Вплив гелію та кавітації на процес життєдіяльності дріжджів
Анотація
Мета. Дослідити одночасний вплив кавітації та гелію на життєздатність дріжджів роду Saccharomyces сerevisiae у воді. Вивчити зміну чисельності клітин під час кавітаційної обробки водної системи в атмосфері газу.
Методи. Тест-мікроорганізмами слугували дріжджі роду Saccharomyces сerevisiae. Для досліджень використовували свіжоприготовлену дистильовану дезаеровану воду, до якої вносили дріжджові клітини мікробіологічною петлею. Об'єм модельного середовища охолоджувався в скляному реакторі протічною водою, температура якого відповідала 298±1 К. Загальна тривалість процесу становила 2 год. Джерелом кавітації слугував ультразвуковий генератор УЗДН-2T з частотою 22 кГц і потужністю 35 Вт. Досліджувану воду впродовж всієї тривалості процесу барботували газом. Досліджуваним газом слугував гелій. Кількість мікроорганізмів в одиниці об’єму досліджуваної води визначали загальною чисельністю колоній на поживному середовищі на чашках Петрі і виражали в колоній-утворюючих одиницях (КУО).
Результати. В експериментальній частині роботи запропонований процес обробки води з вмістом дріжджових клітин в кавітаційних умовах при одночасній подачі гелію. Встановлена ефективність очищення води від дріжджів в результаті об’єднаної дії гелій/кавітація. Розрахована величина ефективної константи швидкості руйнування мікроорганізмів за кінетичним рівнянням реакції першого порядку. Досліджено життєздатність дріжджів в умовах кавітації та барботуванні аргону через водну систему. Розраховано та здійснено порівняння частки загиблих клітин впродовж двогодинної дії забрудненої дріжджами води при різних режимах обробки. Встановлено активне зменшення чисельності Saccharomyces cerevisiae у водному середовищі на початку процесу з досягненням частки загиблих клітин (Dd) 40,48% після 30 хв спільної дії Не/кавітація при вихідному мікробіологічному забрудненні води 4,2·103 КУО/см3. Після 90-хвилинної обробки води ЧМкін = 100 КУО/см3, що відповідає ступеню очистки води > 97%.
Висновки. Одержані результати вказують на інтенсивне кавітаційне очищення води від досліджених мікроорганізмів в умовах експерименту, що підтверджує вплив природи досліджуваного газу на процес руйнування мікробіологічних забрудників у воді. В кінцевому результаті отримано практично чисту воду, що дозволяє скидати оброблену воду у відкриті водойми.
Завантаження
Посилання
Golovachev A. V., Abrosimova Ye. M. (2009). Application of sodium hypochlorite for water disinfec-tion. Water supply. and sanitary engineering, 4, 8-12. (In Russia)
Burya, O. I., & Kudyna, O. F. (2006). Water - Properties, Problems and Methods of Purification. Dnepro-petrovsk : Thresholds. (In Ukrainian)
Vicuña-Reyes J. P., Luh J. and Mariñas B. J. (2008). Inactivation of Mycobacterium avium with chlorine dioxide. Water Research., 42(6-7), 1531-1538. https://doi.org/10.1016/j.watres.2007.10.035
Shin G.-A., Sobsey M. D. (2008). Inactivation of norovirus by chlorine disinfection of water. Water Re-search., 42(17), 4562-4568. https://doi.org/10.1016/j.watres.2008.08.001
Tomashevskaya I. P., Savluk O. S., Korniyevskaya L. P. (1989). The use of chlorination for the disinfec-tion of drinking water. Chemistry and technology of water, 11(5), 449-457. (In Russia)
The use of mixed oxidants in the disinfection of water in swimming pools and water parks. (2013). Wa-ter and Water Treatment Technologies, 67(1), 70-71. (In Russia)
Goncharuk V. V. (2008). A new concept of providing the population with high-quality drinking water. Water Chemistry and Technology, 30(6), 239-252. (In Russia)
Goncharuk V. V., Potapchenko N. G. (1998). The current state of the problem of water disinfection. Water Chemistry and Technology, 20(2), 190-217. (In Russia)
Fei G., Lizhong Z., Jing W. (2008.) Distribution of chlorination products of phenols under various pHs in water disinfection. Desalination, 225(1-3), 156-166. https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.03.016
Lukʺyanchuk S. V. (2009). Aquatic pollution: effects on the body's immune system. Environment and health, 50(3), 31-34. (In Ukrainian)
Dai Ch., Xiong F., He R., Zhang W. (2017). Effects of low-intensity ultrasound on the growth, cell membrane permeability and ethanol tolerance of Saccharomyces cerevisiae. Ultrasonics Sonochem., 36, 191-197. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2016.11.035
Iorio M. C., Bevilacqua A., Corbo M. R. (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. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2018.12.026
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. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.04.017
Li Y., Shi X., Zhang Zh. (2019). Enhanced coagulation by high-frequency ultrasound in Microcystis aeruginosa - laden water: Strategies and mechanisms. Ultrasonics Sonochem., 55, 232-242. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.01.022
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. https://doi.org/10.3103/S1063455X18020078
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. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.03.007
Chaudhry F. N., Malik M. F. (2017). Factors affecting water pollution: a review. J. Ecosyst. Ecography, 7(1), 225-231. DOI: https;//doi.org/10.4172/2157-7625.1000225
Naddeo V., Cesaro A., Mantzavinos D. (2014). Water and wastewater disinfection by ultrasound irradi-ation - a critical review. Global Nest Journal, 16(3), 561-577. https://doi.org/10.30955/gnj.001350
Коval I. (2020). Influence of oxygen and carbon dioxide on water purification from bacteria and yeast under cavitation conditions. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University series «Еcоlogy», 22, 75-82. https://doi.org/10.26565/1992-4259-2020-22-07 (In Ukrainian)
Коval I. (2020). Influence of Aerobic Bacteria Concentration on the Process of its Survival in the Pres-ence of Oxygen. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University Series «Еcоlogy», 23, 118-123. (In Ukrainian)
Коval I. (2020). Рredominant microflora of natural and wastewaters of Lviv region. Chemistry, Tech-nology and Application of Substances, 3(2), 121-126. https://doi.org/10.23939/ctas2020.02.121 (In Ukrainian)
Koval I. (2021). Correlation between diameter of microorganisms and efficiency of microorganisms destruction under gas/cavitation conditions. Chemistry & Chemical Technology, 15(1), 98-104. https://doi.org/10.23939/chcht15.01.098
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License 4.0 International (CC BY 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
