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

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

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

03.00.23 - «биотехнология»

Астахова Светлана

Улан-Удэ, 2009

Работа выполнена в Байкальском институте природопользования Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук Батоев Валерий Бабудоржиевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Саловарова Валентина Петровна кандидат химических наук, доцент Балдынова Федосия Прокопьевна

Ведущая организация:

МУП «Водоканал», г Улан-Удэ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

В настоящее время проблема эффективного обеззараживания питьевой 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, тригалометанов, 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 (Луцевич, 2003). 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 (Фалендыш, 2009).

Обработка УФ-излучением, как известно, не имеет проблемы передозировки и не вызывает образование токсичных соединений. В качестве источников УФ-излучения 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 (Aucott et al., 2003). Современной альтернативой ртутным лампам являются УФ-эксилампы. Это новый класс источников спонтанного УФ- и вакуумного УФ-излучения, основное достоинство которых заключается в том, что до 80% и более общей мощности излучения сосредоточено в относительно узкой полосе (не более 10 нм на полувысоте) излучения (Sosnin et al., 2006).

В последнее десятилетие бурное развитие получили новые окислительные технологии, или АОТ (Advanced Oxidation Technologies), которые нашли широкое применение для очистки сточных вод от органических загрязнителей (Zona et al., 2002). К ним относится обработка воды УФ-излучением 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 УФ-излучения эксиламп в присутствии пероксида водорода (H₂O₂) и/или нанодисперсного фотокатализатора диоксида титана (TiO₂).

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ Байкальского института природопользования СО РАН по научному направлению 5.4. «Химические аспекты современной экологии и рационального природопользования, включая проблемы утилизации и безопасного хранения радиоактивных отходов».

Цель работы. Исследование эффективности инактивации бактериальных клеток Escherichia coli (далее E. coli) и Bacillus cereus (далее B. cereus) УФ-излучением KrCl-эксилампы в присутствии окислителя (пероксида водорода) и (или) нанодисперсного фотокатализатора (наночастиц диоксида титана) в водной среде.

Основные задачи:

– установить эффективность УФ-излучения эксилампы для инактивации бактерий E. сoli и B. cereus;

– изучить комбинированное бактерицидное действие УФ-излучения эксилампы и пероксида водорода (УФ/H₂O₂);

– изучить комбинированное бактерицидное действие УФ-излучения эксилампы и наночастиц диоксида титана (УФ/TiO₂);

– определить бактерицидный эффект УФ-излучения эксилампы при совместном присутствии пероксида водорода и наночастиц диоксида титана (УФ/H₂O₂/TiO₂);

– разработать принципиальную схему обеззараживания воды с помощью KrCl-эксилампы и окислителя H₂O₂.

Научная новизна работы. В работе установлена эффективность УФ- излучения KrCl-эксилампы при 222 нм для инактивации бактерий E. сoli и B. cereus. На примере данных тест-организмов впервые показан высокий бактерицидный эффект УФ-излучения эксилампы в комбинации с окислителем H₂O₂ и нанодисперсным фотокатализатором TiO₂.

Практическая значимость. В работе показана применимость узкополосного УФ-излучения эксилампы при 222 нм в присутствии окислителя H₂O₂ для высокоэффективного обеззараживания питьевой воды. В зависимости от исходной численности клеток в воде для достижения эффективности обеззараживания 100% рекомендованы УФ-облучение или комбинированная (УФ/окислитель) обработка. Разработанная схема может применяться для эффективного обеззараживания питьевой воды.

Результаты исследований включены в отчеты Байкальского института природопользования СО РАН.

Апробация работы. Результаты работы представлялись на международных и всероссийских конференциях: V школе-семинаре молодых ученых России «Проблемы устойчивого развития региона» (Улан-Удэ, 2009), III International Conference on Chemical Investigation and Utilization of Natural Resources (Ulaanbaatar, 2008), XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2008), IX Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Красноярск, 2008), II Всероссийской научно-практической конференции «Развитие физико-химической биологии и биотехнологии на современном этапе» (Иркутск, 2008), IV школе-семинаре молодых ученых России «Проблемы устойчивого развития региона» (Улан-Удэ, 2007).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и списка использованных источников (115 наименований). Работа изложена на 97 страницах машинописного текста, иллюстрирована 27 рисунками и 9 таблицами.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для изучения бактерицидного действия УФ KrCl-эксилампы объектами являлись бактериальные культуры E. coli и B. cereus. Культуру E. coli получали при растворении сухого колибактерина Colibacterinum siccum. Культура B. cereus выделена ранее из ила пруда-аэратора Байкальского ЦБК (Матафонова и др., 2007).

Источником УФ-излучения являлась эксилампа барьерного разряда на молекулах KrCl, излучающая на длине волны 222 нм.

Фотокатализатором служил нанодисперсный порошок TiO₂ (кристаллическая модификация анатаз, средний диаметр частиц 23.3 нм (ООО НПП “Старт”, г. Пермь)). Для диспергирования наночастиц TiO₂ в воде (Халявка, 2007) их подвергали предварительной ультразвуковой обработке с помощью прибора “УЛЬТРАЭСТ-М” (частота ультразвука ? 45 кГц, мощность ? 50 Вт) в течение 15 мин. Концентрация TiO₂ в облучаемом растворе составила 0.5 г/л. В качестве окислителя использовали пероксид водорода с концентрацией 1 г/л.

Для облучения по схемам УФ/H₂O₂ и УФ/TiO₂ клетки были приготовлены в стерильной воде из соответствующих односуточных культур методом предельных разведений (Егоров, 1995). Полученные бактериальные суспензии, содержащие от 10² до 10⁷ колониеобразующих единиц (КОЕ) на 1 мл, последовательно облучали в течение 5-300 с при температуре 23-25 ⁰C в режиме перемешивания на магнитной мешалке (для равномерного распределения дозы облучения во всем объеме) в кювете, расположенной под выходным окном эксилампы. Интенсивность УФ-излучения при данных условиях составила в среднем 2.2 мВт/см².

При обработке по комбинированным схемам, 1 мл раствора H₂O₂ и (или) суспензии TiO₂ помещали в кювету перед внесением бактериальной суспензии. После облучения 100 мкл аликвоты высевали в чашки Петри с агаризованным питательным бульоном и инкубировали при 37 ⁰C (B. cereus) или 28 ⁰C (E. coli) в течение 24 ч в 3?5 повторностях для определения числа КОЕ выживших клеток.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Инактивация E. сoli и B. cereus УФ-излучением KrCl-эксилампы

На первом этапе проведены эксперименты по обработке бактериальных суспензий УФ-излучением KrCl-эксилампы без участия окислителя и катализатора (прямой фотолиз).

Результаты УФ-обработки клеток E. coli KrCl-эксилампой представлены на рисунке 1. Как видно из рисунка при исходной численности 10²-10⁶ КОЕ/мл полная инактивация E. coli достигалась после 10-30 с облучения, что соответствует дозе облучения 22-66 мДж/см². При максимальной исходной численности клеток E. coli в воде (10⁷ КОЕ/мл) наблюдалось снижение эффективности инактивации. В данном случае большое влияние приобретают поглощение излучения средой и рассеяние излучения на клетках, имеющих размеры, сопоставимые с длиной волны. Это обусловлено эффектом экранирования, отмеченным ранее при облучении суспензий с высокой численностью клеток (Muranyi et al., 2007).

Рис. 1. Изменение численности клеток E. coli в воде после УФ-облучения KrCl-эксилампой.

Тем не менее, доза УФ-излучения 66 мДж/см² (30 с), обеспечивала снижение численности на 3,5 порядка, что соответствует эффективности обеззараживания 100%. Полная же инактивация клеток была достигнута после облучения в течение 120 с.

Для инактивации суспензии, содержащей относительно низкие концентрации клеток B. cereus (10²-10³ КОЕ/мл), необходимой является доза 66-132 мДж/см², достигаемая за 30-60 с облучения (Рис. 2).

излучение эксилампа обеззараживание бактерия

Рис. 2. Изменение численности клеток B. cereus в воде после УФ-облучения KrCl-эксилампой.

При облучении суспензии, содержащей более высокие исходные численности клеток B. cereus также наблюдается снижение эффективности инактивации, что можно объяснить эффектом экранирования отмеченным ранее.

При исходной численности B. cereus 10⁶ КОЕ/мл полная инактивация осуществлялась при дозе облучения 396 мДж/см², которая достигалась за 180 с УФ-обработки KrCl-эксилампой. При исходной численности клеток 10⁷ КОЕ/мл инактивация 99.9% достигается при дозе облучения 660 мДж/см², которая соответствует 300 с облучения.

Таким образом, установлена высокая эффективность УФ-излучения KrCl-эксилампы для инактивации E. сoli и B. cereus. Несмотря на эффект экранирования, возникающий при облучении высококонцентрированных бактериальных суспензий, инактивация 100% клеток наблюдалась в течение 2-5 мин обработки.

Известно, что некоторые микроорганизмы способны восстанавливаться после облучения ультрафиолетовым излучением.

Наиболее частый способ восстановления - фотореактивация, осуществляемая ферментами фотолиазами. Эти ферменты начинают активизироваться под воздействием энергии света, лежащего в спектре, смежном с ультрафиолетовым, а также в фиолетово-голубом спектре (Зоммер и др., 2005). Происходит и темновая реактивация, при выдерживании клеток в темноте.

Результаты наших исследований показали, что при выдерживании в темноте облученных клеток, не происходил рост клеток E. сoli и B. cereus. При выдерживании облученной суспензии на свету реактивация (фотореактивация) клеток E. сoli и B. cereus также не наблюдалась.

Таким образом, УФ-облучение воды, содержащей бактерии, обеспечивает необратимый, устойчивый эффект инактивации бактерий.

Инактивация E. сoli и B. cereus УФ-излучением KrCl-эксилампы

в присутствии пероксида водорода

На первом этапе были проведены эксперименты по выявлению оптимальной концентрации H₂O₂ для эффективной инактивации микроорганизмов УФ-излучением KrCl-эксилампы. В результате исследований установлено, что оптимальной концентрацией является 1 г/л.

Далее были проведены эксперименты по выявлению бактерицидного действия пероксида водорода на E. сoli и B. cereus без УФ-обработки. В результате установлено, что пероксид водорода не оказывает бактерицидного влияния на микроорганизмы без УФ-облучения KrCl-эксилампой.

В результате комбинированной УФ-обработки клеток E. coli с участием H₂O₂ наблюдалось заметное повышение эффективности инактивации по сравнению с УФ-обработкой без окислителя. Так, при максимальных исходных численностях клеток 10⁶ и 10⁷ КОЕ/мл полная инактивация зафиксирована уже после 20-25 с (44-55 мДж/см²) облучения (Рис. 3).

Рис. 3. Изменение численности клеток E. coli в воде после УФ-облучения эксилампой в присутствии H₂O₂.

При более низких исходных численностях 10²-10⁵ КОЕ/мл полная инактивация клеток достигается при облучении дозой 11-33 мДж/см².

Далее были проведены эксперименты по комбинированной обработке B. cereus. Установлено, что доза облучения необходимая для инактивации клеток при исходных численностях 10²-10⁴ КОЕ/мл при обработке по схеме УФ/Н₂О₂ в 2 раза ниже дозы облучения, найденной при УФ-облучении без участия H₂O₂. Так, для комбинированной инактивации 99,9% клеток B. cereus при низкой исходной численности 10²-10³ КОЕ/мл, достаточной является доза 33-66 мДж/см² соответственно, достигаемая за 15-30 с облучения (рис. 4), как для инактивации клеток при этой исходной численности без окислителя необходимой дозой является 66-132 мДж/см².

Рис. 4. Изменение численности клеток B. cereus в воде после УФ-облучения эксилампой в присутствии H₂O₂.

Известно, что в результате фотолиза H₂O₂ образуются реакционноспособные гидроксильные радикалы (OH*), инактивирующие клетку по двум основным механизмам: 1- окисление и разрушение клеточной стенки и мембраны с последующей дезинтеграцией клетки и 2- диффузия радикалов в клетку, приводящая к инактивации ферментов, повреждению органелл, нарушению синтеза белка и т.д. (Mamane et al., 2007). Известно, что наибольший выход OH* генерируется излучением в области 200-280 нм (Litter, 2005). Поскольку максимум поглощения H₂O₂ составляет 220 нм, целесообразно использовать УФ лампы, излучающие в диапазоне 210-240 нм.

Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности комбинированного метода УФ-обработки в присутствии пероксида водорода для инактивации клеток E. сoli и B. cereus.

Далее были проведены эксперименты по исследованию реактивации бактерий после УФ/H₂O₂ обработки. В результате было выявлено, что темновая реактивация бактерий E. сoli и B. cereus не обнаружена. При выдерживании облученных суспепензий на свету также не наблюдался рост клеток E. сoli и B. cereus.

Таким образом, комбинированная УФ-обработка в присутствии пероксида водорода воды, содержащей E. сoli и B. cereus, обеспечивает необратимый, устойчивый эффект инактивации бактерий.

Инактивация E. сoli и B. cereus УФ-излучением KrCl-эксилампы

в присутствии наночастиц TiO_2.

На первом этапе были проведены эксперименты по выявлению оптимальной концентрации нанодисперсного фотокатализатора TiO₂ для комбинированной УФ/TiO₂ обработки KrCl-эксилампой бактерий. В результате была найдена оптимальная концентрация 0,5 мг/л. фотокатализатора TiO₂.

Для выяснения роли TiO₂ в процессе инактивации бактерий была проведена серия экспериментов по изучению эффективности инактивации E. сoli и B. cereus без УФ-обработки. В результате было установлено, что наночастицы TiO₂ не обладают бактерицидными свойствами по отношению к клеткам E. сoli и B. cereus в отсутствие УФ-облучения KrCl-эксилампой.

Далее были проведены эксперименты по изучению совместного бактерицидного действия УФ-излучения KrCl-эксилампы и наночастиц TiO₂ на микроорганизмы.

В случае комбинированной обработки - с участием фотокатализатора диоксида титана - наблюдается высокая эффективность инактивации, достигаемая в течение значительно меньшей продолжительности облучения. Так, при исходной численности 10² и 10³ КОЕ/мл полная инактивация клеток E. сoli зафиксирована уже после 5 и 10 сек обработки, соответственно. В результате облучения зараженной воды при максимальной исходной численности клеток эффективность инактивации составила 99.9% уже после 25 сек обработки (55 мДж/см²).

При исходной численности E. coli 10²-10³ КОЕ/мл полная инактивация УФ-излучением KrCl-эксилампы в присутствии наночастиц TiO₂ происходила за 5-10 с (Рис. 5). В результате облучения суспензии при максимальной исходной численности клеток эффективность инактивации составила 100% уже при дозе облучения 55 мДж/см², которая достигается за 25 с обработки.

Рис. 5. Изменение численности клеток E. coli в воде после УФ-облучения эксилампой в присутствии наночастиц TiO₂.

Известно, что в результате взаимодействия УФ-излучения и TiO₂ в воде генерируются реакционноспособные окислительные частицы, такие как OH*_, O₂*, HO₂*, из которых гидроксильный радикал OH* считается наиболее важным окисляющим агентом, обеспечивающим инактивацию клетки (Hirakawa et al., 2007).

На рис. 5 показано, что кривые выживания клеток в течение первых 15 с облучения суспензии, содержащей 10⁴-10⁷ КОЕ/мл, характеризуются наличием плато, которое отражает относительно низкую эффективность инактивации. Предполагается, что в этот период реакционноспособные частицы начинают атаковать клетку и окислять клеточную мембрану с сохранением ферментативных механизмов ее самовосстановления (Benabbou et al., 2007). В конце этого периода происходит разрушение клеточной мембраны, что приводит к дезинтеграции внутриклеточных компонентов и увеличению эффективности инактивации. Также мы полагаем, что здесь определенный вклад вносят эффекты поглощения и рассеяния УФ-излучения. Кроме того, небольшое рассеяние падающего излучения может происходить и на самих частицах катализатора.

При комбинированной инактивации (УФ/TiO₂) высококонцентрованных водных суспензий клеток B. cereus, (10⁷ КОЕ/мл), доза 396 мДж/см², достигаемая за 180 с облучения, является достаточной для инактивации 99.9% клеток. Для полной инактивации B. cereus при невысоких исходных численностях клеток (10²-10³ КОЕ/мл) необходимой является доза 66-132 мДж/см², достигаемая за 30-60 с облучения (Рис. 6).

Рис. 6. Изменение численности клеток B. cereus в воде после УФ-облучения эксилампой в присутствии наночастиц TiO₂.

Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности инактивации узкополосного УФ-излучения при 222 нм и наночастиц TiO₂ при обработке воды, содержащей до 10⁷ КОЕ/мл E. coli и B. cereus. Что касается клеток, с низкой исходной численностью, эффект инактивации наблюдается уже в пределах 5-10 с облучения для E. coli и 60 с облучения для B. cereus, что соответствует дозам 11-132 мДж/см².

Таким образом, мы предполагаем перспективность применения УФ-эксилампы и наночастиц TiO₂ для инактивации суспензий E. coli и B. cereus.

При выдерживании облученных клеток E. сoli и B. cereus на свету реактивация не наблюдалась. Темновая реактивация также отсутствовала.

Таким образом, УФ-обработка в присутствии фотокатализатора TiO₂ суспензии клеток E. сoli и B. cereus, обеспечивает необратимый, устойчивый эффект инактивации.

Инактивация E. сoli и B. cereus УФ-излучением KrCl-эксилампы

при совместном присутствии H₂O₂ и наночастиц TiO_2.

В результате инактивации клеток E. сoli излучением KrCl-эксилампой при совместном присутствии пероксида водорода и наночастиц TiO₂ установлено, что при максимальной исходной концентрации клеток 10⁷ КОЕ/мл доза УФ-излучения 33 мДж/см² (15 с), обеспечивала снижение численности клеток на 3,2 порядка (Рис. 7). Полная же инактивация клеток E. сoli была достигнута при дозе облучения 55 мДж/см², которая достигается за 25 секунд обработки.

Рис. 7. Изменение численности клеток E. сoli в воде после УФ-облучения эксилампой в присутствии H₂O₂ и наночастиц TiO₂.

Похожие результаты получены и при обработке в присутствии только пероксида водорода, или только TiO₂. Поэтому можно сказать, при УФ-обработке клеток при совместном присутствии H₂O₂ и наночастиц TiO₂ не происходит увеличение эффективности инактивации и отсутствует синергетический эффект, как предполагалось. Возможно, это связано с тем, что происходит увеличение концентрации ОН° радикалов в результате фотолиза H₂O₂ и взаимодействия УФ-излучения и TiO₂. Как известно, при избыточном содержании ОН° радикалов в растворе протекают конкурирующие реакции: образующиеся ОН° радикалы подвергаются димеризации (1) или вступают в реакции (2, 3):

ОН° + ОН° > Н₂О₂ (1)

ОН° + Н₂О₂ > НО₂° + Н₂О (2)

ОН° + НО₂°> Н₂О + О₂ (3)

Поскольку гидроксопероксидные радикалы НО₂° являются менее реакционноспособными, чем ОН° радикалы (Daneshvar et al., 2008), повышение их концентрации не оказывает заметного влияния на скорость инактивации.

При инактивации клеток B. cereus также не происходит увеличение эффективности инактивации и полученные результаты подобны результатам, полученным при обработке в присутствии либо пероксида водорода, либо фотокатализатора TiO₂. Так, полная инактивация B. cereus при 10⁶-10⁷ КОЕ/мл наблюдалась после облучения дозой 264 мДж/см² при 120 с облучения, рис. 8.

Рис. 8. Изменение численности клеток B. cereus в воде после

УФ-облучения эксилампой в присутствии H₂O₂ и наночастиц TiO₂.

Таким образом, при совместном присутствии H₂O₂ и наночастиц TiO₂ не наблюдается увеличение эффективности УФ-инактивации клеток E. coli и B. cereus .

Разработка принципиальной схемы обеззараживания воды с помощью KrCl-эксилампы в комбинации с H₂O₂.

В результате исследований нами было установлено, что эффективная инактивация клеток E. сoli и B. cereus осуществляется комбинированными методами УФ/H₂O₂ и УФ/TiO₂. Поскольку удаление наночастиц диоксида титана из воды требует дополнительных энергозатрат и технологических операций, поэтому нами рекомендуется применять данный фотокатализатор совместно с УФ-облучением для обеззараживания и очистки сточных вод.

Нами предложена следующая принципиальная схема обеззараживания воды с помощью KrCl-эксилампы в комбинации с H₂O₂.

Схема обеззараживания воды включает в себя установку, где на первом этапе вода поступает на УФ-обработку (рисунок 9). Обеззараживание может осуществляться в широком температурном интервале (при температуре 5-35 ⁰C).

При высоком исходном содержании в воде микроорганизмов 10⁴-10⁷ КОЕ/мл предварительно в зараженную воду подается пероксид водорода. Концентрация H₂O₂ в облучаемой воде составляет 1 г/л. В этом случае оптимальная продолжительность облучения для достижения 100% обеззараживания составляет 180 секунд. На следующем этапе обеззараживания микроорганизмы удаляют из воды фильтрованием. В качестве фильтра можно использовать фильтр с керамзитовой загрузкой (размер зерен 0,8-5,0 мм).

При невысокой исходной численности бактерий 10²-10³ КОЕ/мл УФ-обработка зараженной воды происходит без подачи катализатора и окислителя. На следующем этапе осуществляется фильтрование. Эффективность обеззараживания 100% в этом случае достигается за 60 с облучения (рис. 9).

Данная схема обеззараживания позволяет не только повысить эффективность обеззараживания, но и исключить условия для образования хлорорганических соединений в питьевой воде.

ВЫВОДЫ

1. Показана высокая эффективность УФ-излучения KrCl-эксилампы для инактивации бактерий E. coli и B. cereus (прямой фотолиз). Инактивация 99.9% клеток E. coli достигалась при дозе облучения 49 мДж/см² ,а клеток B. cereus при 220 мДж/см².

2. Выявлено, что клетки B. cereus являются более резистентными к воздействию УФ-излучения KrCl-эксилампы, чем E. coli.

3. Установлено, что комбинированная обработка клеток E. coli и B. cereus УФ-излучением KrCl-эксилампы в присутствии пероксида водорода приводит к увеличению эффективности инактивации. Для инактивации 99.9% клеток E. coli необходимой является доза облучения 30 мДж/см², клеток B. cereus - 118 мДж/см².

4. Установлена высокая антибактериальная активность узкополосного УФ-излучения при 222 нм и наночастиц TiO₂ при обработке воды, содержащей до 10⁷ КОЕ/мл E. coli и B. cereus. Доза облучения необходимая для инактивации 99,9% клеток E. coli и B. cereus составляет 37 мДж/см² и 120 мДж/см², соответственно.

5. Обнаружено что, при инактивации клеток E. сoli и B. cereus УФ-облучением KrCl-эксилампой (прямой фотолиз), УФ-обработкой в присутствии пероксида водорода (или наночастиц TiO₂) не наблюдалась темновая и световая реактивация клеток.

6. Предложена принципиальная схема обеззараживания питьевой воды с помощью KrCl-эксилампы в присутствии H₂O₂ .

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ

1. Астахова С.А., Матафонова Г.Г., Батоев В.Б. Инактивация патогенной микрофлоры ультрафиолетовым излучением эксилампы в присутствии пероксида водорода //Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. - 2008. - Т. 2. - С. 79-84.

2. Matafonova G.G., Batoev V.B., Astakhova S.A., Gomez M., Christofi N. Efficiency of KrCl excilamp (222 nm) for inactivation of bacteria in suspension //Letters in Applied Microbiology, 2008, 47. P. 508-513.

3. Астахова С.А., Матафонова Г.Г., Батоев В.Б. Бактерицидный эффект KrCI-эксилампы в присутствии пероксида водорода //Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии. - 2008. - Т.2(11). - С. 84-87.

4. Матафонова Г.Г., Астахова С.А., Батоев В.Б., Gуmez M., Christofi N. Эффективность инактивации бактерий в воде УФ-излучением эксилампы //Известия Иркутского государственного университета. Серия «Биология. Экология». - 2008, Т.1, №1. - С. 22-25.

5. Матафонова Г.Г., Астахова С.А., Батоев В.Б. Бактерицидный эффект излучения KrCI - эксилампы //Материалы IV Школы-семинар молодых ученых России “Проблемы устойчивого развития региона”. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2007. - С. 141-142.

6. Астахова С.А., Матафонова Г.Г. Бактерицидный эффект KrCI - эксилампы //Материалы докладов XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» -- М.: Издательство МГУ; СП МЫСЛЬ, 2008. - С. 3.

7. Астахова С.А., Матафонова Г.Г., УФ-инактивация бактериальных суспензий Escherichia coli ультрафиолетовым излучением эксилампы //Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (с международным участием). - Красноярск, 2008. - Ч.1. - С. 41-42.

8. Астахова С.А., Матафонова Г.Г. Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением эксилампы //Материалы международной научно-практичской конференции в области экологии и безопасности жизнедеятельности. - Комсомольск-на - Амуре: ГОУВПО «КиАГТУ», 2008. - С. 218-219.

9. Batoev V.B., Astakhova S. A., Shirapova G.S., Matafonova G.G. Photocatalytic oxidation of bacteria using UV KrCl exilamp and TiO₂ nanoparticles //Abstracts of the 3^rd International Conference on Chemical Investigation and Utilization of Natural Resources. - Mongolia (Ulaanbaatar), 2008. - P.54.

10. Астахова С.А., Матафонова Г.Г., Батоев В.Б. Бактерицидный эффект УФ- эксилампы и наночастиц //Материалы первой Международной дистанционной научной конференции «Инновации в медицине». - Курск: ГОУ ВПО КГМУ Росздрава, 2008. - С. 11-12.

11. Астахова С.А., Матафонова Г.Г. Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением //Материалы Международной научно-практической конференции «Современная экология - наука ХХI века». - Рязань: РГУ, 2008. - С. 174-176.

12. Астахова С.А., Матафонова Г.Г., Батоев В.Б. Бактерицидный эффект УФ-эксилампы и наночастиц //Материалы молодежной научной конференции «Молодежь и наука Забайкалья». - Чита, 2008, С. 84-86.

13. Астахова С.А., Матафонова Г.Г., Батоев В.Б. Фотокаталитическая инактивация Escherichia coli ультрафиолетовым излучением эксилампы //Материалы V Школы-семинар молодых ученых России “Проблемы устойчивого развития региона”. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2009. - С. 149-151.

Размещено на Allbest.ru