Инактивация микроорганизмов ультрафиолетовым излучением эксилампы с использованием пероксида водорода и нанодисперсных частиц диоксида титана

• Автор: Астахова, Светлана Александровна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 97 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Общая характеристика микробиологически загрязненной воды

1.2. Методы обеззараживания воды

1.2.1. Реагентиле методы

1.2.1.1. Хлорирование.

1.2.1.2. Озонирование.

1.2.1.3. Тяжелые металлы

1.2.1.4. Бром и йод.

1.2.2. Физические методы

1.2.2.1. Кипячение
1.2.2.2. Ультразвук.
1.2.2.3. Ультрафиолетовое облучение.
1.2.3. Комбинированные методы
1.2.3.1. Новые окислительные технологии
1.2.3.1.1. Ультрафиолетовая обработка в присутствии пероксида
водорода.
1.2.3.1.2. Ультрафиолетовая обработка в присутствии нанодисперсного
фотокатализатора диоксида титана.
1.3. Источники ультрафиолетового излучения
1.3.1. Ртутные лампы
1.3.2. Импульсные источники ультрафиолетового излучения.
1.3.3. Эксимерные лампы.
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты исследований.
2.2. Материалы и методы исследований
2.2.1. Материалы исследования
2.2.2. Методы исследования
2.2.2.1. Микробиологические методы.
2.2.2.1.1. Определение численности клеток
2.2.2.1.2. Методика приготовления питательных сред для культивирования микроорганизмов.
2.2.2.1.3. Изучение инактивации микроорганизмов . i и В.
ультрафиолетовым излучением эксилампы.
2.2.2.1.4. Изучение инактивации микроорганизмов . i и В. ультрафиолетовым излучением экси лампы в присутствии пероксида водорода иили наночастиц ТЮ2.
2.2.2.1.5. Определение эффекта последействия.
2.2.2.2. Физикохимические методы
2.2.2.2.1. Спектрофотометрические определения
3. ИНАКТИВАЦИЯ .I И В. УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ IЭКСИ ЛАМПЫ
3.1. Инактивация . i УФизлучением эксилампы
3.2. Инактивация В. УФизлучением эксилампы
3.3. Эффект последействия
4. ИНАКТИВАЦИЯ .I И В. УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ ЭКСИЛАМПЫ В ПРИСУТСТВИЕ ПЕРОКСИДА
ВОДОРОДА ИИЛИ НАНОЧАСТИЦ ТЮ
4.1. Инактивация . i УФизлучением эксилампы в присутствии пероксида водорода.
4.2. Инактивация В. УФизлучением эксилампы в присутствии
пероксида водорода
4.3. Эффект последействия.
4.4. Инактивация . i УФизлучением эксилампы в присутствии
наночастиц ТЮ2
4.5. Инактивация В. УФизлучением КгС1жсилампы в присутствии
наночастиц ТЮ2.
4.6. Эффект последействия
4.7. Инактивация . i УФизлучением эксилампы при совместном
присутствии пероксида водорода и наночастиц ТЮ2
4.8. Инактивация В. УФизлучением эксилампы при совместном
присутствии пероксида водорода и наночастиц
4.9. Эффект последействия
5. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ iЭКСИЛАМПЫ
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Инактивация В. ИНАКТИВАЦИЯ . I И В. УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ ЭКСИЛАМПЫ В ПРИСУТСТВИЕ Инактивация . УФизлучением эксилампы в присутствии пероксида водорода. Инактивация В. Эффект последействия. Инактивация . Инактивация В. ТЮ2. Инактивация . Инактивация В. ВЫВОДЫ. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ. Актуальность работы. В настоящее время проблема эффективного обеззараживания воды остается актуальной в связи с сохранением риска возникновения и распространения заболеваний, связанных с употреблением недоброкачественной питьевой воды. На практике наиболее распространены три способа обеззараживания воды реагентная обработка хлором или его соединениями, ультрафиолетовое УФ облучение и озонирование. Технологическая простота хлорирования и доступность хлора обусловили его широкое использование в практике водоснабжения. Серьезным недостатком хлорной обработки воды является образование ряда токсичных побочных продуктов хлорированных фенолов, тригаломстанов, диоксинов и др. Кроме того, хлор жидкий и газообразный относится к токсичным веществам, что требует соблюдение повышенной техники безопасности при его транспортировании, хранении и использовании 1. Озонирование является более дорогим, но экологически безопасным методом обеззараживания воды. Использование озона, в связи с его высокими реагентными свойствами, требует повышенных мер безопасности для персонала 2. Обработка УФизлучением, как известно, не имеет проблемы передозировки и не вызывает образование токсичных соединений. В качестве источников УФизлучения традиционно используют ртутные лампы низкого, среднего или высокого давления. Существенным недостатком ртутных бактерицидных ламп, ограничивающим их применение, является высокое содержание металлической ртути в свободном состоянии, которая, как известно, является опасным поллютантом 3. Современной альтернативой ртутным лампам являются УФэксилампы. В последнее десятилетие бурное развитие получили новые окислительные технологии, или АОТ v xii i, которые нашли широкое применение для очистки сточных вод от органических загрязнителей 5. К ним относится обработка воды УФизлучепием в присутствии сильных окислителей например, озона, пероксида водорода и или фотокатализаторов. Применение АОТ имеет большой потенциал для инактивации патогенных микроорганизмов в водной среде. В связи с этим большой научный и технологический интерес представляет бактерицидный эффект УФизлучения эксиламп в присутствии пероксида водорода II22 иили ианодисперсного фотокатализатора диоксида титана ТЮ2. СО РАН по научному направлению 5. Химические аспекты современной экологии и рационального природопользования, включая проблемы утилизации и безопасного хранения радиоактивных отходов. Цель работы. Исследование эффективности инактивации бактериальных клеток ii i далее Е. i далее В. УФизлучения эксилампы для инактивации бактерий Е. эксилампы и окислителя Н2Ог. Научная новизна работы. В работе установлена эффективность УФизлучения эксилампы при 2 нм для инактивации бактерий . В. . На примере данных тесторганизмов впервые показан высокий бактерицидный эффект УФизлучения эксилампы в комбинации с окислителем ЬЬОти нанодисперсным фотокатализатором iСЬ. Практическая значимость. В работе показана применимость узкополосного УФизлучения эксилампы при 2 нм в присутствии окислителя Н2О2 для высокоэффективного обеззараживания питьевой воды. В зависимости от исходной численности клеток в воде для достижения эффективности обеззараживания 0 рекомендованы УФоблучение или комбинированная УФокислитель обработка. Разработанная схема может применяться для обеззараживания питьевой воды. Результаты исследований включены в отчеты Байкальского института природопользования СО РАИ. По результатам исследований подана заявка на выдачу патента на изобретение Способ фотокаталитического обеззараживания воды дата поступления , регистрационный . Апробация работы.