Вплив кисню та вуглекислого газу на очищення води від бактерій та дріжджів в кавітаційних умовах

  • I. Z. Коval Національний університет «Львівська політехніка», вул. С. Бандери, 12, м. Львів, Україна, 79013 https://orcid.org/0000-0001-8154-4154
Ключові слова: кавітація, знезараження води, бактерії, дріжджі, кисень, вуглекислий газ

Анотація

Мета. Дослідити процес очищення води з вмістом бактерії роду Bacillus cereus та дріжджів роду Saccharomyces сerevisiae в умовах кавітації та атмосфері газів різної природи (кисню та вуглекислого газу). Оцінити та порівняти ефективність руйнування бактеріальних клітин з дріжджовими, а також визначити ефективну природу газу під час кавітаційної обробки водної системи.

Методи. Досліджувані модельні середовища озвучувались дією ультразвукового генератора (УЗДН-2T) з частотою 22 кГц, потужністю 35 Вт. Газовими бульбашками слугували кисень і вуглекислий газ як додаткові зародки кавітації. Кількість мікроорганізмів до і після озвучування визначалась шляхом підрахунку колоній, які виросли на поживному середовищі в чашці Петрі і виражалась в колоній-утворюючих одиницях (КУО).

Результати. Представлені результати морфологічних ознак бактерій і дріжджів, а також знімки клітин за результатами мікроскопічних досліджень при відповідному збільшенні, характерному для конкретного роду мікроорганізмів. Обчислені ступені руйнування мікроорганізмів, виражених у відсотках. За результатами досліджень руйнуванню швидше піддавались бактерії роду Bacillus cereus, порівняно з дріжджами роду Saccharomyces сerevisiae в умовах одночасної дії газу та кавітації. Резистентність дріжджових клітин МО пояснюється результатом специфічного впливу кавітації на клітинну стінку дріжджів та їх міжгенетичної різниці в структурах стінки клітин. Експериментально показано більшу ефективність дії кисню в процесах кавітаційної обробки як бактерій, так і дріжджів, порівняно з дією вуглекислого газу.

Висновки. Відзначено активніше руйнування бактеріальних клітин, порівняно з дріжджовими в умовах газ/кавітація. Досліджено, що кисень в кавітаційних умовах описується більшою величиною ступеня руйнування мікроорганізмів, що пояснюється природою дії самого газу в умовах експерименту. Показано, що ефективність очищення води від мікроорганізмів залежить від природи барботованого газу в кавітаційних умовах.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографія автора

I. Z. Коval, Національний університет «Львівська політехніка», вул. С. Бандери, 12, м. Львів, Україна, 79013

кандидат технічних наук, доцент, кафедра технології органічних продуктів

Посилання

Myahchenko, O. P. (2010). Fundamentals of ecology. Kyiv, Center for Educational Literature (in Ukrainian).

Alokhina, T. M., Bobko, A. O. & Malakhov, I. M. (2008). Content of heavy metals in water and sediments of the Ingulets River. Hydrobiological Journal, 44(3), 114-120 (in Ukrainian).

Salo, T. L., Chornokozynskyy, A. V. & Vashkulat, M. P. (2008). Impact of urban wastewater on the formation of water quality in the Middle Dnieper basin. Environment and health, 3(46), 76-78 (in Ukrainian.

Burya, O. I. & Kudyna, O. F. (2006). Water - Properties, Problems and Methods of Purification. Dnepropetrovsk: Thresholds (in Ukrainian).

Bhavya, M. L. & Umesh, H. H. (2019). Sono-photodynamic inactivation of Escherichia coli and Staphylococcus aureu in orange juice. Ultrasonics Sonochem., 57, 108-115.

Iorio, M. C., Bevilacqua, A., Corbo, M. R., Sinigaglia, М. & Altieri, С. (2019). A case study on the use of ultrasound for the inhibition of Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes in almond milk. Ultrasonics Sonochem., 52, 477-483.

Kong, Y., Peng, Y. & Zhang, Zh. (2019). Removal of Microcystis aeruginosa by ultrasound: Inactivation mechanism and release of algal organic matter. Ultrasonics Sonochem., 56, 447-457.

Li, Y., Shi, X., Zhang, Zh. & Peng, Y. (2019). Enhanced coagulation by high-frequency ultrasound in Micro-cystis aeruginosa-laden water: Strategies and mechanisms. Ultrasonics Sonochem., 55, 232-242.

Carrillo-Lopez, L. M., Huerta-Jimenez, M. & Garcia-Galicia, I. A. (2019). Bacterial control and structural and physicochemical modification of bovine Longissimus dorsi by ultrasound. Ultrasonics Sonochem., 58, 104-108.

Park, J., Son, Y. & Lee, W. H. (2019). Variation of efficiencies and limits of ultrasonication for practical algal bloom control in fields. Ultrasonics Sonochem., 55, 8-17.

Palanisamy, N., Seale, B. & Turner, A. (2019). Low frequency ultrasound inactivation of thermophilic bacilli (Geobacillus spp. and Anoxybacillus flavithermus) in the presence of sodium hydroxide and hydrogen peroxide. Ultrasonics Sonochem., 51, 325-331.

Stamper, D. M., Holm, E. R. & Brizzolara, R. A. (2008). Exposure times and energy densities for ultrasonic disinfection of Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus avium, and sewage. Journal of Environmental Engineering and Science, 7(2), 139-146.

Lambert, N., Rediers, H., Hulsmans, A. & Joris K. (2010). Evaluation of ultrasound technology for the disinfection of process water and the prevention of biofilm formation in a pilot plant. Water Sci Technol., 61(5), 1089-1096.

Naddeo, V., Cesaro, A., Mantzavinos, D. & Fatta-Kassinos, D. (2014). Water and wastewater disinfection by ultrasound irradiation - a critical review. Global Nest Journal, 16(3), 561-577.

Luhovskyi, O. F., Gryshko, I. A. & Bernyk, I. M. (2018). Enhancing the Efficiency of Ultrasonic Wastewater Disinfection Technology. Journal of Water Chemistry and Technology, 40, 95-101.

Koval, I. Z. (2017). Microbial disaggregation with and without gas bubbling under cavitation conditions. The environment and the industry, 22, 56-60.

Опубліковано
2020-05-07
Як цитувати
КоvalI. (2020). Вплив кисню та вуглекислого газу на очищення води від бактерій та дріжджів в кавітаційних умовах. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна серія «Екологія», (22), 75-81. https://doi.org/10.26565/1992-4259-2020-22-07