Биоциды: свойства и области применения

Все разнообразие биоцидов можно разделить на две большие группы – органические и неорганические.

По назначению можно выделить следующие биоциды:

• инсектициды – уничтожение насекомых-вредителей, чаще всего применяются при обработке текстильных и деревянных изделий;
• акарициды – против клещей;
• гербициды – уничтожение растительности (сорняков). Применяются на участках, где растительность может нанести вред – обочины дорог, аэродромы и пр.;
• бактерициды – уничтожение бактерий. Применяются при водоочистке, для стабилизации буровых растворов, для защиты от коррозии и биоразрушения;
• антибиотики – уничтожение бактерий. Применяются не только в медицине, но и в пищевой промышленности и сельском хозяйстве;
• фунгициды – уничтожение грибка и плесени. Применяются в сельском хозяйстве, цветоводстве и тепличных хозяйствах;
• антисептики – уничтожение плесени, гнилостных микроорганизмов. Используются в строительстве, в пищевой промышленности, для пропитки древесины, в системах водоподготовки;
• зооциды – уничтожение вредных мелких грызунов и птиц.

Кроме того, в зависимости от целей биоцидные средства можно разделить на следующие категории:

• вещества для профилактических целей – репелленты;
• вещества, которые борются с имеющимися вредными бактериями и грибками и не дают им размножаться, – биостатики;
• вещества широкого спектра действия.

Микроорганизмы различаются по способу дыхания. Аэробным бактериям для жизни нужно присутствие кислорода. Такие бактерии могут полностью окислять органические загрязнения (жиры, углеводы, масла, спирты, органические кислоты). В свою очередь, анаэробным бактериям не нужен для существования кислород. Они умеют приспосабливаться как к среде с воздухом, так и к бескислородной среде.

Биоциды для воды

На производствах водоемкие процессы сопровождаются созданием благоприятной среды, при которой начинают активно развиваться микроорганизмы. Поэтому биоцидная обработка применяется, например, при производстве бумаги, салфеток и в процессах охлаждения воды.

Также биоциды применяют для водоподготовки. Они используются для обеззараживания воды, чтобы на трубопроводах и оборудовании, охлаждающих водооборотные системы и системы тепловодоснабжения, не появлялись биологические отложения, негативно влияющие на их состояние и работу.

Чистые трубы и установки повышают эффективность теплообмена, снижают потребление энергии и расходы на техобслуживание установок, способствуя увеличению срока их эксплуатации.

Подбирая вариант биоцида для водоподготовки на производстве, в первую очередь следует обратить внимание на безопасность и экологичность веществ в составе. В настоящее время запрещено применять для очистки воды такие биоциды, как хлорированные фенолы, алкилолигоамиды, нитрохлорбензолы, органические соединения серы, по причине их неэкологичности. 

Состав биоцидов довольно разнообразен, т. к. это целая группа химических веществ. Но все они имеют твердую или жидкую основу. Как правило, в качестве основы для биоцидов используются спирты, кислоты и соли, различные органические соединения.

В зависимости от основы биоциды подразделяются на несколько групп.

Неокисляющие (неоксидирующие) биоциды. Основой служат триазин, амины, органические соединения брома, глутаральдегид, четвертичные фосфониевая соль и хлорид аммония, изотиазолин, бронопол и соли гуанидина. Действие на клетку они оказывают и снаружи, и изнутри. Они защищают от микроорганизмов системы, где невозможно применять окисляющие биоциды либо для их усиления. Эти органические вещества имеют высокую стойкость, активность, не зависящую от рН и способны подавлять рост  бактерий, грибков и водорослей. Хорошо разрушают биопленку, действуют долго. При частом применении возможно развитие привыкания у микроорганизмов и появление новых штаммов, поэтому при обработках введение биоцидов с разными действующими веществами чередуется.

Окисляющие (оксидирующие) биоциды. Основой для них служат бром, хлор, надуксусная кислота, диоксид хлора, озон и перекись водорода. Микроорганизмы погибают вследствие окисления веществ оболочки клеток и разрушения клеток изнутри. Такие биоциды имеют широкий спектр деятельности, работают быстро, микроорганизмы к ним не привыкают, однако при их применении возможна коррозия и образование токсичных соединений. Кроме того, они не образуют никаких реакций с биопленкой. Недостатки – большой расход для эффективной очистки, токсичность, особые условия хранения.

Действие биоцидов на основе хлора обусловлено высокой химической активностью хлора и окислительной способностью хлорноватистой кислоты (HOCl). HOCl имеет биоцидную эффективность в 100 раз выше, чем анион OCl^-–, поэтому хлорирование охлаждающей воды нужно проводить при pH меньше 7,5. При большей pH используют биоцид HOBr (бромноватистая кислота) – она практически не разлагается при pH более 8,5, однако имеет более высокую стоимость и специфический запах, в отличие от HOCl.

Диоксид хлора наиболее эффективен и экологичен для обработки воды в системах охлаждения, он не образует вредных соединений. Имеет нулевую коррозионную активность. ClO₂ – химическое соединение, не обладающее длительной стабильностью, его нужно каждый раз получать на специальных установках перед использованием.

Озонация воды – один из самых дорогих способов очистки, его применяют нечасто, как правило, там, где недопустимы органические образования. Для проведения озонации необходим генератор, создающий действующий газ, дозатор или эжектор и рабочая емкость для обработки воды.

Биоциды на основе надуксусной кислоты используют в виде концентрата. Чаще всего их применяют для обеззараживания сточных вод населенных пунктов, чтобы ил не увеличивался в объеме. Работают при любых температурах, уровень рН практически не влияет на качество действия.

Биоциды на основе пероксида водорода – универсальные, уничтожают практически все вредные бактерии, вирусы, грибки и их споры. Используются для снижения концентрации сероводорода, цианида в сточных водах, для обеззараживания охлаждающей воды, предотвращения роста водорослей. Считаются одними из самых простых и безопасных в применении. Также данный биоцид применяют для обеззараживания бассейнов.

Биоциды применяются в системах открытого, закрытого и полуоткрытого типа. Чтобы оборудование, трубопроводы и мембраны не загрязнялись, следует учитывать качество исходной и очищенной воды, загрязненность системы в целом, правильно подбирать биоциды и их дозировку. Необходимо применять биоциды строго по инструкции и обязательно соблюдать технику безопасности. 

Спрос на биоциды будет только расти, а значит, увеличится их производство, но востребованы будут только эффективные, безопасные для населения и природы продукты.

Статья предоставлена ООО «ТЭХ-Групп»