СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БАКТЕРИЦИДА ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ
METHOD OF PREPARING BACTERICIDE FOR WATER DISINFECTION

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.
4
n
2
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: RNI·((n-1)/2)·HO, 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.
4
3
Пример 1. Суточную культуру Е. coli 113-13 в концентрации 5*10м.кл/мл, приготовленную по стандарту мутности ГИСК имени Тарасовича №5, фильтровали через слой композиции (смола, обработанная 0,5% раствором полимера) 100 см. 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.
2
3
Пример 2. Суточную культуру Е. coli 113-13, приготовленную аналогичным способом, но концентрацией 5*10 м.кл/мл, фильтровали через дезинфицирующий слой объемом 100 см, 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 × 10<sup>4</sup>
15±0,4
0
0
0
5±0,5
4,95±4,8 × 10<sup>2</sup>
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.