способ аэрозольной дезинфекции замкнутых пространств, включая воздушную среду и предметы, а также животных, птиц, растений и человека, находящихся в этих пространствах, с использованием элекрохимических активированных растворов (сад)

Формула изобретения

Способ аэрозольной дезинфекции замкнутых пространств, включая воздушную среду и предметы, а также животных, птиц, растений и человека, находящихся в этих пространствах, с использованием электрохимически активированных растворов, включающий заполнение этих пространств аэрозолем, полученным путем распыления дезинфицирующего вещества, в качестве которого применяют раствор, полученный с использованием обработки раствора хлорида щелочного металла с концентрацией 0,5-5,0 г/л в анодной камере диафрагменного электролизера, причем распыление ведут в режиме массовой концентрации аэрозоля не более 50 мг/м³, с дисперсностью не менее 5 мкм и не позднее чем через 30 мин после получения раствора без смешивания его с воздухом, отличающийся тем, что в качестве распыляющего раствора используют раствор анолита, после обработки аэрозолем которого с дисперсностью не более - 30 мкм и концентрацией аэрозоля не менее 30 мг/м³, проводят последующую обработку замкнутых пространств аэрозолем, полученным путем распыления без смешивания его с воздухом с дисперсностью 5-30 мкм вещества, в качестве которого используют раствор католита с рН не менее 9 и окислительно-восстановительного потенциала не менее минус 700 мВ, полученного при обработке хлорида щелочного металла в катодной камере диафрагменного электролизера, причем распыление раствором католита производят не позднее 30 мин после обработки аэрозолем анолита, при этом температура распыляющихся веществ должна быть выше температуры среды замкнутых пространств, а относительная влажность среды этих пространств должна находиться в пределах 80-90%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится ко многим областям жизнедеятельности человека (здравоохранение, с/хозяйство, пищевая промышленность, коммунальное хозяйство, транспорт и т.д.) и предназначено для санитарной обработки помещений, оборудования, инвентаря, тары, сырья, готовой продукции и окружающей объекты воздушной среды для создания благоприятной, экологически чистой обстановки для развития и существования биологических объектов, в том числе и человека.

Известны различные физические методы дезинфекции и стерилизации, недостатками которых является и высокая температура обработки, а в других случаях - сложное аппаратурное обеспечение и техника проведения процесса дезинфекции, требующая высокой квалификации обслуживающего персонала, узкого диапазона технологических параметров (плазменное воздействие).

Известные лучевые методы воздействия (УФ-лучами, -лучами, -лучами, нейтронами, направленными электронными лучами и т.д.) требуют дорогостоящей и сложной техники, высокой радиационной защиты, ограниченны необходимостью направленного экспозиционного воздействия и точно установленных параметров облучения, что существенно ограничивает диапазон применения этих методов.

Для дезинфекции широкого круга объектов наиболее пригодны химические методы обеззараживания, основанные на применении дезинфицирующих химических веществ (формальдегида, глутарового альдегида, надуксусной кислоты, фенольных, крезольных, иодоформных растворов и др.). Однако их основной недостаток - эти методы не являются экологически чистыми, поскольку сопряжены с применением медленно деградирующих во внешней среде химических агентов, одинаково вредных для всех форм белковой жизни - от бактерий до человека, так как они оказывают угнетающее воздействие на человека, на животных, на растения (и в зависимости от их концентрации воздействие может быть более или менее сильным). Поэтому так важны мероприятия по очистке и нейтрализации после проведения процесса дезинфекции для уменьшения концентрации вредных токсических веществ или нейтрализации этих веществ.

Известны способы дезинфекции, в которых в качестве дезинфектанта используется водный солевой раствор, обработанный в анодной камере диафрагменного электролизера (анолит) - АС 1341743, 1437400, 1534772, 1667891 и т. д.

Однако недостатком данных способов дезинфекции является значительный расход дезинфектанта и недостаточная экологическая чистота окружающей среды после проведения процесса дезинфекции.

Использование анолита в качестве дезинфектанта обеспечивает хорошее качество дезинфекции, однако без проведения операции нейтрализации не может быть обеспечена полная экологическая чистота обработки и сразу же не могут быть созданы благоприятные условия для последующего пребывания биологических объектов в данной среде, для которых данная дезинфекция и проводились.

Наиболее близким по технической сущности является способ дезинфекции помещений (патент РФ 2148414 от 29.10.1998 г.), включающий заполнение помещения аэрозолем, полученным путем распыления дезинфицирующего вещества. в качестве которого используют нейтральный анолит с рН 7,-8,2 и значением окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) от плюс 400 до 1000 мВ, полученный с использованием последовательной обработки раствора хлорида щелочного металла в катодной и анодной камерах диафрагменного электролизера при поддержании объемного расхода потока через анодную камеру на уровне 0,999-0,5 объемного расхода протока через катодную камеру, при этом распыление ведут механическим дроблением нейтрального анолита без смешивания его с воздухом до достижения дисперсности аэрозоля 5-50 мкм, причем распыление ведут не позже, чем через 30 мин после получения нейтрального анолита, при этом используют раствор хлорида натрия концентрацией 0,5-5,0 г/л, причем при обработке используют электрохимическую ячейку с ультрафильтрационной или нанофильтрационной диафрагмой из керамики на основе оксида циркония с добавками окислов алюминия и иттрия, а механическое дробление нейтрального анолита осуществляют высокоскоростным вращением диска аэрозольного генератора со скоростью не менее 20000 об/мин, при этом распыление производят в нормальных климатических условиях в режиме массовой концентрации аэрозоля 50-100 мг/м³.

Использование нейтрального анолита создаст самые минимальные остаточные концентрации активного хлора после проведения обработки помещений, однако практика показывает, что без проведения дополнительной операции нейтрализации остатков хлора требуется значительное время для того, чтобы была создана благоприятная окружающая среда для последующего развития и жизнедеятельности находящихся и привносимых в данную среду биологических организмов (объектов), в том числе и человека.

Использование в качестве дезинфектанта только нейтрального анолита сужает рамки использования известного способа, так как в некоторых случаях требуется использование более активного и "агрессивного" (кислотного) анолита и в этом случае тем более необходим процесс нейтрализации остаточного активного хлора после проведения процесса дезинфекции, так как в этом случае концентрация активного хлора выше, чем в случае с нейтральным анолитом.

К тому же получение реально нейтрального анолита требует дополнительного контроля. который бы свидетельствовал об этом (т.е. о равном соотношении ионов хлора и ионов водорода в используемом растворе для получения аэрозоля после электрохимической обработки раствора хлорида щелочного металла в диафрагменном электролизере).

Отсутствие такого контроля может привести к тому, что реально может быть использован раствор, отличный от нейтрального анолита.

Следовательно, у известного способа ограничены рамки применения за счет использования в качестве дезинфицирующего вещества нейтрального анолита (с рН= 7,2-8,0), который действует достаточно узко на микрофлору, для многочисленных групп микроорганизмов которой значения рН=7,2-8,0 не являются критическими (т. е. они не могут быть уничтожены). К тому же в известном способе отсутствует нейтрализация (компенсация) содержания хлора (пускай и минимального) и других активных оксидантов.

Техническим результатом использования изобретения является повышение экологической чистоты окружающей среды после проведения дезинфекции при одновременном повышении эффективности проводимой дезинфекции, создание благоприятных условий для развития и благоприятного существования биологических объектов, в том числе и человека, расширение сферы (спектра) использования данного способа, упрощение технологии проведения дезинфекции в части получения требуемого дезинфектанта, повышение надежности процесса дезинфекции.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем заполнение замкнутых пространств аэрозолем, полученным путем распыления дезинфицирующего вещества, в качестве которого применяют раствор, полученный с использованием обработки раствора хлорида щелочного металла с концентрацией 0,5-5,0 г/л в анодной камере диафрагменного электролизера, причем распыление ведут в режиме массовой концентрации аэрозоля не более 50 мг/м³, с дисперсностью не менее 5 мкм и не позднее чем через 30 минут после получения раствора без смешивания его с воздухом, в качестве распыляющего раствора используют раствор анолита, после обработки аэрозолью которого с дисперсностью не более 30 мкм и концентрацией аэрозоля не менее 30 мг/м³, проводят последующую обработку объекта и окружающей среды аэрозолем, полученным путем распыления без смешивания его с воздухом с дисперсностью 5-30 мкм вещества, в качестве которого используют раствор католита с рН не менее 9 и окислительно-восстановительного потенциала не менее минус 700 мВ, полученного при обработке хлорида щелочного металла в катодной камере диафрагменного электролизера, причем распыление раствором католита производят не позднее 30 минут после обработки аэрозолью анолита, при этом температура распыляющих веществ должна быть выше температуры среды замкнутых пространств, а относительная влажность среды этих пространств должна быть в пределах 80-90%.

Существенными и ключевыми отличиями предлагаемого способа аэрозольной дезинфекции от прототипа являются: первое - использование в качестве основного дезинфицирующего средства - любого типа анолита, а не только нейтрального анолита и второе - проведение (введение) дополнительной обработки католитом не позднее 30 мин после проведения обработки анолитом.

Выбирая анолит в качестве первоначального дезинфицирующего средства, тем самым предложенный способ расширяет спектр использования данного способа против широкого круга существующих микроорганизмов (бактерий, вирусов, спор грибков и т.д.), против которых использование нейтрального анолита не очень эффективно или совсем не даст ощутимого эффекта (например, вирус ящура).

Отдавая должное использованию в качестве дезинфектанта нейтрального анолита, основным существенным достоинством которого является минимальная токсичность, использование анолита в качестве основного дезинфектанта предлагается только при проведении дополнительной обработки (операции) католитом, полученной так же, как и анолит в диафрагменном электролизере со следующими параметрами: рН не менее 9, ОВП не менее минус 700 мВ.

Именно обработка католитом обеспечивает нейтрализацию достаточно жесткого действия анолита (в основном за счет присутствия электрохимически-активированного хлора, количественные характеристики которого несколько выше, чем у нейтрального анолита).

Обеспечивая более жесткую дезинфекцию с помощью анолита, предложенный способ позволяет за счет введения дополнительной обработки католитом провести химическую и биологическую нейтрализацию действия анолита, уменьшению (достаточно высокому снижению) количественного содержания хлора в окружающей среде зоны дезинфекции. Тем самым в конечном итоге повышается экологическая чистота окружающей среды при одновременном повышении эффективности дезинфекции обрабатываемой среды (объекта).

Химическая сущность проведения качественной дезинфекции и в конечном итоге получения экологически чистой окружающей среды, благоприятной для развития биологических объектов заключается в том, что при подготовке распыляемых растворов в анодной камере вырабатываются (создаются) мицеллы золя ({[NaCl] _mnCl^-(n-x)H⁺}^-H⁺) (1), обладающая кислотными свойствами, активно действующая на оболочки микроорганизмов, бактерий, вирусов, спор грибков и т.д. разрушая и уничтожая их.

Мицеллы золя ({[NaOH]_mnNa⁺(n-x)Cl^-) (1), полученные в катодной камере и составляющие химических состав католита, обладают щелочными свойствами. Поэтому через 30 мин после проведения обработки анолитом проведение обработки католитом приводит к нейтрализации действия кислотных мицелл анолита и создает благоприятную среду для развития биологических объектов, которые в ней находились, или могут быть введены в эту среду.

Температура обрабатываемой среды относительно температуры распыляемых веществ должна быть ниже. Именно это создает благоприятные условия для более качественной дезинфекции. Это должно быть обеспечено за счет подогрева распыляемых веществ, если это необходимо. Относительная влажность окружающей среды должна находиться в пределах 80-90%. Это также обеспечивает более качественную дезинфекцию. В случае, если влажность будет ниже указанной в способе величины, необходимо обеспечить достижение этой величины за счет дополнительного распыления обычной воды в данном пространстве.

Температура объекта и окружающей среды относительно температуры распыляемых веществ должна быть ниже. Именно это создает благоприятные условия для более качественной дезинфекции объекта и окружающей среды. Это должно быть обеспечено за счет подогрева распыляемых веществ, если это необходимо. Относительная влажность окружающей среды должна находиться в пределах 80-90%. Это также обеспечивает более качественную дезинфекцию. В случае, если влажность будет ниже указанной в способе величины, необходимо обеспечить достижение этой величины за счет дополнительного распыления обычной воды в данном пространстве.

Распыление аэрозоля может быть проведено как механическим, так и другими способами, основное условие - обеспечение дисперсности аэрозоля в пределах 5-30 мкм.

Реально проведенные опыты показали, что среда, в которой проводилась данная дезинфекция (с учетом проведения обработки католитом) становится существенно благоприятной для развития и жизнедеятельности микроорганизмов, растений, животных, в том числе и человека.

Растворы анолита и католита приготовлялись на установках СТЭЛ-10Н-120-01, 80-03. Физические характеристики полученного раствора анолита - кислотность, окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), электропроводность и температуру определяют при помощи прибора Water Tester фирмы НАNNА. Концентрация активного хлора определялась по методу экспресс-анализа.

Испытания предложенного способа проводились на плесневелые грибки следующим образом.

Для получения анолита использовалась установка СТЭЛ, указанная выше. Физико-химические параметры анолита: (рН=6, ОВП=плюс 700 мВ). Температура раствора - 24 градуса С, несколько выше окружающей объект среды. Относительная влажность - 72%.

В качестве объекта дезинфекции было выбрано помещение объемом около 140 м³ (площадь пола - 7,0 на 5,0 м, высота - 4,0 м).

Для достижения необходимой относительной влажности (не менее 80%) было проведено распыление воды в дезинфицируемом помещении до начала его обработки аэрозолем анолита, а затем католита в соответствии с предложенным способом.

В данном случае применялось механическое распыление и в качестве аэрозольного генератора использовалась аэрозольная мобильная установка по заявке на получение патента РФ 2000117266/12, на которую получено положительное решение экспертизы по существу от 22 октября 2001 г.( приоритет 29.06.2000 г. ).

Режим поддержания массовой концентрации аэрозоля в помещении в пределах 30-50 мг/м³ обеспечивался аэрозольной мобильной установкой, которая наполняла туманом плотного аэрозольного облака в течение 10 мин (t_расп.=10 мин), через 5 мин происходит повторное "подпыливание" аэрозолью анолита в течение 5 мин. Через 30 мин после начала обработки анолитом аналогично вышеприведенному происходит обработка католитом. Общее время обработки составило 60 мин. Расход анолита составил - 8 литров, расход католита - 6 литров.

Следовательно, применение аэрозоля биоцидно активного анолита при последующей его нейтрализации аэрозолем католита позволяет обеспечить высокую степень обеззараживания среды обрабатываемых пространств и одновременно обеспечить высокую степень экологической чистоты обрабатываемой среды, что позволяет создать благоприятные условия для нормального развития и существования биологических объектов, в том числе и человека.

Литература

1. Краткий курс физической химии. Изд-во: "Химик", Москва, 1969 г. Авт. В.А. Киреев.

2. Электрохимическая активация: история, состояние, перспективы. Академия медико-технических наук Российской Федерации. Под ред. В.М. Бахира, Москва, ВНИИИМТ, 1999 г.

3. Новые технологии дезинфекции и стерилизации сложных изделий медицинского назначения. Академия медико-технических наук Российской Федерации. Авт. : С.А.Паничева, Москва, 1998 г.

4. Физико-химические аспекты биологического действия электрохимически активированной воды, ВНИИМТ, 1999 г. Авт. Б.И.Леонов, В.И.Прилуцкий, В.М.Бахир.

5. Определители бактерий, грибков, плесени. Изд-во: "Мир", Москва, т.1, 2, 1967 г. Авт. Н.И. Красильников.