Визначення закономірностей виділення гіпохлоритної кислоти зі спінених розчинів гіпохлориту натрію в повітря у випарному пристрої спеціальної конструкції

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.319053

Ключові слова:

гіпохлоритна кислота, гіпохлорит натрію, активний хлор, антимікробні агенти, дезінфекція повітря, газовиділення, випарні пристрої, профілактика інфекцій

Анотація

Важливим елементом системи профілактики інфекційних захворювань є знезараження повітря в приміщеннях, особливо в присутності людей. Перспективним рішенням для цього є заповнення приміщення антимікробним хімічним агентом, який швидко нейтралізував би патогени безпосередньо в момент їх потрапляння в повітря. В якості такого агента доцільно використовувати гіпохлоритну кислоту HOCl. Але традиційні методи введення HOCl в повітря шляхом аерозолювання її розчинів можуть супроводжуватися низкою ризиків, яких можна запобігти, використовуючи газоподібну HOCl. Тому актуальноює розробка випарнихпристроїв, які враховували бспецифіку хлорактивних сполук, та визначення впливу різних факторів на виділення з нихгазоподібної HOCl в повітря, яке оброблюється. В ході дослідження розроблено конструкцію установки, в якій переведення HOCl в повітря здійснюється контактом останнього зі спіненим робочим розчином гіпохлориту натрію NaOCl. Концентрація HOCl в обробленому повітрі в основному залежить від її концентрації в робочому розчині, яка, в свою чергу, визначається рН розчину та загальним вмістом вільного хлору в ньому. Додатково вивчений вплив на повітряну концентрацію HOCl температур повітря і робочого розчину, об'єму робочого розчину, потужності повітряних потоків та інших технологічних факторів. При використанні електрохімічно генерованого розчину NaOCl з концентрацією близько 1000 мг/л і pH 8,50–8,60 при 20°C можна підтримувати концентрацію загального хлору в потоці повітря потужністю 50 м3/год на рівні близько 0,30 мг/м3 протягом тривалого часу. Проста конструкція, багатофункціональність і принципова можливість поєднання процесів електрохімічного синтезу HOCl і її невідкладного введення в повітря відкривають широкі перспективи використання розроблених установок для безперервної дезінфекції приміщень

Біографії авторів

Богдан Валерійович Мурашевич, Дніпровський державний медичний університет

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедра біохімії та медичної хімії

Дмитро Вадимович Гиренко, Український державний університет науки і технологій

Доктор хімічних наук, професор

Кафедра фізичної хімії

Олег Сергійович Лебідь, Український державний університет науки і технологій

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедра біотехнології

Ганна Сергіївна Маслак, Дніпровський державний медичний університет

Доктор біологічних наук, професор

Кафедра біохімії та медичної хімії

Еміль Геннадійович Біленький, Дніпровський державний медичний університет

Кафедра біохімії та медичної хімії

Посилання

  1. Islam, M. S., Rahman, K. M., Sun, Y., Qureshi, M. O., Abdi, I., Chughtai, A. A., Seale, H. (2020). Current knowledge of COVID-19 and infection prevention and control strategies in healthcare settings: A global analysis. Infection Control & Hospital Epidemiology, 41 (10), 1196–1206. https://doi.org/10.1017/ice.2020.237
  2. Viana Martins, C. P., Xavier, C. S. F., Cobrado, L. (2022). Disinfection methods against SARS-CoV-2: a systematic review. Journal of Hospital Infection, 119, 84–117. https://doi.org/10.1016/j.jhin.2021.07.014
  3. Querido, M. M., Aguiar, L., Neves, P., Pereira, C. C., Teixeira, J. P. (2019). Self-disinfecting surfaces and infection control. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 178, 8–21. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2019.02.009
  4. Chen, X., Kumari, D., Achal, V. (2020). A Review on Airborne Microbes: The Characteristics of Sources, Pathogenicity and Geography. Atmosphere, 11 (9), 919. https://doi.org/10.3390/atmos11090919
  5. Liu, G., Xiao, M., Zhang, X., Gal, C., Chen, X., Liu, L. et al. (2017). A review of air filtration technologies for sustainable and healthy building ventilation. Sustainable Cities and Society, 32, 375–396. https://doi.org/10.1016/j.scs.2017.04.011
  6. Watson, R., Oldfield, M., Bryant, J. A., Riordan, L., Hill, H. J., Watts, J. A. et al. (2022). Efficacy of antimicrobial and anti-viral coated air filters to prevent the spread of airborne pathogens. Scientific Reports, 12 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-022-06579-9
  7. Murashevych, B., Stepanskyi, D., Toropin, V., Koshova, I., Maslak, G., Prigozhaeva, L. et al. (2020). Synthesis and antimicrobial properties of new polymeric materials with immobilized peroxyacid groups. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 15 (24), 3090–3099. Available at: https://repo.dma.dp.ua/7209/1/Murashevich_Maslak_2020-2-11.pdf
  8. Murashevych, B., Koshova, I., Surmasheva, E., Girenko, D., Chuiko, V., Stepanskyi, D. (2022). Broad-purpose antimicrobial chlorine-active polymers: suppression of multidrug-resistant microorganisms and microbial penetration resistance. ScienceRise: Pharmaceutical Science, 5 (39), 64–73. https://doi.org/10.15587/2519-4852.2022.266171
  9. Nardell, E. A. (2021). Air Disinfection for Airborne Infection Control with a Focus on COVID‐19: Why Germicidal UV is Essential†. Photochemistry and Photobiology, 97 (3), 493–497. https://doi.org/10.1111/php.13421
  10. Grignani, E., Mansi, A., Cabella, R., Castellano, P., Tirabasso, A., Sisto, R. et al. (2020). Safe and Effective Use of Ozone as Air and Surface Disinfectant in the Conjuncture of Covid-19. Gases, 1 (1), 19–32. https://doi.org/10.3390/gases1010002
  11. Boecker, D., Zhang, Z., Breves, R., Herth, F., Kramer, A., Bulitta, C. (2023). Antimicrobial efficacy, mode of action and in vivo use of hypochlorous acid (HOCl) for prevention or therapeutic support of infections. GMS Hygiene and Infection Control, 18. https://doi.org/10.3205/dgkh000433
  12. Andrés, C. M. C., Pérez de la Lastra, J. M., Juan, C. A., Plou, F. J., Pérez-Lebeña, E. (2022). Hypochlorous Acid Chemistry in Mammalian Cells – Influence on Infection and Role in Various Pathologies. International Journal of Molecular Sciences, 23 (18), 10735. https://doi.org/10.3390/ijms231810735
  13. Afify, A. A., Hassan, G. K., Al-Hazmi, H. E., Kamal, R. M., Mohamed, R. M., Drewnowski, J. et al. (2023). Electrochemical Production of Sodium Hypochlorite from Salty Wastewater Using a Flow-by Porous Graphite Electrode. Energies, 16 (12), 4754. https://doi.org/10.3390/en16124754
  14. Ponzano, G. P. (2006). Sodium Hypochlorite: History, Properties, Electrochemical Production. Disinfection by Sodium Hypochlorite: Dialysis Applications, 7–23. https://doi.org/10.1159/000096810
  15. Gessa Sorroche, M., Relimpio López, I., García-Delpech, S., Benítez del Castillo, J. M. (2022). Hypochlorous acid as an antiseptic in the care of patients with suspected COVID-19 infection. Archivos de La Sociedad Española de Oftalmología (English Edition), 97 (2), 77–80. https://doi.org/10.1016/j.oftale.2021.01.010
  16. Burian, E. A., Sabah, L., Kirketerp-Møller, K., Gundersen, G., Ågren, M. S. (2022). Effect of Stabilized Hypochlorous Acid on Re-epithelialization and Bacterial Bioburden in Acute Wounds: A Randomized Controlled Trial in Healthy Volunteers. Acta Dermato-Venereologica, 102, adv00727. https://doi.org/10.2340/actadv.v102.1624
  17. Delgado-Enciso, I., Paz-Garcia, J., Barajas-Saucedo, C., Mokay-Ramírez, K., Meza-Robles, C., Lopez-Flores, R. et al. (2021). Safety and efficacy of a COVID‑19 treatment with nebulized and/or intravenous neutral electrolyzed saline combined with usual medical care vs. usual medical care alone: A randomized, open-label, controlled trial. Experimental and Therapeutic Medicine, 22 (3). https://doi.org/10.3892/etm.2021.10347
  18. Chung, I., Ryu, H., Yoon, S.-Y., Ha, J. C. (2022). Health effects of sodium hypochlorite: review of published case reports. Environmental Analysis Health and Toxicology, 37 (1), e2022006. https://doi.org/10.5620/eaht.2022006
  19. Lackner, M., Rössler, A., Volland, A., Stadtmüller, M. N., Müllauer, B., Banki, Z. et al. (2022). N-chlorotaurine is highly active against respiratory viruses including SARS-COV-2 (COVID-19) in vitro. Emerging Microbes & Infections, 11 (1), 1293–1307. https://doi.org/10.1080/22221751.2022.2065932
  20. Murashevych, B., Bilenkyi, G., Girenko, D., Bilenkyi, E. (2024). N-Chlorotaurine Solutions as Agents for Infusion Detoxification Therapy: Preclinical Studies. International Journal of Molecular Sciences, 25 (15), 8345. https://doi.org/10.3390/ijms25158345
  21. Urushidani, M., Kawayoshi, A., Kotaki, T., Saeki, K., Mori, Y., Kameoka, M. (2022). Inactivation of SARS-CoV-2 and influenza A virus by dry fogging hypochlorous acid solution and hydrogen peroxide solution. PLOS ONE, 17 (4), e0261802. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0261802
  22. Feng, K.-C., Ghai, A., Liu, H., Salerno, A., Miller, C., Liu, J. et al. (2022). Efficacy of hypochlorous acid (HOCl) fog in sanitizing surfaces against Enterococcus faecalis. American Journal of Infection Control, 50 (12), 1311–1315. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2022.03.009
  23. Nguyen, K., Bui, D., Hashemi, M., Hocking, D. M., Mendis, P., Strugnell, R. A., Dharmage, S. C. (2021). The Potential Use of Hypochlorous Acid and a Smart Prefabricated Sanitising Chamber to Reduce Occupation-Related COVID-19 Exposure. Risk Management and Healthcare Policy, 14, 247–252. https://doi.org/10.2147/rmhp.s284897
  24. Boecker, D., Breves, R., Zhang, Z., Bulitta, C. (2021). Antimicrobial Activity in the Gasphase with Hypochloric Acid. Current Directions in Biomedical Engineering, 7 (2), 511–514. https://doi.org/10.1515/cdbme-2021-2130
  25. Fukuzaki, S. (2023). Uses of gaseous hypochlorous acid for controlling microorganisms in indoor spaces. Journal of Microorganism Control, 28 (4), 165–175. https://doi.org/10.4265/jmc.28.4_165
  26. Muramatsu, T., Kodama, K., Yamada, T., Yamada, A., Fukuzaki, S. (2024). Inhalation of gaseous hypochlorous acid and its effect on human respiratory epithelial cells in laboratory model systems. Journal of Microorganism Control, 29 (1), 39–44. https://doi.org/10.4265/jmc.29.1_39
  27. Murashevych, B., Maslak, H., Girenko, D., Abraimova, O., Netronina, O., Shvets, V. (2024). The effect of hypochlorous acid inhalation on the activity of antioxidant system enzymes in rats of different ages. Free Radical Research, 58 (8-9), 441–457. https://doi.org/10.1080/10715762.2024.2386688
  28. Hitzler, A., Harter, E. (1995). Pat. No. WO/1996/012143. Fragrance evaporator, in particular for toilets. No. PCT/EP1995/004042; declareted: 14.10.1995; published: 25.04.1996. Available at: https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=WO1996012143
  29. Girenko, D. V., Velichenko, A. B. (2016). Selection of the Optimal Cathode Material to Synthesize Medical Sodium Hypochlorite Solutions in a Membraneless Electrolyzer. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 54 (1), 88–95. https://doi.org/10.3103/s1068375518010052
  30. Nakamura, K., Hotta, H., Hayashi, T., Ishida, Y., Yoshida, S., Fukuzaki, S. (2021). Indoor concentration and bactericidal action of gaseous hypochlorous acid during the operation of a forced-air vaporizer fed with weakly alkaline hypochlorite solution. Journal of Environmental Control Technique, 39, 300–305.
  31. Mohammadian, E., Hadavimoghaddam, F., Kheirollahi, M., Jafari, M., Chenlu, X., Liu, B. (2023). Probing Solubility and pH of CO2 in aqueous solutions: Implications for CO2 injection into oceans. Journal of CO2 Utilization, 71, 102463. https://doi.org/10.1016/j.jcou.2023.102463
  32. Murashevych, B., Girenko, D., Koshova, I., Maslak, G., Burmistrov, K., Stepanskyi, D. (2024). Broad-Purpose Solutions of N-Chlorotaurine: A Convenient Synthetic Approach and Comparative Evaluation of Stability and Antimicrobial Activity. Journal of Chemistry, 2024, 1–15. https://doi.org/10.1155/2024/8959915
  33. Girenko, D., Murashevych, B., Velichenko, A. (2023). Influence of the platinum surface state on the selectivity of the electrochemical synthesis of sodium hypochlorite. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 99 (1), 236–246. https://doi.org/10.1002/jctb.7528
  34. Girenko, D., Murashevych, B., Demchenko, P., Velichenko, A. (2024). Electrochemical synthesis of NaClO solutions on Ti/Pt electrodes in current reverse mode. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 99 (12), 2608–2616. https://doi.org/10.1002/jctb.7741
Визначення закономірностей виділення гіпохлоритної кислоти зі спінених розчинів гіпохлориту натрію в повітря у випарному пристрої спеціальної конструкції

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-27

Як цитувати

Мурашевич, Б. В., Гиренко, Д. В., Лебідь, О. С., Маслак, Г. С., & Біленький, Е. Г. (2024). Визначення закономірностей виділення гіпохлоритної кислоти зі спінених розчинів гіпохлориту натрію в повітря у випарному пристрої спеціальної конструкції. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(10 (132), 26–36. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.319053

Номер

Том 6 № 10 (132) (2024): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Bohdan Murashevych, Dmitry Girenko, Oleg Lebed, Hanna Maslak, Emil Bilenkyi

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.