一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法

1.本发明涉及一种臭氧水协同过氧乙酸和紫外的消毒方法。


背景技术：

2.在原水水体中，除无机和有机污染物外，更含有大量的病原微生物，它们具有致病性和高繁殖能力，危害人体健康，以常规的化学消毒方法较难杀灭。当今主流的消毒技术为氯消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒、紫外照射消毒法以及臭氧消毒法，对部分病原微生物杀灭效果较差、对水质要求高、成本高，且容易造成后续副产物的污染。
3.白色念珠菌(candidaalbicans)，为单细胞真菌，菌体呈圆形或卵圆形，直径3-6μm，革兰染色阳性，着色不均，在组织内易形成芽生孢子及假菌丝。该菌为机会致病菌，广泛存在于自然界，日常存在于人体口腔、上呼吸道、肠道、阴道等黏膜部位，在40-60％的健康成人的胃肠道和口腔中检测到它。当机体出现菌群失调，尤其是免疫力下降时，白色念珠菌会大量繁殖并改变生长形态侵入宿主细胞引起假疾病。白色念珠菌酵母相细胞壁富含葡聚糖(β-glucans)可被免疫受体dectin-1识别，因此葡聚糖为免疫系统识别的主要靶点，而其假菌丝相不易被dectin-1识别，从而进行免疫逃逸。念珠菌属的真菌大多数多重耐药，甚至广泛耐药，一些常见的消毒剂无法有效杀灭，目前致死率最高的耳念珠菌也属于念珠菌属。
4.现有的消毒指示菌多采用枯草芽孢杆菌，但白色念珠菌的形态远大于枯草芽孢杆菌的芽孢体，耐受性也高于芽孢。目前已有的消毒方法包括：氯消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒、紫外照射消毒法以及臭氧消毒法等，均存在不足与缺陷，很少有处理方法可广泛应用于不同水体，且兼具微生物杀灭率高、操作易、成本低和环保等优点。


技术实现要素：

5.本发明的目的是要解决传统消毒法对水体中病原微生物杀灭率低、易产生“三致”物质、适用水体ph范围较小、对水体浊度要求高、药剂耗量大且贮存条件严格、不环保、无法实现成本低、操作易的问题，而提供一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法。
6.一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，具体是按以下步骤完成的：
7.一、将臭氧通入纯水中，得到饱和臭氧水，将饱和臭氧水加入到白色念珠菌悬液中，再投入过氧乙酸，得到混合液；
8.二、对混合液进行紫外照射一段时间，再加入含硫代硫酸钠的中和剂猝灭反应，得到去除白色念珠菌的溶液。
9.本发明的原理及优点：
10.本发明提供一种白色念珠菌的消毒方法，目的在于能够利用臭氧水和过氧乙酸的氧化性，联合紫外(uv
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)使病原微生物被杀灭，以降低水中白色念珠菌的浓度；
11.第一方面，本发明的技术原理是：臭氧会用其强氧化性，直接作用于微生物本身，破坏其细胞壁、细胞膜等组织结构，并透过膜组织，渗入细胞内部，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡；过氧乙酸会通过氧化作用使微生物中的酶失去活性，提高杀灭率；紫外(uv
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)可透过细胞壁和膜组织结构对内部的细胞核及其遗传物质dna造成破坏，从而达到杀菌消毒的目的。同时，紫外(uv
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)也会对体系中对臭氧和过氧乙酸进行活化，产生较高浓度的羟基自由基，与病原微生物反应，达到高效杀灭病原微生物的目的，并消除和分解残留的臭氧和过氧乙酸；
12.第二方面，与现有技术相比，本发明提出的“臭氧协同紫外线照射去除原水中白色念珠菌的方法”的方法具有以下优点：本发明在臭氧和过氧乙酸的联合体系中加入的紫外(uv
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)照射会将体系中的部分臭氧和过氧乙酸的活化会产生大量活性自由基，加速了对病原微生物消毒过程，克服了以往传统消毒工艺中对水体浊度要求高，紫外线照射杀菌速率极慢，能耗大，过氧乙酸成本高，药剂投入量大，以及其他传统消毒工艺产生大量消毒副产物多等缺陷，利用体系中加入的臭氧联合低浓度过氧乙酸和环境友好的紫外(uv
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)照射，反应过程简单温和，处理效果优良，成本低，易于控制，适用于多种水体，可以解决原水消毒中产生的其他污染问题。
具体实施方式
13.具体实施方式一：本实施方式一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，具体是按以下步骤完成的：
14.一、将臭氧通入纯水中，得到饱和臭氧水溶液，将饱和臭氧水溶液加入到白色念珠菌悬液中，再投入过氧乙酸，得到混合液；
15.二、对混合液进行紫外照射一段时间，再加入含硫代硫酸钠的中和剂猝灭反应，得到去除白色念珠菌的溶液。
16.具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中在4℃下，将臭氧通入纯水中，得到浓度为40mg/l的臭氧水溶液，即为饱和臭氧水溶液。其它步骤与具体实施方式一相同。
17.具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中所述的白色念珠菌悬液中白色念珠菌的浓度为106cfu/ml～107cfu/ml。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
18.具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一中所述的过氧乙酸的初始浓度为1.4mg/l～4.3mg/l。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
19.具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤一中所述的混合液中臭氧的浓度为2mg/l～5mg/l，过氧乙酸的浓度为1mg/l～3mg/l。其它步骤与具体实施方式一至四相同。
20.具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤一中所述的饱和臭氧水溶液与白色念珠菌悬液的体积比为(1～5):(5～1)。其它步骤与具体实施方式一至五相同。
21.具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤二中所述的紫外线的波长为254nm，照射剂量为20mj/cm2～40mj/cm2。其它步骤与具体实施方式一
至六相同。
22.具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤二中对混合液进行紫外照射的时间为10min～15min。其它步骤与具体实施方式一至七相同。
23.具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤二中所述的含硫代硫酸钠的中和剂中硫代硫酸钠含量为6g/l～10g/l；步骤二中所述的含硫代硫酸钠的中和剂与混合液的体积比为(1～2):(1～1.5)。其它步骤与具体实施方式一至八相同。
24.具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤二中去除白色念珠菌的溶液中白色念珠菌的去除率为97.3％～98.8％。其它步骤与具体实施方式一至九相同。
25.采用以下实施例验证本发明的有益效果：
26.实施例1：一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，具体是按以下步骤完成的：
27.一、在4℃条件下，将臭氧通入纯水中，得到饱和臭氧水溶液；
28.步骤一中所述的饱和臭氧水溶液的浓度为40mg/l；
29.二、将饱和臭氧水溶液加入到白色念珠菌悬液中，再投入过氧乙酸，得到混合液；
30.步骤二中所述的白色念珠菌悬液中白色念珠菌的浓度为106cfu/ml；
31.步骤二中所述的饱和臭氧水溶液与白色念珠菌悬液的体积比为5:1；
32.步骤二中所述的混合液中臭氧的浓度为2mg/l，过氧乙酸的浓度为1mg/l；
33.三、在22℃～25℃下，对混合液进行紫外照射10min，再加入含硫代硫酸钠的中和剂猝灭反应，得到去除白色念珠菌的溶液；
34.步骤三中所述的紫外线的波长为254nm，照射剂量为20mj/cm2；
35.步骤三中所述的含硫代硫酸钠的中和剂中硫代硫酸钠含量为6g/l；
36.步骤二中所述的含硫代硫酸钠的中和剂与混合液的体积比为1:1；
37.四、于特定时间点0，3，5，10min猝灭取样后，进行平板涂布培养出菌落，计算白色念珠菌的浓度；
38.步骤四中平板涂布培养出菌落使用的培养基为酵母膏胨葡萄糖(ypd)琼脂培养基；培养的温度为37℃，培养的时间为24h。
39.对比例1：本实施例与实施例1的不同点是：步骤二中所述的混合液中臭氧的浓度为0mg/l，过氧乙酸的浓度为0mg/l。其它步骤及参数与实施例1均相同。
40.对比例2：本实施例与实施例1的不同点是：步骤二中所述的混合液中过氧乙酸的浓度为0mg/l；步骤三中所述的紫外线的照射剂量为0mj/cm2。其它步骤及参数与实施例1均相同。
41.对比例3:本实施例与实施例1的不同点是：步骤二中所述的混合液中臭氧的浓度为0mg/l，步骤三中所述的紫外线的照射剂量为0mj/cm2。其它步骤及参数与实施例1均相同。
42.表1为实施例1，对比例1，对比例2反应体系中不同时间下白色念珠菌去除率；
43.表1
[0044][0045]
由表1可以看出：传统的消毒体系最高在10min内杀灭78.5％的病原微生物，但紫外线照射法对白色念珠菌的杀灭效果甚微，这可能是因为单纯的臭氧水或紫外线照射的灭菌速率过慢；而在臭氧水联合过氧乙酸和紫外线照射法联合后，本发明构建的体系中(紫外线照射+臭氧水)对于白色念珠菌的杀灭速率比单独用臭氧、过氧乙酸或紫外照射的杀灭率高了许多，并且在10min时白色念珠菌杀灭率能够达到98.8％左右，杀灭效果显著，这可能是因为紫外(uv
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)能够极大催化臭氧和过氧乙酸生成大量羟基自由基，从而不断进行氧化反应，源源不断地对病原微生物进行破坏和杀灭。

技术特征：
1.一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，其特征在于该方法具体是按以下步骤完成的：一、将臭氧通入纯水中，得到饱和臭氧水溶液，将饱和臭氧水溶液加入到白色念珠菌悬液中，再投入过氧乙酸，得到混合液；二、对混合液进行紫外照射一段时间，再加入含硫代硫酸钠的中和剂猝灭反应，得到去除白色念珠菌的溶液。2.根据权利要求1所述的一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，其特征在于步骤一中在4℃下，将臭氧通入纯水中，得到浓度为40mg/l的臭氧水溶液，即为饱和臭氧水溶液。3.根据权利要求1所述的一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，其特征在于步骤一中所述的白色念珠菌悬液中白色念珠菌的浓度为106cfu/ml～107cfu/ml。4.根据权利要求1所述的一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，其特征在于步骤一中所述的过氧乙酸的初始浓度为1.4mg/l～4.3mg/l。5.根据权利要求1所述的一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，其特征在于步骤一中所述的混合液中臭氧的浓度为2mg/l～5mg/l，过氧乙酸的浓度为1mg/l～3mg/l。6.根据权利要求1所述的一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，其特征在于步骤一中所述的饱和臭氧水溶液与白色念珠菌悬液的体积比为(1～5):(5～1)。7.根据权利要求1所述的一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，其特征在于步骤二中所述的紫外线的波长为254nm，照射剂量为20mj/cm2～40mj/cm2。8.根据权利要求1所述的一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，其特征在于步骤二中对混合液进行紫外照射的时间为10min～15min。9.根据权利要求1所述的一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，其特征在于步骤二中所述的含硫代硫酸钠的中和剂中硫代硫酸钠含量为6g/l～10g/l；步骤二中所述的含硫代硫酸钠的中和剂与混合液的体积比为(1～2):(1～1.5)。10.根据权利要求1所述的一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，其特征在于步骤二中去除白色念珠菌的溶液中白色念珠菌的去除率为97.3％～98.8％。

技术总结
一种臭氧水协同过氧乙酸耦合紫外线照射同步强化对白色念珠菌的消毒方法，它涉及一种臭氧水协同过氧乙酸和紫外的消毒方法。本发明的目的是要解决传统消毒法对水体中病原微生物杀灭率低、易产生“三致”物质、适用水体pH范围较小、对水体浊度要求高、药剂耗量大且贮存条件严格、不环保、无法实现成本低、操作易的问题。方法：一、将臭氧通入纯水中，得到饱和臭氧水，将饱和臭氧水加入到白色念珠菌悬液中，再投入过氧乙酸，得到混合液；二、对混合液进行紫外照射一段时间，得到去除白色念珠菌的溶液。本发明对白色念珠菌的去除率为97.3％～98.8％。98.8％。


技术研发人员：孙志强 卢香泥 马军 冯卓然
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2023.08.04
技术公布日：2023/9/20