Биологи сравнили и выбрали наиболее эффективные и нетоксичные биоциды для мобильных туалетов и выгребных ям
В сельском хозяйстве, загородных домах и других местах без центральной канализации используются мобильные туалеты или выгребные ямы. Для предотвращения неприятного запаха в них и при транспортировке отходов на очистные сооружения добавляют биоциды — химические соединения, останавливающие активность микроорганизмов.
Однако биоциды могут наносить вред окружающей среде и мешать работе очистных сооружений. Токсичные биоциды также делают отходы непригодными для дальнейшего использования в качестве биоудобрений и для производства биотоплива.
В России около 22.6% граждан живут без центральной канализации (по данным Росстата 2019 года). В сельской местности этот показатель достигает 66.5%. Ассенизационные машины откачивают отходы и отвозят их на очистные сооружения. Биоциды, такие как четвертичные аммониевые соединения и производные бигуанида, помогают предотвратить активность микроорганизмов, вызывающих запах, при хранении и транспортировке.
Биоцидные средства на основе этих соединений (например, «Латрина») очень эффективны, но делают отходы токсичными, так как разлагаются очень медленно. Это может вредить окружающей среде и убивать микроорганизмы на очистных сооружениях.
Учёные Российской академии наук сравнили различные популярные биоциды и выбрали среди них наиболее эффективные, которые разлагаются на нетоксичные компоненты вскоре после выполнения своей функции.
«В выгребных ямах и мобильных туалетах мочевина разлагается медленно, выделяя аммоний, что делает среду щелочной — её pH может вырастать до 9–10. Биоциды, которые разлагаются в щелочной среде, помогают достичь двух целей сразу: сначала они снижают активность вредных бактерий, затем распадаются и таким образом не вредят окружающей среде. Мы проверяли результаты через 10 дней — период, который необходим, например, для полного заполнения туалетов в поездах дальнего следования», — говорит Юрий Литти, к.т.н. РАН.
Учёные отобрали шесть биоцидов, которые не имеют запаха, нетоксичны в используемой концентрации и разлагаются при pH выше 7. Было проверено их влияние на микроорганизмы, а также скорость разложения в щелочной среде в течение 10 дней.
Из шести часто используемых биоцидов четыре оказались более экологически безопасными:
- Бронопол (30 мг/л)
- Шаромикс (500 мг/л)
- Перкарбонат натрия (6 г/л)
- Биоцидное средство на основе 2,2-дибром-3-нитрилопропионамида (500 мг/л)
Популярные средства, такие как «Латрина», остаются в окружающей среде надолго и не разлагаются. Цитрат серебра и натриевая соль дегидроуксусной кислоты были исключены из эксперимента, так как требовали слишком высокой и дорогой дозировки.
«В щелочной среде, когда pH достигал 9, минимальная концентрация Бронопола, Шаромикса и 2,2-дибром-3-нитрилопропионамида, необходимая для остановки роста вредных микроорганизмов, увеличивалась в 1.5–4 раза. Это полезно для наших целей, потому что при разложении мочевины во время её транспортировки pH только растёт. В будущем мы планируем подробнее изучить, как выбранные биоциды работают не только в лаборатории, но и в реальных условиях. В случае успеха ассенизаторы будут знать, какие средства работают лучше всего и наносят меньше вреда окружающей среде», — сказал Юрий Литти.