Ищу работу химика-технолога в Ростове на Дону Для связи
Дезинфекция галогенвысвобождающими средствами (гипохлорит натрия и его аналоги).
В дезинфекции с давних времен применяются средства содержащие галогены (гипохлориты, гипобромиты, молекулярные хлор и йод, оксид хлора, производные хлораминов – хлорамин В, хлорамин Т, хлорцианураты, хлоргидантоины и т.д.). Каждое из этих соединений имеет свои недостатки и достоинства, сферы применения и распространённость в повседневной жизни человеческого сообщества. Наиболее широкое распространение на сегодняшний день получили гипохлориты, хлорцианураты, галогенгидантоины и хлорамины. В данной публикации мы попробуем высветить слабые и сильные стороны этих веществ, их основные негативные и положительные качества при применении в качестве компонентов дезинфицирующих средств и антисептиков.
Гипохлориты. Химикам известны гипохлориты таких соединений, как литий, калий, натрий и кальций. В качестве дезинфицирующих средств наибольшее распространение получили гипохлорит натрия и гипохлорит кальция. Что касается остальных солей, то они малоустойчивы и особой практической ценности не представляют. Наиболее известным и старым дезинфектантом является гипохлорит натрия. Их противомикробные свойства обусловлены окисляющим действием кислорода, который образуется в водной среде в процессе дальнейшего гидролиза хлорноватистой кислоты..
Первое промышленное применение гипохлоритов относится к концу 19 века. В 1893 г в США была впервые запушена установка прямого электролиза хлорсодержащих солей щелочных и щелочноземельных металлов содержащихся в воде [1-2]. В медицине гипохлорит натрия начал применяться вначале как дезинфицирующее средство, а потом, с 1915 г, и как антисептик для обработки ран [3-4] и в стоматологии для дезинфекции зубных каналов[5]. Растворы гипохлорита применяют в пищевой, фармацевтической промышленности, в медицине, коммунальном хозяйстве, ветеринарии, животноводстве, птицеводстве, на транспорте и во многих других областях человеческой деятельности. Гипохлорит натрия обладает активностью практически против всего спектра микроорганизмов – в зависимости от концентрации по активному хлору (АХ).
Наибольшее количество гипохлорита натрия потребляется для дезинфекции воды. Так в США больше 90% питьевой воды подвергается хлорированию, в то время как озонирование занимает только около 0,4%[6]. Это является следствием дешевизны гипохлорита натрия и простоты технологии его применения. Гипохлорит натрия оказывается более эффективным при обеззараживании стоков дезинфекционных больниц чем облучение ультрафиолетом и озонирование, вследствие наличия различных механических примесей [7-8]. В то же время применение жидкого хлора связано с его опасностью, высокой коррозионной активностью и образованием токсичных галогенорганических веществ, таких как тригалогенметаны, моно-, ди- и трихлорамины [9-12].
В медицине средства на основе гипохлорита натрия применяют как для профилактической дезинфекции поверхностей, так и изделий медицинского назначения, дезинфекции высокого уровня зондов и внутривенных катетеров [13-15]. Применение в композициях современных комплексных ингибиторов коррозии позволяет устранить один из главных недостатков средств на основе гипохлорита натрия – высокую коррозионность. В некоторых случаях удаётся снизить скорость коррозии на несколько порядков.
Ещё одним недостатком средств на основе гипохлорита натрия является не достаточная стабильность дезинфицирующих композиций. Так срок хранения концентратов существенно уменьшается при повышении температуры выше 300С и сильно зависит от рН раствора. От кислотности раствора зависит и микробицидная активность средства, вследствие равновесия между хлорноватистой кислотой и гипохлорит ионом. Наивысшая активность кислородных соединений хлора достигается при значениях рН 7 – 8, когда концентрации хлорноватистой кислоты и гипохлорит иона практически равны [16]. Существующая при таких значениях метастабильная смесь оксидантов практически исключает возможность развития резистентных штаммов микроорганизмов [17]. Однако такая смесь не оказывает негативного влияния на человеческий организм, и, даже, предполагается для использования в качестве лекарственного препарата для внутривенного применения. Что же касается стабильности композиций, то в последние годы появилось много работ по разработке стабилизаторов для растворов гипохлоритов, которые позволили продлить срок хранения до 2 – 2,5 лет. Так же в качестве веществ, для уменьшения скорости разложения применяются амины, в частности таурин. Образующиеся в результате монохлортаурин предложено сипользовать как эффективный дезинфектант и антисептик, обладающий широким спектром биоцидной активности, высокой стабильностью и малым временем экспозиции [18-20].
Гипохлорит кальция (хлорная известь) характеризуется широким спектром биоцидной активности и эффективен против бактерий, вирусов, грибов и спор грибов и вирусов. Однако его применение существенно осложняется малой растворимостью в воде. При приготовлении его растворов образуется много нерастворимого осадка, что сужает спектр применения этих средств. Эти недостатки являются причиной отсутствия препаратов содержащих гипохлорит кальция на рынках развитых стран.
Хлорамины. Хлорамины это хлорзамещенные производные толуолсульфамида. Они характеризуются как более устойчивые соединения с длительным сроком хранения. Однако спектр их биоцидной активности существенно уже чем у гипохлоритов натрия, кальция и хлортаурина. Так обладая бактерицидными, вирулицидными и фунгицидными свойствами, они не обладают спороцидной активностью. Достаточную туберкулоцидную и спороцидную активность проявляют лишь активированные аммонийными соединениями (аммиак, сернокислый или хлористый аммоний) растворы хлорамина Б. При этом активированные растворы хлорамина Б быстро теряют активный хлор и, как следствие, туберкулоцидную и спороцидную активность, поэтому их готовят непосредственно перед употреблением. Существенно увеличено и время экспозиции для хлораминов при одинаковой этиологии. Эти недостатки накладывают ограничения на сферу применения средств на основе хлорамина В и Т.
Еще одной группой хлорсодержащих соединений являются галогенпроизводные гетероциклических соединений. По спектру биоцидной активности они превосходят хлорамины и приближаются к гипохлоритам. Хлоргидантоины и хлорцианураты эффективны в отношении возбудителей кишечных и капельных инфекций бактериальной и вирусной этиологии, возбудителей вирусных инфекций с парентеральным механизмом передачи возбудителя, микобактерий туберкулеза, грибов, обладают спороцидными свойствами. Однако галогенгидантоины обладают ограниченной растворимостью в воде, что не всегда позволяет достигнуть эффективной концентрации. Основной опасностью хлорциануратов является возможность выделения большого количества активного хлора при взаимодействии с кислыми растворами предельно насышенной трихлоризоциануровой кислоты. Так же показано что циануровая кислота и её производные уменьшают биоцидную активность гипохлорита натрия при совместном присутствии [21-22]. В водном растворе хлоризоцианураты распадаются на хлор и циануровую кислоту, которая является причиной возникновения контактных дерматитов [23]. Так же хлоризоцианураты могут оказывать негативное влияние на здоровье человека. Так по оценке ЕРА при контактес кожей в течение 30-60 мин наблюдалось загустевание, побледнение, некроз и эпидермальное масштабирование. При воздействии на слизистую глаз проявлялись следующие клинические симптомы: тяжелое раздражение роговицы, радужной оболочки и конъюнктивы. Через семь дней роговицы всех кроликов не были видны из-за мембраны, которая прилипла к роговице, и у некоторых экземпляров роговица, казалось, была разорвана. По поводу цитотоксичности, тератогенности и мутагенности предстоят более глубокие исследования [24].
Таким образом, анализируя данные представленные выше, позволяют утверждать что, наиболее приемлемыми дезинфицирующими средствами являются средства на основе гипохлорита натрия. Обладая широким спектром биоцидной активности, оптимальными стоимостными характеристиками, низкой токсичностью и легкостью в технологии применения, эти средства могут применяться для дезинфекции питьевой, сточных вод, в медицинских учреждениях, коммунальной сфере, предприятиях общественного питания и пищевых производствах.
Литература.
1. Geo, Clifford White, "Handbook of chlorination and alternative disinfectants", -1999, Fourth Edition, A Wiley-Interscience Publication, - 1659 p.
2. В.М.Бахир, Леонов Б.И., С.А.Паничева, В.И.Прилуцкий, Н.Ю.Шомовская., Химический состав и функциональные свойства хлорсодержащих дезинфицирующих растворов // Вестник новых медицинских технологий", №4, 2003
3. Dakin H. D. British Medicine Journal, - 1915, vol. 2. - p. 318-320.
4. Van Peursem, R.M., Pospishu, B.K., Harris, W.D., "Antiseptic Hypochlorite by elec¬trolisys," Iowa State College J. Sci, -1929, vol. 4.
5. Crane A. B. Practicable Root Canal technique. - Philadelphia, 1920. - p. 69.
6ю U.S. Environmental Protection Agency. 1991. Status Report on Development of Regulations for Disinfectants and Disinfection By-Products.
7. Faust, S.D., Aly, O.M., "Chemistry of water treatment", 2nd Edition, Lewis Publishers, L., NY, W. D.C., - 1998, - 582 p.
8. Water Quality & Treatment. A Handbook of Community Water Suppliers. American Water Works Association. Fifth Edition. Technical Editor Raymond D. Letterman. McGRAW-HILL, INC., 1999.
9. Chad Lewis, Irwin H. Suffet, Katherine Hoggatt and Beate Ritz., Estimated Effects of Disinfection By-products on Preterm Birth in a Population Served by a Single Water Utility // Environmental Health Perspectives V. 115, N. 2, 2007.
10. Gerald E Bove Jr, Peter A Rogerson and John E Vena., Case control study of the geographic variability of exposure to disinfectant byproducts and risk for rectal cancer // International Journal of Health Geographics 2007, 6:18.
11. J. Peter Berm., Toxicology of Drinking Water Disinfection Byproducts from Nutrients. Rate Studies of Destruction of Polyunsaturated Fatty Adds in Vitro by Chlorine-Based Disinfectants // Chem. Res. Toxicol. 1992,5, 418-425.
12. L I - Sha Wang, Hong-Yinghu, and Chao Wang., Effect of Ammonia Nitrogen and Dissolved Organic Matter Fractions on the Genotoxicity of Wastewater Effluent during Chlorine Disinfection // Environ. Sci. Technol. 2007, 41, 160-165.
13. G. McDonnell and A. D. Russell, Antiseptics and Disinfectants: Activity, Action, and Resistance // Clinical Micrbiology Reviews Jan. 1999, p. 147–179 Vol. 12, No. 1.
14. Т.Я. Пхакадзе., Антисептические и дезинфицирующие средства в профилактике нозокоминальных инфекций // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2002, Том 4, N 1
15. Marie Lynn Miranda, Dohyeong Kim, Andrew P. Hull, Christopher J. Paul, and M. Alicia Overstreet Galeano., Changes in Blood Lead Levels Associated with Use of Chloramines in Water Treatment Systems // Environmental Health Perspectives V. 115, N. 2, р. 221-225, 2007.
16. Краснобородько И.Г. Деструктивная очистка сточных вод от красителей. Л.: Химия. - 1988. - 193 с.
17. Н.А.Лопаткин, Ю.М.Лопухин. Эфферентные методы в медицине (теоретические и экспериментальные аспекты экстракорпоральных методов лечения). - М.: Медицина, 1989. - 352 с.
18. Waldemar Gottardi, Roland Arnitza and Markus Nagla., International Journal of Pharmaceutics V 335, I 1-2, P 32-40
19. Teuchner B, Nagl M, Schidlbauer A, et an., // J Ocul Pharmacol Ther., 21(2)157-65
20. Juan M. Antelo, Florencio Arce, Paula Calvo, Juan Crugeiras and Ana Ríos // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 2000, 2109–2114
