ОДНОЧАСНА ДІЯ КАВІТАЦІЇ ТА ІНЕРТНИХ ГАЗІВ НА ОЧИЩЕННЯ ВОДИ ВІД БАКТЕРІАЛЬНИХ КЛІТИН

 

Коваль Ірина Зеновіївна

Національний університет «Львівська політехніка», Львів, Україна

https://orcid.org/0000-0001-8154-4154

 

DOI: 

 

Ключові слова: вода, бактерії, очищення, кавітація, аргон, гелій

 

Анотація

Вивчено одночасну дію кавітації та інертних газів (аргону та гелію) на процес руйнування мікроорганізмів (МО). Для дослідження були використані спорогенні паличкополібні бактерії роду Bacillus cereus. Вихідне мікробне навантаження становило 104 клітин на 1 см3 досліджуваної води. Об’єм води для дослідження становив 75 см3. Джерелом кавітаційного явища був ультразвуковий генератор з частотою 22 кГц. Газ барботували через водну систему зі швидкістю 0,2 cм3/c впродовж всієї тривалості процесу (2 год) з загальною його витратою 0,7 дм3/год. Після кожних 30 хв одночасної дії газ/кавітація відбирали проби води для визначення динаміки числа мікроорганізмів (ЧМ) від часу обробки води. Наведено зміну ЧМ для кожного газу в залежності від тривалості процесу та вихідної кількості клітин в одиниці об’єму води. Для порівняння результативності дії досліджуваних газів були розраховані величини ефективної константи швидкості відмирання бактерій (kd) за кінетичним рівнянням реакції першого порядку. За розрахованими величинами kd відзначено більшу ефективність руйнування бактерій під час барботування аргону в кавітаційних умовах, порівняно з гелієм в аналогічних умовах експерименту. Показано, що kd(Ar/US) > kd(He/US). Ефективність процесу очищення води від забрудників біологічного походження в кавітаційних умовах залежить від природи барботованого газу.

 

Посилання

1. Всеукраїнська екологічна ліга. Екологічна ситуація та стан питних вод України. – URL: http://www.ecoleague.net/diialnist/vydannia-vel/ekolohichni-karty/ekolohichna-sytuatsiia-ta-stan-pytnykh-vod-ukrainy

2. Буря О. І. Вода – властивості, проблеми та методи очищення : монографія. / О. І. Буря, О. Ф. Кудина. Дніпропетровськ: Пороги, 2006. 520 с.

3. Лєонов В. Є. Технологія очищення стічних вод з метою захисту гідросфери : монографія / В. Є. Лєонов, В. Г. Шерстюк, А. П. Бень; Херсон. держ. мор. ін-т, Міжнар. ун-т бізнесу і права. – Херсон, ПП Вишмерський, 2008. – 152 c.

4. Хвесик М. А. Екологічні проблеми басейну р. Дніпро та шляхи їх вирішення / М. А. Хвесик // Екологія і природокористування. – 2013. – Вип. 17. – С. 68-74

5. Койнова І.Б. Водойми міста Львова: сучасний геоекологічний стан та можливості його покращення / І.Б. Койнова, А.К. Чорна // Людина та довкілля. Проблеми неоекології. – 2019. – № 32. – С. 6-15. – DOI: 10.26565/1992-4224-2019-32-01

6. Гойванович Н.К., Антоняк Г.Л., Коссак Г.М. Моніторинг показників якості криничних вод Стрийського району / Н.К. Гойванович, Г.Л. Антоняк, Г.М.  Коссак // Наукові доповіді НУБіП України. – 2018. – № 5(75). – С. 175-180. – DOI: 10.31548/dopovidi2018.05.001

7. Рябоконь С.В. Шляхи та проблеми охорони водних ресурсів Вінниччини на прикладі поверхневих водойм / С.В. Рябоконь // Науковий вісник НЛТУ України. – 2011. – Вип. 21.11. – С. 109-116.

8. Du, Y. Increase of cytotoxicity during wastewater chlorination: impact factors and surrogates / Y. Du,   Q.Y. Wu, Y. Lu, H.Y. Hu, Y. Yang, R. Liu, F. Liu // J. Hazard Mater. – 2017. – Vol. 324. – P. 681–690. – DOI: 10.1016/j.jhazmat.2016.11.042

9. Nescerecka A. Biological instability in a chlorinated drinking water distribution network / A. Nescerecka, J. Rubulis, M. Vital, T. Juhna, F. Hammes // PLoS One. – 2014. – Vol. 9, No. 5. – P. 89-95. – DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0096354

10. Zamyadi A. Chlorination of Microcystis aeruginosa: toxin release and oxidation, cellular chlorine demand and disinfection by-products formation / A. Zamyadi, Y. Fan, R.I. Daly, M. Prevost // Water Res. – 2013. – Vol. 47. – P. 1080–1090. – DOI: 10.1016/j.watres.2012.11.031

11. Bertelli C. Reduced Chlorine in Drinking Water Distribution Systems Impacts Bacterial Biodiversity in Biofilms / C. Bertelli, S. Courtois, M. Rosikiewicz, P. Piriou, S. Aeby, S. Robert, J.-F. Loret, G. Greub // Front Microbiol. – 2018. – Vol. 9. – P. 252-260. – DOI: 10.3389/fmicb.2018.02520

12. Mohsen I.H. Health effects of chlorinated water: a review article / I.H. Mohsen, A.H. Mohsen, H.K. Zaidan // J. Biotechnol. – 2019. – Vol. 16, No. 3. – P. 163-167. – DOI: 10.34016/pjbt.2019.16.3.24

13. Bhavya M.L. Sono-photodynamic inactivation of Escherichia coli and Staphylococcus aureus in orange juice / M.L. Bhavya, H.H. Umesh // Ultrasonics Sonochem. – 2019. – Vol. 57. – P. 108-115.

14. Kong Y. Removal of Microcystis aeruginosa by ultrasound: Inactivation mechanism and release of algal organic matter / Y. Kong, Y. Peng, Zh. Zhang // Ultrasonics Sonochem. – 2019. – Vol. 56. – P. 447-457.

15. 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 Sonochem. – 2019. – Vol. 55. – P. 232-242.

16. Lambert N. Evaluation of ultrasound technology for the disinfection of process water and the prevention of biofilm formation in a pilot plant / N. Lambert, H. Rediers, A. Hulsmans, K. Joris, P. Declerck, Y. De Laedt, S. Liers // Water Sci Technol. – 2010. – Vol. 61, No 5. – P. 1089-1096.

17. 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.

18. Коval I. Influence of inert gases on yeast in cavitation conditions / I. Коval // Scientific and technical journal «Technogenic and Ecological Safety». – 2020. – Vol. 8, No. 2/2020. – P. 12-16. – DOI: 10.5281/zenodo.4300743

19. Koval I. Cavitational influence on the Bacillus cereus bacteria and Oscillatoria brevis cyanobacteria / I. Koval // The environment and the industry. – 2016. – Vol. 19. – P. 89-95. – DOI: 10.21698/simi.2016.0010

20. Koval I. Microbial disaggregation with and without gas bubbling under cavitation conditions / I. Koval // The environment and the industry. – 2017. – Vol. 20. – Р. 56–60. – DOI: 21698/simi.2017.0007