книги из ГПНТБ / Кульский Л.А. Серебряная вода
.pdf
|
|
^ |
/ 6 |
||
613.1 |
№ |
9 |
g |
y |
|
" О д ' ~ |
|||||
|
|
|
|
||
“у |
'ЕХН; |
. |
-ТЯ |
|
|
..ТЬЛИОТЕКА |
ССР |
|
|||
|
Книга знакомит читателя с физико-химичес |
||||
|
кими свойствами серебряной воды и ее концентра |
||||
|
тов, а |
также с |
их физиологическим действием. |
||
|
В ней описано применение серебряной воды для |
||||
|
дезинфекции и консервирования пищевых продук |
||||
|
тов, обеззараживания питьевой воды и для лечеб |
||||
|
ных целей. Приведены схемы и установки для по |
||||
|
лучения серебряной воды в быту, клиниках, сана |
||||
|
ториях |
и промышленности. |
|||
|
Книга содержит справочный материал, кото |
||||
|
рый может быть использован в научной и прак |
||||
|
тической деятельности специалистами, работающи |
||||
|
ми в области коммунального хозяйства, пищевой |
||||
|
промышленности |
и медицины. |
|||
|
Рассчитана на широкий круг читателей. |
5—В
325—68М
П Р Е Д И С Л О В И Е
Впервые метод обеззараживания питьевой воды электролитическими растворами серебра был разрабо тан в СССР (1930 г.) автором данной брошюры; два
года спустя |
аналогичная методика |
была опубликована |
в Германии, |
а примерно через |
двенадцать лет— в |
Англии. В настоящее время применением этого метода занимаются в США, Франции, ЧССР и других странах.
В Советском' Союзе многие исследования по изуче нию свойств серебряной воды и ее концентратов вы полнены в лабораториях Сектора химии и технологии воды, в институтах микробиологии и гидробиологии АН УССР, в Киевском ордена Ленина Государственном университете и других организациях.
' Этими исследованиями установлены высокие дезин фицирующие и стерилизующие свойства серебряных растворов, получаемых электролитическим методом, и намечены перспективы их использования для обезза раживания и консервирования питьевой воды.
Совместно с другими научными учреждениями в Секторе химии и технологии воды была разработана методика применения этого препарата для стерилиза ции и консервирования пищевых продуктов,'фруктовых
иовощных соков, безалкогольных напитков и т. д.
Впредвоенный период и особенно в годы Великой Отечественной войны серебряная вода использовалась
3
в лечебных учреждениях. Исключительно благоприят ные результаты были получены при лечении ею ран и изъязвлений.
Широкому использованию серебряной воды в воен ные годы активно содействовало Министерство здраво охранения Башкирской АССР, внедряя в жизнь разра ботанные в Академии наук УССР различные типы
ионаторов — приборов для |
получения серебряной воды. |
|
В |
последнее время интерес исследователей к сере |
|
бряной |
воде значительно |
возрос. Серебро оказалось |
не только прекрасным консервантом питьевой воды и хорошим обеззараживающим и лечебным средством, но и элементом, всегда встречающимся в живых организ мах и, по-видимому, для них жизненно необходимым.
Настоящая книга знакомит читателя со свойствами серебряной воды и ее концентратов, способами их по лучения и перспективами применения. Автор попытался в ней наиболее полно ответить на вопросы, с которыми обращались и обращаются в Академию наук УССР лица и учреждения, интересующиеся использованием электролитических растворов серебра на практике.
В заключение автор выражает благодарность науч ным сотрудникам Сектора химии и технологии воды АН УССР О. С. Невкипилой и В. А. Слипченко, оказав шим большую помощь при подготовке к печати на стоящей книги, а также издательству «Наукова дум ка», повторившему ее издание в дополненном и хорошо, оформленном виде.
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ СЕРЕБРА НА МИКРОБНУЮ КЛЕТКУ
Серебряная вода применялась в глубокой древнос ти. Об этом свидетельствуют данные, имеющиеся в ме дицинских трудах, написанных еще на санскрите [70]. Историк античного мира Геродот приводит сведения о том, что в V в. до н. э. персидский царь Кир во время походов пользовался питьевой водой, сохраняемой в серебряных «священных сосудах». В индусских рели гиозных книгах встречаются упоминания об обеззара живании воды путем кратковременного погружения в нее раскаленного серебра либо в результате длительно го контакта с этим металлом в обычных условиях. В некоторых странах существовал обычай при освяще нии колодцев бросать в них серебряные монеты, тем самым как бы улучшая качество воды, а также хранить воду в серебряных чашах. Однако на протяжении мно гих'столетий не было ни малейшего представления о сущности происходящих при этом процессов.
В конце XIX в. внимание исследователей вновь при влекают ценные дезинфицирующие свойства некоторых металлов. В литературе появляются сообщения о свойст ве металлов (меди, серебра) при контакте с водой уби вать находящиеся в ней микроорганизмы. Это откры тие, принадлежащее швейцарскому ботанику Негели,
5
было опубликовано в его посмертном труде в 1893 г. [80]. Негели выдвинул теорию олигодинамического дей ствия серебра, которое наблюдал на пресноводных во дорослях. Он описал два вида процессов, происходящих в клетке под влиянием серебра. В одном случае оболоч ка плазмы сжималась одновременно с хлорофиллонос ным слоем. Такая картина, возникающая под влиянием больших концентраций серебра, подобна отравлению тяжелыми металлами. Под воздействием слабых раст воров серебра 1:100 000 000 хлорофиллоносный слой отделялся от оболочки и сжимался. Это явление Неге ли назвал олигодинамией (от греческих слов «олигос»— следы и «динамис» — действие, т. е. действие следов). Ученый установил, что только в растворенном виде се ребро проявляет олигодинамические свойства.
Герцберг своими работами подтвердил опыты Неге ли. Он наблюдал на твердых питательных средах, за сеянных бактериями, вокруг капли коллоидного серебра стерильную зону без роста микробов, наличие которой исследователь объяснил воздействием высокой концент рации серебра (т. е. обычным действием тяжелых ме таллов) в ее центральной части и олигодинамическим действием серебра у краев стерильной зоны. Такое объяснение вполне соответствовало теории Негели.
Винцент, сравнивая активность некоторых металлов, установил, что наиболее сильное действие на бактерии оказывает серебро, затем медь и золото. Так, дифтерий ная палочка погибала на серебряной пластинке через
три дня, |
на меди — через |
шесть |
дней, на золоте — че |
||||
рез восемь. Стафилококк погибал на |
серебре через два |
||||||
дня, |
на |
меди |
через три, |
на |
золоте — через девять |
||
дней. |
Тифозная |
палочка |
на |
серебре |
и меди погибала |
||
через |
18 |
ч, а на золоте — через шесть-семь дней. |
6
В 20-х годах XX в. было предложено несколько тео рий, объясняющих эффект воздействия серебра и меди на бактерии.
Однако лишь ионная теория, рассматривающая бак терицидный эффект (способность уничтожать бактерии) как результат перехода металла в ионы и последующе-, го действия этих ионов на бактерии, сохранила свое значение. Согласно этой теории, концентрация ионов серебра в растворе должна определять силу бактери-. цидного эффекта, т. е. факторы, усиливающие раство римость металла, должны увеличивать и активность раствора.
В 1907 г. русский ученый Г. А. Сериков [47] экспери ментально установил, что химически чистое металличес кое серебро мало бактерицидно.
П. Е. Ермолаев [11], И. Ф. Александров [1], Е. А. Плевако [42] и другие отечественные исследова тели доказали, что эффект уничтожения бактерий се ребром зависит от образования на поверхности металла его же солей и окислов. Эти соединения, растворяясь в воде, дают ту или иную концентрацию ионов серебра, обусловливающую бактерицидное действие.
Александров и Ермолаев в своих опытах помещали
пластинку |
из металлического серебра |
в чашку |
Петри |
||
на агар, предварительно |
засеянный кишечной |
палочкой |
|||
(бактерией |
коли). Если |
поверхность |
серебра |
не |
была |
отмыта от окисной пленки и солей серебра, вокруг пла стинки через 48 ч роста бактерий не обнаруживали. На
агаре была |
ясно |
видна стерильная зона |
в 2—3 мм. |
||
В том случае, когда |
такую же |
пластинку |
тщательно |
||
отмывали водным |
раствором аммиака, вокруг нее сте |
||||
рильная зона не образовывалась. |
серебряной проволо |
||||
Плевако |
помещал |
спираль из |
7
ки, содержавшую 99,999% серебра, длиной 20 м и диа метром 0,4 мм в сосуд со 100 мл* дистиллированной во ды. Спустя 24; 48 и 72 ч испытывалось бактерицидное действие этой воды на бактерии коли. Время контакта с бактериями составляло 24 ч, после чего делался высев на обычные среды. Проволока испытывалась как с от мытой (25%-ным раствором аммиака),, так и с неотмытой поверхностью. Опытами доказано, что отмытое се ребро теряет свои бактерицидные свойства. Аналогич ные опыты, проводимые с посеребренным песком С. В. Мойсеева [37], подтвердили изложенную выше точ ку зрения.
Не менее наглядных результатов добились исследо ватели Тиле и Вольф. Они экспериментально изучили бактерицидный эффект нескольких гальванических пар:
серебряная жесть — золото, |
серебро — платина, |
сереб |
ряный порошок — палладий, уголь — серебро. |
галь |
|
Тиле и Вольф показали, |
что в образующихся |
ванических элементах биологически активными являют ся растворимые электроды. Вокруг катодов таких галь ванических пар стерильная зона не наблюдалась вовсе или была незначительной, в то время как вокруг сереб ряного анода она была шире, чем стерильная зона вок
руг |
пластинки |
из того же металла, не включенного в |
|
ная |
* С 1 января |
1963 г. в Советском Союзе введена Международ |
|
система единиц СИ, однако для |
удобства пользования данны |
||
ми, |
приводимыми в брошюре, автор |
использовал для их выраже |
|
ния |
метрическую |
систему единиц,- как более известную широкому |
кругу читателей.
Ниже приводятся соотношения основных единиц старых систем, встречающихся в работе, и единиц системы СИ:
1 |
аг=9,81 • 104 к/л2= 0,981 бар, |
1 |
г= 10—3 кг, |
1 |
л=10~3 м \ |
1 ма= 10“3 о, 1°С=1° К—273,15°.
8
электродную пару. Добавление 0,00005 г угля к 1 г се ребряного порошка значительно усиливало бактерицид ный эффект.
Исследования автора данной брошюры, как и позд нее опубликованные работы других исследователей, подтверждают приведенные выше факты и позволяют сделать вывод о том, что именно ионы металлов и их ионогенные соединения (вещества, способные в воде распадаться на ионы) вызывают гибель микроорганиз мов. Во всех случаях бактерицидного эффекта степень активности серебра тем большая, чем выше концентра ция ионов в растворе [15, 16, 17, 20, 23, 24].
Образование электродных пар способствует перехо ду активного металла в раствор в виде ионов. По той же причине оксидированные металлы (покрытые плен кой, состоящей из окиси или перекиси того же металла) обладают большей активностью, чем неоксидированные. Посторонние вещества в воде отрицательно влияют в том случае, если они связывают ионы серебра в малодиссоциированные или труднорастворимые выпадающие в осадок соединения.
Что касается влияния ионного серебра непосредст венно на бактерии, то и по данному вопросу единого мнения не существует. Известно, что бактерии, прото плазма которых имеет отрицательный электрический заряд, притягивают к себе положительно заряженные ионы серебра. При соприкосновении ионов серебра с бактериями последние в результате физиологического воздействия на них ионов металла гибнут.
Некоторые исследователи особенное значение при дают физико-химическим процессам, протекающим в плазме бактерий. Еще в 1921 г. Вернике высказал предположение о том, что действие ионов серебра на бактерии состоит в окислении плазмы кислородом, раст
9
воренным в воде, причем серебро играет роль катали затора.
Исходя из этого, можно сделать вывод, что ионы металлов действуют не непосредственно, а являются, главным образом, передатчиками кислорода; само оки сление заключается как в непосредственном присоеди нении кислорода, так и в дегидрировании соединений плазмы. Этой точки зрения придерживаются многие ис следователи.
Заслуживает внимания теория Зюпфле [90], согласно которой антимикробное действие серебра обусловлено адсорбцией его ионов бактериальными клетками. Зюпф ле опроверг господствующую до него гипотезу Герцберга о том, что ионы серебра увеличивают плотность атомарного кислорода, который затем вызывает дегид ратацию бактериальных клеток. Опыты Зюпфле на ана эробных бактериях показали, что увеличение плотности кислорода вокруг клетки происходит только тогда, ког да серебро находится в виде чистого металла, т. е. когда оно не ионизировано, а следовательно, и не оказывает антимикробного действия.
Развивая дальше теорию Зюпфле, Ляйтнер [74] по казал, что в комплексе бактерии — серебро последнее может быть вытеснено веществами, имеющими большее сродство с поверхностью бактерий. При этом антимик робное действие серебра ослабевает. Степень адсорбции серебра зависит от величины общей поверхности бакте рий, находящихся в . воде,-величин их заряда, а также от pH среды и содержания солей.
Несколько позже Орцеховский и Штольц [83] на ос новании проведенных исследований высказали предпо ложение об-отсутствии непосредственного олигодинамического действия серебра на бактериальную клетку. По их мнению, серебро является переносчиком С1-ионов
10