отработанном дезинфицирующем средстве.
Микробиологические исследования показали, что на опытных тест-объектах после дезинфекционной обработки грунта в модели почвенного сибиреязвенного скотомогильника дезинфицирующим средством отсутствуют жизнеспособные споры сибирской язвы во всех тест-тампонах, взятых с разной глубины грунта (500; 1000; 1500 и 2000 мм) (таблица 2). Химико-аналитические исследования отработанного раствора дезинфектанта показали, что активность средства снизилась не более чем на 60% от первоначальной активности.
2-3
3
В контрольных пробах почвы после заливки стерильной водой споры сибирской язвы в количестве примерно 2,0×10 КОЕ/см определялись жизнеспособными (таблица 2).
Пример 3. Для определения спороцидного и обеззараживающего эффекта предлагаемого средства обеззараживания грунта, контаминированного спорами сибирской язвы, используют дезинфицирующее средство следующего состава, мас.%:
Перекись водорода - 18,0;
Надуксусная кислота - 5,5;
Изопропиловый спирт (%) - 11,0;
Вода - остальное.
Испытания предлагаемого дезинфицирующего средства также проводят в модельных условиях почвенного сибиреязвенного скотомогильника как в примере 1, только в колонну модели почвенного сибиреязвенного скотомогильника насыпают примерно 2000 кг сухой подзолистой почвы до отметки колонны 2200 мм. После загрузки колонны устройства в грунт заливают дезинфектант в соотношении 1:2,5 (объем раствора дезинфектанта/объем грунта) и оставляют на 24 ч при средней температуре окружающей среды (5±1)°С. Через 24 ч грунт повторно заливают дезинфицирующим средством в соотношении 1:2,5 (объем раствора дезинфектанта/объем грунта) и оставляют еще на 24 ч. После истечения времени воздействия дезинфектантом на грунт (примерно 48 ч) из колонны вынимают все микробиологические пробоотборники и передают их в микробиологическую лабораторию для оценки количества жизнеспособных спор в каждой опытной пробе. Пробоотборник для химических исследований отделяют от колонны устройства и передают в химическую лабораторию для определения остаточной активности активнодействующих веществ в отработанном растворе дезинфицирующего средства.
Микробиологические исследования показали, что на опытных тест-объектах после дезинфекционной обработки грунта отсутствуют жизнеспособные споры сибирской язвы на всех тест-тампонах, взятых с разной глубины грунта (500; 1000; 1500 и 2000 мм). Химико-аналитические исследования отработанного раствора дезинфектанта показали, что активность средства снизилась примерно на 60% от первоначальной активности.
7
Таким образом, установлено, что при двукратной заливке почвы, контаминированной спорами сибирской язвы, предлагаемым дезинфицирующим средством при экспозиции 48 ч споры бактерий инактивируются в почве на глубину до 2000 мм.
Предлагаемое дезинфицирующее средство и способ обеззараживания участков почвы, в сравнении с прототипом обладают достаточной обеззараживающей эффективностью при деконтаминации почвы от спор бактерий на разной глубине грунта до 2000 мм. Эффективное обеззараживание почвы можно достичь при широком диапазоне температур окружающей среды и почвы (от 4 до 30°С), при небольших затратах времени (24-48 ч) и на глубину до 2000 мм. После одно или двукратных обработок почвы предлагаемым дезинфицирующим средством компоненты средства и продукты их распада по истечении 5-10 суток в почве отсутствуют.
Дезинфицирующее средство для обеззараживания грунта почвенных сибиреязвенных скотомогильников не представляет опасности для персонала, выполняющего работы по ликвидации скотомогильников и является экологически безопасным средством.
Использование предлагаемого дезинфицирующего средства позволит санитарно-эпидемиологической и санитарно-ветеринарной службам эффективно и безопасно проводить санитарно-эпидемиологические мероприятия по ликвидации опасных для людей и окружающей среды почвенных сибиреязвенных скотомогильников, включая почвенные очаги сибирской язвы.