Результат интеллектуальной деятельности: Средство и способ обеззараживания участков почвы, контаминированных спорами сибирской язвы или бактериями возбудителей опасных и особо опасных инфекций

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.