Бактерицидное действие хлора и хлорсодержащих препаратов.

Бактерицидное действие хлора в значительной степени зависит от его начальной дозы и продолжительности контакта с водой. При определении потребной для обеззараживания воды дозы хлора исходят из общей хлорпотребности воды, которая включает и хлорпоглощаемость и некоторый избыток хлора, обеспечивающий в течение определенного отрезка времени бактерицидный эффект. При хлорировании воды дозами хлора 0,1-0,5 мг/л и при контакте 30 минут отмечается хороший бактерицидный эффект в отношении возбудителей брюшного тифа и паратифа В. Выживаемость бактерий при действии хлора может изменяться в зависимости от условий обеззараживания воды. При снижении исходного заражения до нескольких тысяч бактерий на 1,0 л воды и обработки ее дозой хлора 0,5 мг/л в дезинфицированной воде обнаруживаются лишь единичные бактерии. Если же исходное заражение возрастает до 300000 микробных тел, то в такой воде после ее хлорирования число живых или уцелевших бактерий становилось значительно большим. при дозе хлора 0,2 мг/л в течении 10-минутного контакта отчетливо видно различие в степени выживаемости кишечной палочки и бруцелл в хлорированной воде. При увеличении контакта до 30 минут более рельефно проявляется как высокая по сравнению с бруцеллами хлорустойчивость кишечной палочки, так различная выносливость к хлору возбудителей бруцеллеза. В искусственно зараженной водопроводной воде при количестве 20000 клеток в 1 см3по оптическому стандарту возбудитель туляремии гибнет в пробах после медненных фильтров при содержании хлора в количестве 1,25 мг/л.

Механизм обеззараживающего действия хлора связан с нарушением обмена веществ бактериальной клетки в процессе дезинфекции воды. При этом выявлено влияние на ферментную активность бактерий, в частности, дегидрогеназы катализирующие окислительно-восстановительные реакции в бактериальной клетке. Степень угнетения активности дегидрогеназ находится в прямой зависимости от дозы хлора: активность наиболее устойчивых из взятых в опыт ферментов – дегидроназ глюкозы и глицерина – подавляется полностью при бактерицидном эффекте в 3 балла, уже в то время, когда значительное количество бактерий еще жизнеспособно. Дегидроназы формальдегида и этилового спирта менее устойчивы к действию хлора. Система энзимов, катализирующих процессы дыхания бактерий, более чувствительна к действию хлора, чем ферменты, учавствующие в расщеплении аминокислот. Эксперименты по определению пункнеотидного состава ДНК показал отсутствие различий в пункнеотидном составе ДНК кишечных палочек, подвергнутых действию хлора (до 250 мг/л), и контрольной взвеси микробов. Таким образом, при обеззараживании воды хлор действует угнетающе на активность дегидроназ кишечной палочки и возбудителя дизентерии Зонна. При этом угнетение активности ферментов под действием хлора параллельно бактерицидному эффекту. Хлор подавляет активность гипотаматдекарбоксиназы изученных представителей кишечной группы бактерий. Нуклеотидный состав ДНК кишечной палочки при действии хлора не меняется. Методом электронной микроскопии выявлены изменения в морфологии кишечной палочки, выразившиеся в уменьшении объема клетки, нарушении проницаемости протоплазмы и повреждения клеточных оболочек. Среди различных факторов, оказывающих влияние на бактерицидное действие хлора, определенное место занимают физические и химические свойства воды. Снижение температуры воды до 0-4°С приводит к заметному снижению бактерицидного действия хлора. С уменьшением исходного бактериального заражения с миллионов до нескольких сотен и десятков тысяч палочек в 1 мл действие хлора при температуре 18-20°С и 0-4°С практически становится равноценным. Неблагоприятное влияние низких температур нивелируется также увеличением дозы хлора или удлинением контактного периода. Таким образом, заметное снижение бактерицидного эффекта имеет место лишь в условиях массивного бактерицидного заражения воды при хлорировании ее небольшими дозами хлора. Бактерицидный эффект хлора существенно зависит от рН воды: чем ниже рН, тем эффективней действие хлора, так как сохраняется больше активной хлорноватистой кислоты. Газообразный хлор снижает рН воды, а хлорная известь, наоборот, повышает, применение газообразного хлора предпочтительнее. Органические азотистые соединения хлорируют не различно: при обработке газообразным хлором образуется много устойчивого остаточного хлора, а при обработке хлорной известью остаточного хлора бывает мало, и он менее устойчив. Углеводы, тинуриновая кислота и предельные жирные кислоты безразличны к хлору. Взвешивание в воде примеси как органического, так и минерального происхождения значительно снижают бактерицидное действие хлора. Их поверхность, сорбируя на себе хлор, извлекает его из воды. Помимо этого, бактерии. находящиеся внутри хлопьев или комочков взвесей, в меньшей степени подвергаются влиянию хлора. Хорошие результаты обеззараживания воды дает хлорирование повышенными дозами хлора (перехлорирование с последующим дехлорированием). При сравнительно невысоких, но уже бактерицидных концентрациях активного хлора поверхностно-активные вещества препятствуют появлению бактерицидного эффекта хлора и даже проявляют стимулирующее действие, вызывая интенсивное разложение указанной микрофлоры. Различные представители демерсситов и пестицидов обладают в разной степени выраженной способностью изменять динамику хлорпоглощаемости остаточного хлора, а также, обеззараживающий эффект хлорирования даже в дозах. соответствующих предельно допустимым концентрации этих веществ в воде водоемов. Эти особенности зависят от характера присутствующего в воде препарата и его соотношения с хлором. Наиболее выраженным воздействием отличаются пестициды, относящиеся к производным карбоминовой кислоты. Ядохимикаты этой группы, вступая во взаимодействие с хлором, оказывают существенное влияние на хлорпоглощаемость воды. При этом изменения хлорпоглощаемости и остаточного хлора обнаруживают сложную зависимость, с одной стороны от концентрации пестицидов в воде, с другой – от дозы активного хлора. Аналогичное влияние на химиз хлорирования оказывают и фосфорорганические пестициды. В большинстве случаев под их воздействием также увеличивается хлорпоглощаемость и снижается уровень остаточного хлора, хотя и в меньшей мере, чем у карбоминовой группы. По отношению к хлору препараты фософоорганической группы можно разделить на две группы: 1) активно вступающие во взаимодействие с хлором, к ним могут быть отнесены карбофос и и фосфатид; вступающие во взаимодействие с хлором в относительно больших концентрациях – миофос, метафос, хлорофос. При введении в воду указанных пестицидов (вторая группа) в предельно допустимой концентрации, а также концентрациях, в 10 раз больших, чем предельно допустимая, закономерных изменений величин хлорпоглощаемости и свободного остаточного хлора не наблюдалось. Наибольшее увеличение хлорпоглощаемости (в 4 раза) и снижение свободного остаточного хлора (в 4 раза), отмечается в воде, содержащей 5 мг/л карбонофоса, и при дозе активного хлора 3 мг/л. Все представители хлороорганической группы пестицидов не оказывают существенного влияния на процесс хлорирования даже при сравнительно высоких концентрациях (20 мг/л). Систематические моющие средства в большинстве случаев воздействуют на динамику хлорпоглощаемости и остаточного хлора в противоположном направлении. В их присутствии в зависимости от препарата и его характеристики наблюдается существенное снижение уровня хлорпоглощения. При различном сочетании пестицидов друг с другом также наблюдается увеличение хлорпоглощаемости, однако она остается ниже арифметической суммы величин хлорпоглощаемости каждого из компонентов этой смеси веществ. Аналогичная закономерность отмечается и для смеси пестицидов с детермитами. Однако одновременное присутствие в воде пестицида с высокой хлорпоглощаемостью и синтетического детергента приводит к значительному снижению хлорпоглощаемости и повышения эффекта обеззараживания. Вместе с тем воздействие указанных веществ на процесс обеззараживания воды не исчерпывается лишь динамическими сдвигами в хлорпоглощаемости и содержании остаточного хлора. Другой стороной этого процесса является бактерицидная эффективность хлорирования. Пестициды и детергенты, оказывающие влияние хлорпоглощаемости и остаточного хлора, в этих условиях одновременно существенно снижают и бактерицидный эффект хлорирования по отношению к кишечной палочке. Различные пестициды обладают различно выраженной способностью ослаблять бактерицидную эффективность хлорирования. В первую очередь это зависит от содержания в воде вещества: по мере увеличения наблюдается снижение бактерицидного эффекта. Содержание в обеззараживаемой воде пестицидов группы карбоминовой кислоты оказывает отрицательное влияние на процесс хлорирования воды. Пестициды данной группы, вступая во взаимодействие с хлором, способствуют значительному ухудшению результатов обеззараживания. Аналогичное явление отмечено и при обработке воды, содержащей разные комбинации пестицидов ТМТД, гетахлора, детергента «новость» – эфирсульфаната и фосфорорганического ядохимиката карбофоса, но в этих случаях снижение бактерицидного действия отмечается только при относительно малой дозе введенного хлора (1; 1,5; 2 мг/л) и больших дозах исследуемых химических веществ, когда хлор полностью связывается вводимыми химическими веществами. В остальных случаях бактерицидное действие хлора проявляется полностью. Одновременно с изменением динамики хлорпоглощаемости, остаточного хлора в присутствии ядохимикатов отчетливо снижается эффективность хлорирования. Повышение хлорпоглощаемости, сопровождается резким падением бактерицидного эффекта при различных дозах хлора. Наиболее выраженное тормозящее действие на процесс обеззараживания хлором отмечено у пестицидов группы карбоминовой кислоты, а также фосфорорганических препаратов. В присутствии хлорорганических пестицидов общее бактерицидное действие усиливается. Следовательно, обе группы веществ проявляют выраженное воздействие на химизм и бактерицидную эффективность хлорирования. Большое санитарное значение имеет тот факт, что пестициды влияют на ход и эффективность хлорирования даже на уровне предельно допустимых концентраций.