СКОРОХОД ІРИНА МИКОЛАЇВНА. Модельне значення соматичних та F-специфічних коліфагів при вірусологічному контролі технології водопідготовки

Краткое описание

СКОРОХОД ІРИНА МИКОЛАЇВНА. Модельне значення соматичних та F-специфічних коліфагів при вірусологічному контролі технології водопідготовки : Дис... канд. наук: 14.02.01 2004

Скороход І.М.Модельне значення соматичних та F-специфічних коліфагів при вірусологічному контролі технології водопідготовки. Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 14.02.01 гігієна (біологічні науки). - Інститут гігієни та медичної екології ім.О.М.Марзєєва АМН України, Київ, 2004.
Дисертаційна робота Скороход І.М присвячена обгрунтуванню використання коліфагів (соматичних або F-специфічних) як моделі ентеровірусів при оцінці технологій і нових реагентів у водопідготовці, розробці більш адекватного методу визначення коліфагів у водних об’єктах. Вивчено частоту та спектр виділення соматичних та F-специфічних коліфагів з об’єктів водопостачання (Дніпро, Десна) та на окремих етапах водопідготовки. Вперше визначено оптимальні параметри застосування реагентів для ефективного видалення коліфагів і вірусів за допомогою коагулянтів і флокулянтів, вивчено механізм цього процесу, його залежність від лужності, іонної сили, рН та температури води. На основі біологічних, фізико-хімічних властивостей бактеріофагів як біоколоїдних систем і вивчення механізмів видалення вірусів з водних об’єктів коагулянтами, рівнів їх резистентності та строків виживання при різноманітних засобах обробки води обгрунтовано застосування коліфагу Т2 як моделі ентеровірусів при оцінці різних реагентів та схем водопідготовки. Розроблено чутливий та доцільний для широкого практичного застосування метод визначення коліфагів, як санітарно-показових вірусів, у водних об’єктах.

На основі проведення експериментальних та натурних досліджень було обгрунтувано використання соматичного коліфагу Т2 як моделі ентеровірусів при оцінці технологій та нових реагентів у водопідготовці, доведена можливість отримання високої ефективності очистки води від вірусів на фізико-хімічному етапі водопідготовки, а також запропоновано більш адекватний метод визначення коліфагів у водних об’єктах.
Виявлено виражене забруднення соматичними та F-специфічними коліфагами основних джерел водопостачання м. Києва: у воді р. Десна середня концентрація соматичних коліфагів складала (781,3259,5) БУО/л, а F-специфічних коліфагів (663,4207,2) БУО/л, у воді р. Дніпро (351,696) БУО/л і (620127,7) БУО/л, відповідно. Встановлене значно перевищує допустимий рівень (100 БУО/л) і свідчить про необхідність застосування та актуальність розробки ефективних технологій водопідготовки для видалення збудників вірусних інфекцій.
Визначено, що первинне хлорування, коагуляція, флокуляція видаляли з води соматичні коліфаги на 67,9-75,7%, а F-специфічні на 71,0%. Наступні етапи майже не впливали на кількість позитивних проб: 11,1-20,8 % проб з РЧВ були позитивними на коліфаги, що не дозволяє оцінити існуючу технологію водопідготовки як задовільну щодо очистки і знезараження від вірусів.
Доведено, що при аналізі річкової води на коліфаги інформативним є визначення F-специфічних і соматичних коліфагів із застосуванням як бактеріального хазяїна штамів E.coli К-12 Hfr та E.coli C, а при аналізі проб питної води та води на етапах водопідготовки соматичних коліфагів із застосуванням штаму E.coli C.
Удосконалено двошаровий агаровий метод визначення коліфагів, який відрізняється від загальноприйнятого введенням двохетапної інкубації посівів (перший етап здійснювати при температурі 35-370С протягом 4-6 годин, а другий при температурі 18-220С протягом 16-18 годин), що суттєво зменшує ріст супутньої мікрофлори, дозволяє не застосовувати обробку проб хлороформом і достовірно збільшує виявлення кількості БУО фагів у пробі та число позитивних проб (t=-2,43; p<0,05).
Вперше вивчені закономірності вилучення соматичного ДНК-коліфагу Т2 та F-специфічного РНК-коліфагу MS2 на стадії коагуляції при застосуванні різних коагулянтів у залежності від іонної сили, лужності, рН та температури води. Найбільший вплив на ефективність видалення вірусів в процесі коагуляції мала іонна сила виявлена пряма закономірність покра-щення процесу з ростом іонної сили у досліджуваних межах 0,001-0,03 г-іон/л; максимальна ефективність очистки від коліфагів в експериментальних умовах спостерігалася на рівні лужності 2 мг-екв/л; підвищення рН у лужну сторону (до рН=9) знижувало ефективність видалення коліфагів коагулянтами; низька температура негативно впливала на видалення коліфагів при застосуванні сульфату алюмінію (СА) та оксісульфату алюмінію (ОСА) і не впливала при використанні оксіхлоридів алюмінію (ОХА68,ОХА78) та оксіхлоридсульфату алюмінію (ОХСА).
Встановлено оптимальні для видалення коліфагів робочі концентрації коагулянтів: для р. Десна 10,0-20,0 мг/л СА, ОСА; 5,0 мг/л ОХА68,78; 5,0-10,0 мг/л ОХСА; для р. Дніпро 15,0 20,0 мг/л СА, 15,0-30,0 мг/л ОСА, 10,0 мг/л ОХА68,78, 10,0-15,0 мг/л ОХСА. Поєднання процесів коагуляції і флокуляції підвищувало ефективність видалення коліфагу Т2: застосування флокулянту LT-31 у дозі 0,025-0,05 мг/л забезпечувало, порівняно з флокулянтами LT-25 та LT-27 в тих же дозах, значно вищий ступінь видалення вірусів.
Виявлено, що видалення коагулянтами поліовірусу типу 2, ротавірусу SA-11 та коліфагу Т2 при моделюванні максимально сприятливих для очистки води від бактеріофагів умов проходило на одному рівні, що є доказом адекватності запропонованої вірусної моделі оцінки ефективності процесу водопідготовки коліфагу Т2.
Доведено, що процес коагуляції є ефективним методом видалення поліовірусу з річкової води при використанні коагулянтів ОХА та ОХСА і малоефективним при застосуванні СА та ОСА. Порівняння видалення коліфагу Т2 і поліовірусу виявило майже однакову ефективність при застосуванні коагулянтів ОХА та ОХСА (коефіцієнти регресії 1,10±0,09 і 1,13±0,12).
Отримані дані щодо ефективності видалення з води коліфагів Т2 та MS2 коагулянтами, їх резистентності до хлору та ПГМГ, впливу на процес видалення фагів окремих параметрів якості води (лужність, рН, іонна сила, температура), а також певні фізико-хімічні властивості коліфагів (ізоелектрична точка, поверхневі характеристики, гідрофобність, будова та розміри віріону) дають підстави вважати соматичний коліфаг Т2 більш резистентним до процесів обробки води. Це дозволяє вважати його прийнятною моделлю ентеровірусів при оцінці ефективності реагентів, окремих етапів і технологічних схем водопідготовки в цілому.
Результати роботи свідчать про можливість досягти високої 99-99,9% ефективності очистки води від вірусів за рахунок фізико-хімічного етапу водопідготовки при застосуванні прогресивних коагулянтів та флокулянтів, що показано на прикладі ОХА та ОХСА і флокулянту LT-31 при контролюванні змін вказаних найбільш впливових параметрів води. Встановлене дає підставу рекомендувати впроваджувати в практику оптимальні технології водопідготовки з обов’язковим урахуванням їх ефективності щодо очистки від вірусів, застосовуючи як контрольний тест соматичні коліфаги.