ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ОЗОНУВАННЯ ДЛЯ ЗНЕЗАРАЖЕННЯ ПРІСНОЇ ВОДИ
DOI:
https://doi.org/10.11603/1811-2471.2023.v.i4.14189Ключові слова:
озон, знезараження води, інактивація мікроорганізмів, портативний генератор озонуАнотація
РЕЗЮМЕ. Попит на ефективні та безпечні для навколишнього середовища методи дезінфекції джерел прісної води має першорядне значення для вирішення зростаючих проблем із патогенними мікроорганізмами, що передаються через воду. Метод очищення води, який використовує озон для дезінфекції та очищення води, набув популярності завдяки своїм потенційним перевагам перед традиційними методами дезінфекції.
Метою було проведення оцінки ефективності озонування для дезінфекції прісної води з метою розуміння можливості його застосування та придатності для різних типів води.
Матеріал і методи. Відбирали зразки водопровідної, джерельної та води відкритих водойм, озонування води проводили електролітичним методом комерційним портативним озонатором протягом 2 та 5 хвилин. Для збільшення тривалості дії вже утвореного у воді озону зразки витримували додаткові 5 та 10 хвилин. Оброблені та необроблені зразки піддавали мікробіологічному дослідженню із підрахунком загального мікробного числа. Додатково оцінювали мінералізацію зразків води.
Результати показали, що озонування має значний потенціал дезінфекції, ефективно зменшуючи мікробне навантаження, порівняно з контролем. Ефективність інактивації залежала від вихідної концентрації мікроорганізмів у воді та тривалості озонування. Водопровідна вода була найменш контамінованою і очищалася повністю, джерельна вода містила ~2,7 log КУО/мл, які вдалося інактивувати озонуванням протягом 5 хвилин з додатковою експозицією у 5 хвилин. Вода з відкритих водойм містила ~3,8 log КУО/мл, з яких навіть після озонуванням протягом 5 хвилин та додатковою експозицією у 10 хвилин вдалося знешкодити тільки 1,9 log КУО/мл. Мінералізація достовірно зменшилася лише у джерельній воді з 421 мг/л до 388 мг/л.
Висновки. Озонування є ефективним методом знезараження води, однак на його ефективність можуть впливати різні фактори, включаючи якість води, дозування озону та час контакту.
Посилання
Gomes, J., Matos, A., Gmurek, M., Quinta-Ferreira, R.M., & Martins, R.C. (2019). Ozone and photocatalytic processes for pathogens removal from water: A review. Catalysts, 9(1), 1-23. DOI: 10.3390/catal9010046. DOI: https://doi.org/10.3390/catal9010046
Yuliana, T., Prihastanti, E., & Nurchayati, Y. (2020). Potential of aqueous ozone for the in vitro sterilization procedure of solanaceae. Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research, 138-141. DOI: 10.22159/ajpcr.2020.v13i10.38945. DOI: https://doi.org/10.22159/ajpcr.2020.v13i10.38945
Ersoy, Z.G., Barisci, S., & Turkay, O. (2018). Mechanisms of the Escherichia coli and Enterococcus faecalis inactivation by ozone. LWT – Food Science and Technology, 100(1), 306-313. DOI: 10.1016/j.lwt.2018.10.095. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.10.095
Wood, J.P., Wendling, M., Richter, W., & Rogers, J. (2020). The use of ozone gas for the inactivation of Bacillus anthracis and Bacillus subtilis spores on building materials. PLOS ONE, 15(5). DOI: 10.1371/journal.pone.0233291. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0233291
Panebianco, F., Rubiola, S., Chiesa, F., Civera, T., & Di Ciccio, P.A. (2021). Effect of gaseous ozone on Listeria monocytogenes planktonic cells and biofilm: An in vitro study. Foods, 10(7). DOI: 10.3390/foods10071484. DOI: https://doi.org/10.3390/foods10071484
Wen, G., Liang, Z., Xu, X., Cao, R., Wan, Q., Ji, G., Lin, W., Wang, J., Yang, J., & Huang, T. (2020). Inactivation of fungal spores in water using ozone: Kinetics, influencing factors and mechanisms. Water Research. DOI: 10.1016/ j.watres.2020.116218. DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116218
Wolf, C., Von Gunten, U., & Kohn, T. (2018). Kinetics of Inactivation of Waterborne Enteric Viruses by Ozone. Environmental Science and Technology, 52(4), 2170-2177. DOI: 10.1021/acs.est.7b05111. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.est.7b05111
Alimohammadi, M., & Naderi, M. (2021). Effectiveness of Ozone Gas on Airborne Virus Inactivation in Enclosed Spaces: A Review Study. Ozone: Science and Engineering, 43(1), 21-31. DOI: 10.1080/01919512.2020.1822149. DOI: https://doi.org/10.1080/01919512.2020.1822149
Epelle, E.I., Macfarlane, A., Cusack, M., Burns, A., Okolie, J.A., Mackay, W., Rateb, M., & Yaseen, M. (2023). Ozone application in different industries: A review of recent developments. Chemical Engineering Journal, 454. DOI: 10.1016/j.cej.2022.140188. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.140188
Sivaranjani, S., Prasath, V.A., Pandiselvam, R., Kothakota, A., & Mousavi Khaneghah, A. (2021). Recent advances in applications of ozone in the cereal industry. LWT, 146. DOI: 10.1016/j.lwt.2021.111412. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111412
Subiksha, P.S. (2016). Ozone and its uses in root canal therapy - A review. Journal of Pharmaceutical Sciences and Research, 8(9), 1073-1076.
Hirahara, Y., Iwata, K., & Nakamuro, K. (2019). Effect of Citric Acid on Prolonging the Half-life of Dissolved Ozone in Water. Food Safety, 7(4), 90-94. DOI: 10.14252/foodsafetyfscj.d-19-00005. DOI: https://doi.org/10.14252/foodsafetyfscj.D-19-00005
Rice, R.G. (1996). Applications of ozone for industrial wastewater treatment – A review. In Ozone: Science and Engineering, 18(6), 477-515. Taylor and Francis Inc. DOI: 10.1080/01919512.1997.10382859. DOI: https://doi.org/10.1080/01919512.1997.10382859
Heebner, A., & Abbassi, B. (2022). Electrolysis catalyzed ozonation for advanced wastewater treatment. Journal of Water Process Engineering, 46, 102638. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2022.102638
Grynevych, N.Ye., Semaniuk, N.V., Khomiak, O.A., Sliusarenko, A.O., & Trofymchuk, A.М. (2023). Ekobiolohichnyy zakhyst ta sanitarnyy kontrol vody i gruntu u nerestovykh koropovykh stavakh [Ecobiological protection and sanitary control of water and soil in spawning carp ponds]. Tavriyskyy Naukovyy Visnyk – Taurida Scientific Heral, 129, 277-284. DOI: 10.32851/2226-0099.2023.129.36 [in Ukrainian]. DOI: https://doi.org/10.32851/2226-0099.2023.129.36
Morozova, L., & Hrynevych, M. (2021). Kontrol yakosti likuvalno-stolovykh mineralnykh vod Zakarpattya za vmistom hidrokarbonativ ta stupenem mineralizatsiyi [Quality control of medical and table mineral waters of Transcarpathia by the content of hydrocarbonates and the degree of mineralization]. Prodovolchi resursy – Food Resources, 9(17), 96-106. DOI: 10.31073/foodresources2021-17-10 [in Ukrainian]. DOI: https://doi.org/10.31073/foodresources2021-17-10
Tsaryk, L., Tsaryk, P., Yankovska, L., & Kuzyk, I. (2019). Heoekolohichni parametry komponentiv navkolyshnioho seredovyshcha mista Ternopolya [Geoecological parameters of components of environment of the city of Ternopil]. Naukovi zapysky Ternopilskoho natsionalnoho pedahohichnoho universytetu. Seriya: Konstruktyvna heohrafiya i heoekolohiya – The Scientific Issues of Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University. Series: Geography, 46(1), 198-210. DOI: 10.25128/2519-4577.19.2.25 [in Ukrainian]. DOI: https://doi.org/10.25128/2519-4577.19.2.25
Pandiselvam, R., Sunoj, S., Manikantan, M.R., Kothakota, A., & Hebbar, K.B. (2017). Application and Kinetics of Ozone in Food Preservation. Ozone: Science and Engineering, 39(2), 115-126. DOI: 10.1080/01919512.2016.1268947. DOI: https://doi.org/10.1080/01919512.2016.1268947
Ding, W., Jin, W., Cao, S., Zhou, X., Wang, C., Jiang, Q., Huang, H., Tu, R., Han, S.-F., & Wang, Q. (2019). Ozone disinfection of chlorine-resistant bacteria in drinking water. Water Research, 160, 339-349. DOI: 10.1016/j.watres.2019.05.014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.05.014
Ikhlaq, A., Qazi, U.Y., Akram, A., Rizvi, O.S., Sultan, A., Javaid, R., Al-Sodani, K.A.A., & Ibn Shamsah, S.M. (2022). Potable Water Treatment in a Batch Reactor Benefited by Combined Filtration and Catalytic Ozonation. Water (Switzerland), 14(15). DOI: 10.3390/w14152357. DOI: https://doi.org/10.3390/w14152357
Wang, B.B. (2021). Research on drinking water purification technologies for household use by reducing total dissolved solids (TDS). PLOS ONE, 16(9), e0257865. DOI: 10.1371/journal.pone.0257865. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0257865
