Кратко рассмотрены особенности и возможности использования физических методов ультрафиолетового излучения и ультразвуковой обработки для обеззараживания загрязненных вод. Критически проанализированы выводы публикации о неэффективности указанных методов по показателям высокого энергопотребления, отсутствию синергетических эффектов, опасности разрушения технических устройств от соответствующих воздействий. Напротив, актуальный обзор результатов последних отечественных и зарубежных исследований показал удовлетворительную эффективность обеззараживания сточных вод многих производств от различных патогенных организмов с помощью ультрафиолетового и ультразвукового воздействия. Сделан вывод о том, что совместное использование методов в установках для комплексной обработки воды дает положительные результаты, позволяющие их применять.
Идентификаторы и классификаторы
- Префикс DOI
- 10.21285/2500-1582-2024-9-2-142-151
Несмотря на то, что очень многие предостережения и прогнозы глобальных климатических изменений1 не подтвердились, а в ряде случаев положение изменилось2, вода остается критическим ресурсом для человечества3 в ее количественном и качественном свойствах. Особо актуальную проблему составляют загрязненные воды, образующиеся в процессе использования в производственной деятельности человека. В связи с этим разрабатываются и применяются различные физико-химические и биологические методы очистки сточных вод для возможности повторного использования. Одним из обязательных заключительных этапов очистки воды является ее обеззараживание. Целью настоящего литературного обзора был критический анализ последних достижений в применении физических методов обеззараживания воды с помощью ультрафиолетового (УФ) излучения и ультразвуковой (УЗ) обработки.
Список литературы
- Naddeo V., Cesaro A., Mantzavinos D., Fatta-Kassinos D., Belgiorno V. Water and wastewater disinfection by ultrasound irradiation – a critical Review // Global Nest Journal. 2014. Vol. 16. Iss. 3. P. 561–577. Available from: https://www.researchgate.net/publication/279764070_Water_and_wastewater_disinfection_by_ultrasound_irradiation-a_critical_review [Accessed 1th April 2024]. Gonzales Y., Salgado P., Gomes G., Vidal G. Advanced sewage disinfection technologies eco-friendly with the environment and public health // Sustainable Management of Environmental Contaminants. 2022. P. 51–69. https://doi.org/10.1007/978-3-031-08446-1_3.
- Gonzales Y., Gómez G., Moeller-Chávez G.E., Vidal G. UV disinfection systems for wastewater treatment: emphasis on reactivation of microorganisms // Sustainability. 2023. Vol.15. Iss. 14. P. 11262. https://doi.org/10.3390/su151411262.
- Licht K., Halkijević I., Posavčić H. Short review of raw water disinfection methods with focus on ultrasonic systems // Journal of International Scientific Publications: Ecology & Safety (Online). 2021. Vol. 15. P. 128–143. Available from: https://www.scientific-publications.net/get/1000047/1632170065734500.pdf [Accessed 1th April 2024].
- Василяк Л.М., Кудрявцев Н.Н., Смирнов А.Д., Стрелков А.К. Ультрафиолет плюс ультразвук, и почему опять «нет аналогов в мире»? // Водоснабжение и санитарная техника. 2022. № 1. С. 4–9. https://doi.org/10.35776/VST.2022.01.01. EDN: QXYCZY.
- Masjoudi M, Mohseni M., Bolton J.R. Sensitivity of bacteria, protozoa, viruses, and other microorganisms to ultraviolet radiation // Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 2021. Vol. 126. Iss. 126021. https://doi.org/10.6028/jres.126.021.
- Leonov Yu.I., Vergolyas M.R., Nazarenko V.I., Myshchenko I. Ways of improving the method of using UV radiation for disinfecting drinking water (literature review) // Ukranian Journal of Occupational Health. 2023. Vol. 19. Iss. 2. P. 151–160. https://doi.org/10.33573/ujoh2023.02.151.
- Wang Y., Wang Q., Dong K., Chen J., Wu H. Assessing the effectiveness of filtration + UV-C radiation for the treatment of simulated ballast water at various holding times // Water Science & Technology. 2023. Vol. 87. Iss. 10. P. 2564–2576. https://doi.org/10.2166/wst.2023.146.
- Makuei M.S., Ketabchi F., Peleato N. Impact of water characteristics on UV disinfection of unfiltered water // Water Quality Research Journal. 2022. Vol. 57. Iss. 4. P. 247–261. https://doi.org/10.2166/wqrj.2022.006. Kim H.-J., Yoon H.-W., Lee M.-A., Kim Y.-H., Lee Ch.J. Impact of UV-C irradiation on bacterial disinfection in a drinking water purification system //Journal of Microbiology and Biotechnology. 2023. Vol. 33. Iss. 1. P. 106–113. https://doi.org/10.4014/jmb.2211.11027.
- Del Puerto O., Gonçalves N.P.F., Medana C., Prevot A.B., Roslev P. Attenuation of toxicity and occurrence of degradation products of the fungicide tebuconazole after combined vacuum UV and UVC treatment of drinking water // Environmental Science and Pollution Research. 2022. Vol. 29. P. 58312–58325. https://doi.org/10.1007/s11356-022-19691-0.
- Fennell B.D., Menzyk S.P., McKay G. Critical review of UV-advanced reduction processes for the treatment of chemical contaminants in water // ACS Environmental Au. 2022. Vol. 2. Iss. 3. P. 178–205. https://doi.org/10.1021/acsenvironau.1c00042.
- Karwowska B., Sperczyn´ska E., Dabrowska L. Water treatment in hybrid connection of coagulation, ozonation, UV irradiation and adsorption processes // Water. 2021. Vol. 13. Iss. 13. P. 1748. https://doi.org/10.3390/w13131748.
- Hassanpour A., Jalali A., Raisee M., Naghavi M.R. Development and modeling of a novel type of photoreactors with exterior ultraviolet (UV) reflector for water treatment applications // Scientific Reports. 2023. Vol. 13, Iss. 7696. https://doi.org/10.1038/s41598-023-34799-0.
- Gibson J.H., Yong D.H.N., Farnood R.R., Seto P. A literature review of ultrasound technology and its application in wastewater disinfection // Water Quality Research Journal. 2008. Vol. 43. Iss. 1. P. 23–35. https://doi.org/10.2166/wqrj.2008.004.
- Эльпинер И.Е., Фейгина З.С. Ультразвуковые волны в борьбе с гидробионтами // Водоснабжение и санитарная техника. 1957. № 8. С. 14–16.
- Эльпинер Л.И. Экспериментальные исследования по применению ультразвуковых волн для обеззараживания воды // Водоснабжение и санитарная техника. 1960. № 8. С. 27–30.
- Joyce E.M., Mason T.J., Lorimer J.P. Application of UV radiation or electrochemistry in conjunction with power ultrasound for the disinfection of water // International Journal of Environment and Pollution. 2006. Vol. 27. Iss. 1–3. P. 222–230. https://doi.org/10.1504/IJEP.2006.010465.
- Naddeo V., Landi M., Belgiorno V., Napoli R.M.A. Wastewater disinfection by combination of ultrasound and ultraviolet irradiation // Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 168. Iss. 2¬–3. P. 925–929. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat. 2009.02.128.
- Семенов А.О., Кожушко Г.М., Сахно Т.В. Знезараження води комбінованими методами — УФ-випромінювання в поєднаннізіншими технологіями // Технологический аудит и резервы производства. 2016. Т. 3. № 3. С. 67–71. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2016.71486. EDN: WBCDNX.
- Khaire R.A., Thorat B.N., Gogate P.R. Applications of ultrasound for food preservation and disinfection: A critical review // Journal of Food Processing and Preservation. 2021. Vol. 46. Iss. 1. P. e16091. https://doi.org/10.1111/jfpp.16091.
- Hong J., Boussetta N., Enderlin G., Merlier F., Grimi N. Degradation of herbicide atrazine in water by high voltage electrical discharge in comparison with Fenton oxidation and ultrasound treatments // RSC Sustainability. 2023. Iss. 6. https://doi.org/10.1039/d3su00103b.
- Lambert N., Rediers H., Hulsmans A., Joris K., Declerck P., Laedt Y.De., et al. Evaluation of ultrasound technology for the disinfection of process water and the prevention of biofilm formation in a pilot plant // Water Science & Technology. 2010. Vol. 61. Iss. 5. P. 1089–1096. https://doi.org/10.2166/wst.2010.735.
- Laksono F.B., Majid D., Prabowo A.R. System and eco-material design based on slow-release ferrate(vi) combined with ultrasound for ballast water treatment // Open Engineering. 2022. Vol. 12. P. 401–408. https://doi.org/10.1515/eng-2022-0042.
- Hoyer R., Adhikari S., Amini R. Ultrasound transducer disinfection in emergency medicine practice // Antimicrobial Resistance & Infection Control. 2016. Vol. 5, Iss. 12. https://doi.org/10.1186/s13756-016-0110-y.
- Westerway S.C., Basseal J.M., Abramowicz J.S. Medical ultrasound disinfection and hygiene practices: WFUMB global survey results // Ultrasound in Medicine & Biology. 2019. Vol. 45, Iss. 2. P. 344–352. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2018.09.019.
- Kayaardi S., Uyarcan M., Atmaca I., Yıldız D., Gürel D.B. Effect of non-thermal ultraviolet and ultrasound technologies on disinfection of meat preparation equipment in catering industry // Food Science and Technology International. 2024. Vol. 30. Iss. 3. P. 282–289. https://doi.org/10.1177/10820132221151097.
- Лебедев Н.М., Грачев В.А., Плямина О.В., Лебедев О.Ю., Лукичёва Д.С., Доильницын В.А. [и др.]. Испытание комбинированного способа ультрафиолетового и ультразвукового обеззараживания сточных вод // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23, № 7. С. 26–30 https://doi.org/10.18412/1816-0395-2019-7-26-30. EDN: BMUVHC.
- Климов В.А. Никифоров-Никишин Д.Л., Кочетков Н.И., Горбунов А.В. Изменение состава перифитона элементов фильтрации установок замкнутого водоснабжения при совместном воздействии УФ-излучения и ультразвука. // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2022. № 4. С. 113–122. https://doi.org/10.24143/2073-5529-2022-4-113-122. EDN: CMNJQY.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Цель работы – комплексная оценка аварийных пожарных рисков при бурении нефтяных и газовых скважин для открытого фонтанирования скважины с факельным горением газа, а также горении, возникшем в результате пролива дизельного топлива. Объектом исследования была кустовая площадка нефтегазоконденсатного месторождения в Иркутской области. Проведен ретроспективный анализ аварийных ситуаций при бурении нефтяных и газовых скважин, с помощью которого определены наиболее часто возникающие виды аварий – пожары на объектах нефтегазодобычи, открытые фонтаны и выбросы из скважин. Составлены сценарии для этих аварий, построены деревья событий, согласно которым определены варианты с наибольшим ущербом от возникновения пожаров. Оценена интенсивность теплового излучения на различных расстояниях от центра факела аварии с открытым фонтанированием скважины и факельным горением газа. Рассчитана интенсивность теплового излучения при пожаре, возникшем в результате пролива дизельного топлива, при условии полного разрушения трех резервуаров РВС-50. Определены безопасные для человека расстояния от места аварии и возможные риски смертельного поражения персонала.
Целью работы было проанализировать и обосновать необходимость совершенствования системы безопасности обращения с медицинскими отходами и их утилизации для оптимизации управления медицинскими отходами в условиях чрезвычайных ситуаций военной службы. Изучены нормативно-правовые и иные акты Российской Федерации, Министерства обороны Российской Федерации, устанавливающие требования к безопасности службы для военнослужащих, включая систему управления медицинскими отходами и их утилизацию. Рассмотрено основное понятие «медицинские отходы» и их место в структуре отходов производства и потребления. Выделены особенности обращения медицинских отходов в чрезвычайных ситуациях военного характера. Детально указаны требования к установкам по утилизации медицинских отходов, среди которых наиболее важными отмечены производительность, компактность, надежность, безопасность для персонала и окружающей среды, мобильность и другие. Разработана высокотемпературная установка по утилизации медицинских отходов, даны ее технические характеристики и примеры положительной апробации в ряде медицинских учреждений. Проведенный анализ и полученные результаты являются необходимым условием совершенствования системы управления медицинскими отходами и их утилизации в чрезвычайных ситуациях, особенно военной службы.
Целью работы было изучение природных пожаров на территории Иркутской области и ее отдельных районов в период 2014–2020 гг. как возможного источника загрязнения бенз(а)пиреном атмосферного воздуха промышленного города Братска. Рассмотрены особенности динамики показателей количества, сгоревшей площади пожаров и зависимости их между собой. Проведена сравнительная оценка пожаров на территориях Братского и окружающих его районов, всей Иркутской области. Установлена динамика уменьшения загрязнения атмосферного воздуха бенз(а)пиреном в городе Братске за исследуемый период и сохранения уровня среднего содержания канцерогена в атмосфере 16 городов области, в которых проводится мониторинг. Найдена положительная динамика и линейные зависимости среднегодовых и максимальных среднемесячных концентраций бенз(а)пирена в атмосферном воздухе города Братска от показателей природных пожаров на территории Братского района, группы ближайших к нему районов и всей области. Показано закономерное увеличение точности корреляционной связи содержания бенз(а)пирена в атмосфере Братска от показателей пожаров в ряду территорий от всей Иркутской области, к группе и отдельному Братскому району. Более высокие коэффициенты корреляции найдены для показателей среднегодовых концентраций бенз(а)пирена и для количества пожаров по сравнению соответственно с максимальными среднемесячными концентрациями и показателями природной сгоревшей площади. Средняя концентрация бенз(а)пирена в атмосфере 16 городов Иркутской области не зависела от показателей пожаров на ее территории. Сделан вывод о возможности последствий природных пожаров в загрязнении атмосферного воздуха города Братска канцерогенным бенз(а)пиреном.
Исследование взаимодействия гуминовых кислот (Humic acids) в составе зоокомпоста с ионами металлов играет важную роль не только в прогнозировании распределения гуминовых соединений и тяжелых металлов в окружающей среде, но и в разработке методов контроля за миграцией загрязнителей в естественных средах, создании новых материалов для защиты окружающей среды и ремедиации почв, загрязненных ионами тяжелых металлов. В работе представлено сравнение сорбционной способности зоокомпоста культивирования мухи «Черная львинка», содержащего Humic acids, по отношению к ионам Zn2+, Cd2+, Cu2+. Установлено, что с увеличением дозы зоокомпоста снижается концентрация ионов тяжелых металлов в растворе и эффективность очистки достигает: Cd2+ – 94,6 %, Zn2+ – 75,2% и Cu2+ – 70,4 %. Сравнение значений констант устойчивости комплексных ионов кадмия, цинка и меди показало, что более стабильные комплексы металл-Humic acids образуют Cd2+ и Zn2+, в то время как Cu2+ характеризуется меньшей степенью связанности. Полученные изотермы сорбции и значения сорбционной емкости зоокомпоста для Cd2+ (0,490 ммоль/г), Zn2+ (0,225 ммоль/г) и Cu2+ (0,145 ммоль/г) позволяют утверждать о специфическом взаимодействии между ионами тяжелых металлов и функциональными группами гуминовых кислот, присутствующими в составе зоокомпоста.
Рассмотрена актуальная проблема обеспечения пожарной безопасности в образовательных учреждениях на основе моделирования и прогноза надежности работы на данных объектах систем оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Выявлены отказы отдельных элементов сложной технической системы с использованием результатов мониторинга отказов за выбранный период времени. Найдена вероятность безотказной работы элементов установленной системы оборудования с помощью предложенной методики расчета. На основе полученных статистических данных построены схемы безотказной работы систем оповещения и управления эвакуацией людей, определены вероятности отказов и безотказной работы системы оповещения. Проведен анализ полученных результатов и намечены пути повышения уровня безотказной работы. Рассмотрены требования к системам безопасности, к которым отнесены соответствие международным стандартам и нормам пожарной безопасности объектов, периодические проверки исправности систем в организациях, обучение работников и обслуживающего персонала действиям при срабатывании сигнала систем оповещения и управления эвакуацией людей, проведение эвакуации в соответствии с правилами. Отмечена высокая эффективность предложенной методики определения вероятностей безотказной работы и функционирования системы на различных стадиях проектирования объекта, сдачи его в эксплуатацию. Показана значимость вклада разработанной методики в общий расчет вероятности возникновения пожара на любом объекте.
Кратко обозначена проблема пожарной безопасности в родильных домах с учетом специфики пациентов (рожениц). Отмечены особенности их поведения и передвижения, связанные с состоянием беременных женщин и матерей после родов, а также существующие требования в контексте уязвимости данных категорий населения. Показана динамика количества пожаров и их причины в родильных домах на территории России за 2018-2022 гг. Обнаружено, что беременные женщины при эвакуации из здания в случае пожара испытывают трудности из-за стресса, своего психологического и физиологического состояния. В связи с этим предложено принятие дополнительных мер для обеспечения безопасности беременных или родивших женщин и их новорожденных детей в родильных домах в случае экстренной чрезвычайной ситуации в виде пожара. Общая безопасность пациенток в родильных отделениях должна быть приоритетной задачей любого учреждения здравоохранения.
Издательство
- Издательство
- ИРНИТУ
- Регион
- Россия, Иркутск
- Почтовый адрес
- 664074, Иркутская обл, г Иркутск, Свердловский р-н, ул Лермонтова, д 83
- Юр. адрес
- 664074, Иркутская обл, г Иркутск, Свердловский р-н, ул Лермонтова, д 83
- ФИО
- Корняков Михаил Викторович (Ректор)
- E-mail адрес
- cpk@istu.edu
- Контактный телефон
- +7 (395) 2405405