Средство и способ обеззараживания участков почвы, контаминированных спорами сибирской язвы или бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций
Владельцы патента RU 2697723:
Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ГНЦ ПМБ) (RU)
Группа изобретений относится к области медицины, ветеринарии, микробиологии, а именно к дезинфектологическим технологиям. Средство обеззараживания участков почвы, контаминированной спорами бактерий возбудителя сибирской язвы или бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций, включает перекись водорода медицинскую, алкилдиметилбензиламмоний хлорид (АДБАХ) и воду. При этом средство дополнительно содержит хлористый кальций и сульфанол при следующем содержании компонентов, масс. %: перекись водорода медицинская - 30,0±3,0; алкилдиметилбензиламмоний хлорид - 2,0±0,2; хлористый кальций - 1,0±0,1; сульфанол - 1,0±0,1, вода – остальное. Также раскрывается способ обеззараживания участков почвы, контаминированной спорами бактерий возбудителя сибирской язвы или бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций, указанным средством. Группа изобретений обеспечивает повышение эффективности обеззараживания контаминированных участков почвы. 2 н.п. ф-лы, 3 табл., 5 пр.
Изобретение относится к области медицины, ветеринарии, микробиологии, а именно к дезинфектологическим технологиям и к готовым химическим композиционным дезинфицирующим средствам, предназначенным для ликвидации почвенных очагов опасных и особо опасных инфекций, возникших в результате захоронения, забоя, падежа больных животных или в результате техногенных аварий и катастроф или биотеррористических актов.
Известен способ обеззараживания почвы, преимущественно загрязненной возбудителем сибирской язвы, путем введения в почву антогонистов сибирской язвы актиномицетов рода Cinereus (виды Actiunomycesgriseus, A. griseovariabilis,A. chromofuseus) (авторское свидетельство №528917, МПК A01N 7/04). Способ основывается на применении актиномицетов продуцентов антибиотиков в качестве естественных антагонистов возбудителя сибирской язвы.
Недостатком известного способа является его низкая эффективность, так как актиномицеты и их продукты метаболизма частично эффективны в отношении вегетативных форм бактерий сибирской язвы и не вызывают гибели спор сибирской язвы. Кроме того, для подавления жизнедеятельности и гибель вегетативных клеток сибирской язвы или бактерий требуется много времени и оптимальных условий для жизнедеятельности актиномицетов и благоприятных условий прорастания спор сибирской язвы: наличие в почве питательного субстрата, температура почвы не ниже 18-20°С, влажность почвы 80-90% и др.
Известен также способ дезинфекции почвы (авторское свидетельство №376074, МПК A01N 7/04), заключающийся в том, что над зараженным участком параллельно поверхности земли натягивают пленку, края которой прикапывают землей, а под пленку устанавливают открытые сосуды, в которые наливают сжиженный газ, например газовую смесь окиси этилена с бромистым метилом (ОКЭМБМ). С целью повышения эффективности обеззараживания в грунте устанавливают открытые шурфы.
Основными недостатками способа являются:
- низкая эффективность способа обеззараживания, т.к. сам процесс зависит от внешних условий (температура, влажность и структура самой почвы);
- высокая опасность возникновения чрезвычайных ситуаций на любой стадии выполнения работ по обеззараживанию почвы в виде утечки или выброса токсичных газов в атмосферу;
- загрязнение воздушной среды и почвы токсичными газами по завершению процесса обеззараживания остатками газовой смеси и др.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является способ обеззараживания территорий старых сибиреязвенных скотомогильников, (Пряничкова В.В., Бикбулатов И.Х., Бахонина Е.И. Обеззараживание территории старых скотомогильников // Журнал «Безопасность жизнедеятельности». - 2013, - №11., - с. 16-20), при котором почву поливают 0,7% (по перекиси водорода) водным раствором средства «СаБиДЕЗ» следующего состава масс. %:
- перекись водорода медицинская - 3,3-3,8;
- алкилдиметилбензиламмоний хлорид (АДБАХ) - 1,4-1,6
- вода - остальное
Основными недостатками способа являются:
- отсутствие обеззараживающего эффекта на поверхности почвы при деконтаминации почвы от спор сибирской язвы;
- низкая эффективность способа обеззараживания при дезинфекционной обработке почвы, котаминированной бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций (чума, холера, туляремия и др.), на поверхности и на небольшую глубину почвы;
- длительная обработка (полив) почвы растворами средства приводит к накоплению химических компонентов средства в почве и др.
В связи с этим важной и актуальной задачей медицины и ветеринарии является разработка высокоэффективного дезинфектанта и способа обеззараживания, предназначенных для ускоренной и надежной ликвидации почвенных очагов сибирской язвы, возникших в результате захоронения, забоя, падежа больных животных, в результате техногенных аварий и катастроф или биотеррористических актов.
Техническим результатом предлагаемого изобретении является повышение эффективности обеззараживания участков почвы, контаминированных спорами бактерий возбудителя сибирской язвы или бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций, при небольших сроках воздействия; обеспечение безопасности выполнения работ по обеззараживанию почвы, исключение накопления опасных веществ, а также продуктов их распада в почве или в окружающей среде, снижение зависимости эффективности процесса обеззараживания почвы от температуры окружающей среды, влажности и структуры почвы; наличие высокой стабильности дезинфектанта и его рабочих растворов.
Технический результат обеспечивается за счет того, что участок почвы, контаминированной спорами возбудителя сибирской язвы или бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций, отграничивают от незараженной почвы искусственной траншеей шириной 500-600 мм и глубиной 300-400 мм для исключения стекания раствора дезинфектанта за пределы участка, а поверхность почвы участка перекапывают (разрыхляют) или буром сверлят в почве отверствия на глубину 500 мм из расчета 4-6 шурфов на 1 м2, затем поверхность почвы однократно или двукратно поливают 10-15% (по перекиси водорода) раствором дезинфицирующего средства, включающего перекись водорода медицинскую, алкилдиметилбензиламмоний хлорид (АДБАХ); хлористый кальций и сульфанол при следующем содержании компонентов, масс. %:
Перекись водорода медицинская - 30,0±3,0;
Алкилдиметилбензиламмоний хлорид - 2,0±0,2;
Хлористый кальций - 1,0±0,1;
Сульфанол- 1,0±0,1,
Вода - остальное из расчета 10-15 л на 1 м с интервалом между обработками 24 ч при суммарном времени воздействия 24-72 ч.
Предлагаемое дезинфицирующее средство и способ обеззараживания участков почвы, контаминированных спорами сибирской язвы или бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций, в отличии от прототипа обладает широким спектром антимикробной активности, достаточной обеззараживающей эффективностью при деконтаминации почвы от бактерий и спор бактерий, эффективное обеззараживание почвы можно достичь при широком диапазоне температур окружающей среды и почвы (от 4 до 40°С). Предлагаемое средство и способ позволяет инактивировать бактерии и споры бактерий на глубину до 500 мм почвы при небольших затратах времени (24-72 ч).
Компоненты предлагаемого дезинфицирующего средства и продукты его распада, в отличии от прототипа, после одного или двух обработок почвы по истечении 5-10 суток отсутствуют в почве.
Предлагаемое средство и способ обеззараживания почвы, обеспечивают эффективную, экологически безопасную инактивацию спор и бактерий возбудителей опасных и особо опасных инфекций.
Пример 1. Для определения антимикробного и обеззараживающего эффекта средства и способа обеззараживания участков почвы, контаминированных спорами сибирской язвы, используют дезинфицирующее средство следующего состава, масс. %:
Перекись водорода медицинская - 30,0;
Алкилдиметилбензиламмоний хлорид - 2,0;
Хлористый кальций -1,0;
Сульфанол- 1,0
Вода - остальное
Участок суглинистой почвы площадью 10 м2, контаминированной спорами вакцинного штамма бактерий возбудителя сибирской язвы Bacillus anthracis шт.СТИ-1 на глубину не более 50 мм из расчета 2,0×103 КОЕ/см, отграничивают от незараженной почвы траншеей шириной 600 мм и глубиной 400 мм для исключения стекания дезинфектанта за пределы зараженного участка. Почву обеззараживают путем полива поверхности почвы 15% раствором средства из расчета 15 л на 1 м2 при времени воздействия 24 ч. Температура почвы составляла 8°С.
В качестве контроля использовали образцы почвы, контаминированной спорами вакцинного штамма бактерий возбудителя сибирской язвы Bacillus anthracis шт. ТИ-1 в концентрации 2,0×103 КОЕ/см. Обработку образцов почвы в контрольных опытах проводили стерильной водой из расчета 15 л на 1 м2.
Для оценки обеззараживающего эффекта дезинфектанта образец почвы нейтрализовали универсальным нейтрализатором, затем из почвы выделяли споры бактерий и высевали на плотной среде гидролизат рыбной муки (ГРМ) и термостатировали при 37°С в течение 7 суток. Микробиологические исследования образцов почвы, обработанной дезинфектантом, показали, что на поверхности почвы и на глубине почвы 50 мм отсутствуют живые споры сибирской язвы (таблица 1). Микробиологические исследованиия почвы, контаминированной спорами бактерий сибирской язвы в контроле, пролитой стерильной водой, показали присутствие живых спор бактерий сибирской язвы в образцах почвы в количестве примерно 2,0×102=3 КОЕ/см (таблица 1).
Представленные результаты в таблице 1 показывают, что предлагаемое средство и способ обеззараживания почвы позволяет при одноразовой заливке почвы 15% (по перекиси водорода) раствором дезинфицирующего из расчета 15 л/м2 при экспозиции 24 ч инактивировать споры бактерий сибирской язвы на глубину почвы до 50 мм.
Пример 2. Для определения спороцидного и обеззараживающего эффекта средства и способа обеззараживания участков почвы используют дезинфицирующее средство следующего состава, масс. %:
Перекись водорода медицинская - 27,0;
Алкилдиметилбензиламмоний хлорид - 1,8;
Хлористый кальций - 0,9;
Сульфанол - 0,9
Вода - остальное
Участок черноземной почвы площадью 10 м2, контаминированной спорами бактерий возбудителя сибирской язвы на глубину почвы не более 500 мм, отграничивают от незараженной почвы траншеей шириной 500 мм и глубиной 400 мм, а поверхность почвы участка перекапывают (разрыхляют) на один штык лопаты не переворачивая почву, обеззараживают путем двукратного полива поверхности почвы 13% (по перекиси водорода) раствором средства из расчета 150 л/1 м2 (300 л/1 м3) с интервалом между обработками 24 ч при суммарном времени воздействия 72 ч. Температура почвы во время испытаний составляла 4°С.
Для оценки обеззараживающего эффекта образец почвы нейтрализовали универсальным нейтрализатором, затем пробу спор бактерий из почвы высевали на плотной среде ГРМ и термостатировали при 37°С в течение 7 суток. Для контроля почву черноземную, контаминированную спорами сибирской язвы, проливали стерильной водой также из расчета 150 л/1 м2 (300 л/1 м3), а выделенные споры из почвы высевали на плотной среде ГРМ и термостатировали при 37°С в течение 7 суток.
Микробиологическими методами исследования было установлено, что в образцах почвы, контаминированной спорами бактерий сибирской язвы, взятых на поверхности почвы и на глубине 500 мм, после двукратной обработки раствором дезинфектанта живые споры полностью инактивированы (таблица 2). В контрольных пробах почвы после заливки стерильной водой споры сибирской язвы в количестве примерно 2,0x10 " КОЕ/см3 определялись жизнеспособными (таблица 2).
Итак, было установлено, что предлагаемое перекисное композиционное дезинфицирующее средство и способ обеззараживания почвы инактивируют споры сибирской язвы на поверхности почвы и на глубину почвы до 500 мм.
Пример 3. Для определения спороцидного и обеззараживающего эффекта средства и способа обеззараживания участков почвы используют дезинфицирующее средство следующего состава, масс. %:
Перекись водорода медицинская - 33,0;
Алкилдиметилбензиламмоний хлорид - 2,2;
Хлористый кальций -1,1;
Сульфанол- 1,1
Вода - остальное
Участок подзолистой почвы площадью 10 м2,контаминированной спорами бактерий возбудителя сибирской язвы на глубину не более 300 мм, отграничивают от незараженной почвы траншеей шириной 600 мм и глубиной 400 мм, а в почву с помощью механического бура сверлят на глубину не более 500 мм по 4-6 шурфов на 1 м, обеззараживают путем полива поверхности почвы 10% раствором средства (по перекиси водорода) из расчета 100 л на 1 м (300 л/1 м) при времени воздействия 24 ч. Температура почвы составляла 8°С.
Для оценки обеззараживающего эффекта образец почвы нейтрализовали от дезинфектанта универсальным нейтрализатором, затем пробу спор бактерий из почвы высевали на плотной среде ГРМ и термостатировали при 37°С в течение 7 суток.
В качестве контроля использовали пробы подзолистой почвы,
контаминированной спорами сибирской язвы, пролитой стерильной водой вместо дезинфектанта. Споры из контрольных образцов почвы высевали на плотной среде ГРМ и термостатировали при 37°С в течение 7 суток.
Микробиологические исследования обеззараживающего эффекта предлагаемого дезинфектанта и способа обеззараживания участков почвы показали, что при заливке почвы 10% раствором перекисного дезинфектанта до полного смачивания почвы на глубину 300 мм споры сибирской язвы полностью инактивируются (таблица 3). В контрольных пробах почвы, напротив, жизенеспособность спор сибирской язвы сохраняется на уровне исходной обсемененности почвы спорами.
Таким образом, установлено, что при одноразовой заливке почвы, контаминированной спорами сибирской язвы, 10,0% раствором перекисной композиции при экспозиции 24 ч споры бактерий инактивируются в почве на глубину до 300 мм.
Пример 4. Для определения спороцидного и обеззараживающего эффекта средства и способа обеззараживания участков почвы, используют дезинфицирующее средство следующего состава, масс. %:
Перекись водорода медицинская - 30,0;
Алкилдиметилбензиламмоний хлорид - 2,0;
Хлористый кальций -1,0;
Сульфанол- 1,0
Вода - остальное
Участок глинистой почвы площадью 10,0 м2, контаминированной спорами бактерий Bacillus stearothermophilus АТСС 12980 на глубину 300 мм, имитирующих споры бактерий возбудителя сибирской язвы, отграничивают от незараженной почвы траншеей шириной 500 мм и глубиной 400 мм, а почву с помощью механического бура сверлят на глубину не более 300 мм по 4-6 шурфов на 1 м, обеззараживают путем полива поверхности почвы 11% раствором средства из расчета 100 л на 1 м2 (300 л/1 м3), и времени воздействия 24 ч. Температура почвы составляла 3°С.
Для оценки обеззараживающего эффекта образцы почвы нейтрализовали универсальным нейтрализатором, затем пробы спор бактерий B.stearothermophilus АТСС 12980 из почвы высевали на плотной среде Хоттингера и термостатировали при 37°С в течение 7 суток. Микробиологические исследования показали, что в почве, обработанной 11,0% раствором дезинфектанта, на глубину до 300 мм отсутствуют живые споры В. stearothermophilus АТСС 12980.
Пример 5. Для определения бактерицидного и обеззараживающего эффекта средства и способа обеззараживания участков почвы, используют дезинфицирующее средство следующего состава, масс. %:
Перекись водорода медицинская - 30,0;
Алкилдиметилбензиламмоний хлорид - 2,0;
Хлористый кальций -1,0;
Сульфанол- 1,0
Вода - остальное
Участок глинистой почвы площадью 10,0 м,контаминированной бактериями Escherichia coli шт. K-12 на глубину 200 мм, имитирующих бактерии возбудителей опасных и особо опасных инфекций, отграничивают от незараженной почвы траншеей шириной 500 мм и глубиной 400 мм, а почву с помощью механического бура сверлят на глубину не более 300 мм по 4-6 шурфов на 1 м, обеззараживают путем полива поверхности почвы 10% раствором средства из расчета 100 л на 1 м2 (300 л/1 м3), и времени воздействия 24 ч. Температура почвы составляла 5°С.
Для оценки обеззараживающего эффекта образцы почвы нейтрализовали универсальным нейтрализатором, затем пробы бактерий E.coli шт. K-12 из почвы высевали на плотной среде МПА и термостатировали при 37°С в течение 7 суток. Микробиологические исследования показали, что в почве, обработанной 10,0% раствором дезинфектанта, на глубину до 200 мм отсутствуют живые бактерии Е. coli шт. K-12 споры.
Таким образом, лабораторные и опытно-полевые испытания средства и способа обеззараживания участков почвы показали, что предлагаемое средство и способ обеззараживания почвы обеспечивают полную деконтаминацию почвы на глубину до 500 мм от спор бактерий возбудителя сибирской язвы и от бактерий возбудителей опасных и особо опасных инфекций. Средство и способ обеззараживания участков почвы являются экологически безопасными.
Использование средства и способа обеззараживания участков почвы, контаминированной спорами возбудителя сибирской язвы или бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций, возникших в результате захоронения, забоя, падежа больных животных, в результате техногенных аварий и катастроф или биотеррористических актов, впервые позволит санитарно-эпидемиологической и санитарно-ветеринарной службам эффективно и безопасно проводить санитарно-эпидемиологические мероприятия по ликвидации почвенных очагов опасных и особо опасных инфекций, включая почвенные очаги сибирской язвы.
1. Средство обеззараживания участков почвы, контаминированной спорами бактерий возбудителя сибирской язвы или бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций, включающее перекись водорода медицинскую, алкилдиметилбензиламмоний хлорид (АДБАХ) и воду, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит хлористый кальций и сульфанол при следующем содержании компонентов, масс. %:
Перекись водорода медицинская - 30,0±3,0;
Алкилдиметилбензиламмоний хлорид - 2,0±0,2;
Хлористый кальций - 1,0±0,1;
Сульфанол - 1,0±0,1,
Вода – остальное.
2. Способ обеззараживания участков почвы, контаминированной спорами бактерий возбудителя сибирской язвы или бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций, на глубину от 50 до 500 мм, средством по п. 1, включающий полив участка зараженной почвы, отличающийся тем, что участок зараженной почвы ограничивают от незараженной почвы траншеей шириной 500-600 мм и глубиной 400 мм, поверхность почвы участка перекапывают на глубину 200 мм или в почву бурят шурфы на глубину 500 мм из расчета 4-6 шурфов на м2 и обеззараживают путем однократного или двукратного полива поверхности участка почвы 10-15% раствором дезинфицирующего средства (по перекиси водорода) из расчета 15-150 л на 1 м2, с интервалом между обработками 24 ч при суммарном времени воздействия 24-72 ч и при температуре окружающей среды и почвы от 4 до 40°С.
