ЕФЕКТИВНІСТЬ ПРОЦЕСУ ВОДООЧИЩЕННЯ ВІД БАКТЕРІЙ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ПРИРОДИ ГАЗУ
Коваль Ірина Зеновіївна
Національний університет «Львівська політехніка», Львів, Україна
https://orcid.org/0000-0001-8154-4154
DOI: 10.52363/2522-1892.2021.2.6
Ключові слова: Bacillus cereus, газ, очищення води, руйнування бактерій
Анотація
Представлено дослідження впливу різної природи газу на ефективність очищення води від паличкоподібних бактерій роду Bacillus cereus. Використовували дію кисню, вуглекислого газу та інертних аргону і гелію. Досліджуваною водою була модельна мікробна вода, отриманa на основі дезаерованої дистильованої води з внесенням до неї чистої культури бактерій в кількості 7 ·104 КУО/см3. Загальна тривалість процесу становила 2 години при температурі реакційного середовища 288±1 К. Показано зміну числа мікроорганізмів (ЧМ) від тривалості барботування газу, в залежності від його природи. Розраховані ступені зруйнованих мікроорганізмів (МО) після кожного відбору проби води (Dd), яку відбирали після кожних 30 хв процесу. Вивчаючи вплив різних режимів обробки води, найбільшу кількість зруйнованих бактеріальних клітин досліджено в атмосфері вуглекислого газу (Dd = 91,0%), а найменшу – в атмосфері кисню (Dd = 34,73%). В атмосфері кисню виявлено двостадійний процес зміни ЧМ: збільшення на першій стадії тривалістю 1800 с та з подальшим зменшенням на другій. Після барботування СО2 зі швидкістю 0,2 cм3/c через водне середовище об’ємом 75 см3 мікробне число зменшилось на два порядки, що, очевидно, обумовлено збільшенням кислотності досліджуваного середовища. Виявивши високу ефективність дії СО2 на процес руйнування бактеріальних клітин, цей газ доцільно застосовувати в процесах водоочищення, а також в поєднанні з іншими реагентами або фізичними методами обробки води з метою підсилення руйнівної дії на мікрооб’єкти.
Посилання
1. Kurmakova I. Microbiological Composition of the Biofilm on the Metal Surface of Sewage Constructions / I. Kurmakova, N. Demchenko, O. Bondar, V. Vorobyova // Chemistry & Chemical Technology. – 2018. – Vol. 12, No. 4. – Р. 519–522. – DOI: 10.23939/chcht12.04.519.
2. Іванченко Л. В. Хімія і технологія води : навч. посібник / Л. В. Іванченко, В. Я. Кожухар, В. В. Брем; Одес. нац. політехн. ун-т. – Одеса : Екологія, 2017. – 208 с.
3. Posthuma L. Chemical pollution imposes limitations to the ecological status of European surface waters / L. Posthuma, M. C. Zijp, D. De Zwart, D. Van de Meent, L. Globevnik, M. Koprivsek, A. Focks, J. Van Gils, S. Birk // Scientific Reports. – 2020. – Vol. 10. – 14825.
4. Haseena M. Water pollution and human health / M. Haseena, M. F. Malik, A. Javed, S. Arshad, N. Asif, Sh. Zulfiqar, J. Hanif // Environmental Risk Assessment and Remediation. – 2017. – Vol. 1, No. 3. – P. 16–19. – DOI: 10.4066/2529-8046.100020.
5. Chaudhry F. N. Factors Affecting Water Pollution: A Review / F. N. Chaudhry, M. F. Malik // Journal of Ecosystem & Ecography. – 2017. – Vol. 7, No. 1. – P. 225–230. – DOI: 10.4172/2157-7625.1000225.
6. Кравченко М. В. Фізико-хімічний аналіз природної питної води різних джерел водопостачання / М. В. Кравченко // Екологічна безпека та природокористування. – 2015. – Вип. 3(19). – С. 52–61.
7. Dirisu G. B. Comparative analysis of the effectiveness of reverse osmosis and ultraviolet radiation of water treatment / G. B. Dirisu, U. C. Okonkwo, I. P. Okokpujie, S. I. Fayomi // Journal of Ecological Engineering. – 2019. – Vol. 20, No. 1. – P. 61–75.
8. Wei C. Ozonation in water treatment: The generation, basic properties of ozone and its practical application / C. Wei, F. Zhang, Y. Hu, C. Feng, H. Wu // Reviews in Chemical Engineering. – 2017. – Vol. 33, No. 1. – P. 302–315.
9. Потапченко Н. Г. Кинетика гибели E.coli под действием озона / Н. Г. Потапченко, Т. И. Левадная, Н. М. Соболева // Химия и технология воды : Международный научно-технический журнал. – 2007/2. – Том 29, № 6. – С. 582–594
10. Luhovskyi O. F. Enhancing the Efficiency of Ultrasonic Wastewater Disinfection Technology / O. F. Luhovskyi, I. A. Gryshko, I. M. Bernyk // Journal of Water Chemistry and Technology. – 2018. – Vol. 40. – P. 95–101.
11. Li Y. Enhanced coagulation by high-frequency ultrasound in Microcystis aeruginosa-laden water: Strategies and mechanisms / Y. Li, X. Shi, Zh. Zhang, Y. Peng // Ultrasonics Sonochemistry. – 2019. – Vol. 55. – P. 232–242. – DOI: 10.1016/j.ultsonch.2019.01.022.
12. Dai Ch. Effects of low-intensity ultrasound on the growth, cell membrane permeability and ethanol tolerance of Saccharomyces cerevisiae / Ch. Dai, F. Xiong, R. He, W. Zhang // Ultrasonics Sonochemistry. – 2017. – Vol. 36. – Р. 191–197. – DOI: 10.1016/j.ultsonch.2016.11.035.
13. Iorio M. C. A case study on the use of ultrasound for the inhibition of Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes in almond milk / M. C. Iorio, A. Bevilacqua, M. R. Corbo // Ultrasonics Sonochemistry. – 2019. – Vol. 52. – P. 477–483.
14. Kong Y. Removal of Microcystis aeruginosa by ultrasound: Inactivation mechanism and release of algal organic matter / Y. Kong, Y. Peng, Zh. Zhang // Ultrasonics Sonochemistry. – 2019. – Vol. 56. – P. 447–457.
15. Мягченко О. П. Основи екології. Підручник. – К.: Центр учбової літератури, 2010. – 312 с.
16. Коваль І. З. Вплив концентрації аеробних бактерій на процес їх життєздатності в присутності кисню // Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна серія «Екологія». – 2020. – № 23. – С. 118–123. – DOI: 10.26565/1992-4259-2020-23-10.
17. Ruigrok M. J. R. The effects of oxygen concentration on cell death, anti-oxidant transcription, acute inflammation, and cell proliferation in precision-cut lung slices / M. J. R. Ruigrok, J. Tomar, H. W. Frijlink, B. N. Melgert, W. L. J. Hinrichs, P. Olinga // Scientific Reports. – 2019. – Vol. 9. – P. 16239. – DOI: 10.1038/s41598-019-52813-2.
18. Baez A. Effect of elevated oxygen concentration on bacteria, yeasts, and cells propagated for production of biological compounds / A. Baez, J. Shiloach // Microbial Cell Factories. – 2014. – Vol. 13. – P. 181. – DOI: 10.1186/s12934-014-0181-5.
19. Коваль І. З. Вплив кисню та вуглекислого газу на очищення води від бактерій та дріжджів в кавітаційних умовах / І. З. Коваль // Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна серія «Екологія». – 2020. – № 22. – С. 75–82.
20. Коваль І. З. Переважаюча мікрофлора природних та стічних вод Львівщини / І. З. Коваль // Chemistry, Technology and Application of Substances. 2020. – Вип. 3, № 2. – P. 121–126. – DOI: 10.23939/ctas2020.02.121.
21. Koval I. Gas nature effect on the destruction of various microorganisms under cavitation action / I. Koval, V. Starchevskyy // Chemistry & Chemical Technology. – 2020. – Vol. 14, No. 2. – P. 264–270. – DOI: 10.23939/chcht14.02.264.