Плазменно-активированная вода (ПАВ): сравнительный анализ эффективности BSD и DBDD для очистки сточных вод

Почему это важно

В условиях ужесточения экологических нормативов и роста резистентности микроорганизмов к традиционным дезинфектантам, российские предприятия пищевой промышленности и объекты водоочистки сталкиваются с необходимостью поиска альтернатив хлорированию и УФ-облучению. Использование плазменно-активированной воды (ПАВ) представляет собой перспективный метод «зеленой» химии, позволяющий проводить дезинфекцию и деструкцию органических загрязнителей без образования токсичных побочных продуктов, что критически важно для соблюдения требований СанПиН по качеству сточных вод.

Что показало исследование

Исследователи сравнили два метода генерации ПАВ непосредственно в жидкости: искровой разряд в пузырьках (BSD) и диэлектрический барьерный разряд с диффузором (DBDD). В качестве тест-объектов выступили патогены E. coli и S. enterica, а также ряд органических красителей, имитирующих промышленные загрязнения. Результаты показали значительную разницу в скорости воздействия: система DBDD обеспечила полную инактивацию планктонных форм бактерий всего за 90 секунд, в то время как BSD потребовалось до 5 минут.

Различия в эффективности обусловлены химическим составом активных частиц. Установлено, что высокая скорость DBDD связана с генерацией короткоживущих активных форм кислорода (супероксид-анион O2⁻ и синглетный кислород ¹O2), что подтверждено экспериментами с использованием специфических «ловушек» (L-гистидин и Тирон). В свою очередь, антибактериальная активность BSD в большей степени опирается на действие пероксида водорода (H2O2), который обладает более длительным периодом полураспада, но меньшей мгновенной окислительной мощностью.

Практическое значение

Для технологов и специалистов по очистке стоков это исследование открывает путь к внедрению систем «on-demand» (по требованию), где дезинфектант синтезируется на месте из воды и воздуха. Переход на технологию DBDD может существенно сократить время контакта, необходимое для обеззараживания, что позволяет уменьшить объемы резервуаров-контактных камер. При проектировании систем очистки важно учитывать, что выбор метода генерации плазмы должен зависеть от целевой задачи: если приоритетом является быстрая инактивация патогенов, предпочтительны системы с высокой концентрацией короткоживущих радикалов (DBDD), если же требуется пролонгированный эффект — системы типа BSD.

На что обратить внимание

Несмотря на многообещающие результаты, исследование проводилось в контролируемых лабораторных условиях с модельными растворами. Остается открытым вопрос масштабируемости данных систем для промышленных объемов сточных вод, где присутствие взвешенных веществ и высокая мутность могут снижать эффективность генерации активных частиц. Также требуется дополнительная оценка коррозионной активности такой воды по отношению к материалам трубопроводов и оборудования, что является обязательным условием для интеграции в существующие технологические линии.

---

Источник: McClenaghan, Thompson, Duncan, Gilmore, Gilmore. Journal of applied microbiology (2026)

Дайджест подготовлен редакцией Дезинфицирующиесредства.рф на основе рецензируемого научного исследования. Материал носит информационный характер и не заменяет официальные инструкции производителей и нормативные документы.