Вопрос уничтожения озоном микроорганизмов различных таксономических групп широко освещены в литературе. До недавнего времени в связи с использованием озона для обеззараживания питьевой воды большинство работ были посвящены изучению воздействия озона на патогенных и санитарно — показательные микроорганизмы. Исследования по инактивации микроорганизмов озоном получили дальнейшее развитие в связи с необходимостью подавления посторонней микрофлоры в процессах ферментации в микробиологической промышленности, а также с разработкой методов хранения овощей и пищевых продуктов в присутствии озона и обеззараживания бытовых сточных вод.
Благодаря высокому окислительно-восстановительного потенциала озон оказывает наиболее быструю, полную и глубокую биоцидную действие по сравнению с другими химическими деконтаминантамы. Он действует на широкий спектр микроорганизмов, находящихся в жидких и газообразных средах.
Озон эффективно действует на вирусы, в частности на энтеровирусы, которые даже менее устойчивы к его воздействию, чем бактерии. По видимому, это обусловлено значительно проще по сравнению с бактериями строению вирусов. Ланки нуклеотидного цепи ДНК или РНК вирусов менее защищены от воздействия озона, чем органеллы бактериальной клетки. Повреждение отдельных нуклеотидов может быть причиной инактивации вирусов и изменение их свойств. Известно, что иногда под действием озона наблюдается потеря вирусами вирулентности. Для обеззараживания суспензии, содержащей вирусный материал необходима доза озона 1,10-0,15 мг / л.
Для дезактивации присутствующих в воде бактерий необходима более высокая доза озона (0,5 — 3,0 мг / л), которая обеспечивает снижение общего количества бактерий на 90 — 99% в зависимости от степени очистки воды. При этом происходит глубокое инактивация патогенных микроорганизмов, в частности, Clostridium perfingers, Streptococcus faecalis, Mycobacterium tuberculosis, санитарно — показательных Escherichia coli и др.. Бактерии обладают различной резистентностью к озону. Отмечена сравнению выше резистентность Bacillus subtilis, Mycobacterium lacticum, E. coli, Pseudomonas fluorescens.
Высокой стойкостью к воздействию озона по сравнению с бактериями характеризуются различные виды грибов. Значительные дозы озона необходимы для инактивации Aspergillus, Penicillum, Cladosporium. Как критерий озоностийкости использовали дозу озона необходимую для снижения интенсивности спороношения в два раза. При этом выделены следующие группы:
- наиболее стойкие — Altenaria radicana, Altenaria brassicae;
- среднеустойчивой — Penicillum, Botrutis, Monilia;
- наиболее чувствительны — Fusarium, Oxysporum.
Для наиболее устойчивых видов полученная доза составляет 7•103-9•103 мг мин л/м3, а для самых чувствительных — 300 мг мин л/м3.
Дрожжи, как и другие грибы являются более резистентными к действию озона, чем бактерии. Есть сведения о инактивацию озоном дрожжей Candida guilliermondii, Candida tropicalis, Candida robustta, Candida lipolytica, Candida mycoderma, Candida utilis, tndomyces magnisii, Saccharomyces corlsbergensis, Zygofobrospora. Указанные виды дрожжей характеризуются разной степенью резистентности к озону. Озоностикисть микроорганизмов оценивали по величине продолжительности озонирования необходимой для их инактивации.
Наименее резистентные (Candida robustta, Candida lipolytica) микроорганизмы погибают в условиях опыта через 2 -3 часа озонирования, а наиболее стойкие (Candida utilis) через 8 часов.
Озон действует также на споры микроорганизмов. Установлено, что практически полностью инактивируются споры Bacillus subtilis.
Таким образом, в настоящее время накоплен большой фактический материал по эффективности инактивации микроорганизмов озоном. Однако, систематизация имеющихся сведений затруднено, потому что опыты по изучению резистентности к озону проводились в разных условиях.
Многие сведения противоречивы. В литературе не всегда указывается температура, рН, способ диспергирования озона, его концентрацию в используемой смеси. Условия проведения эксперимента, особенно концентрация в среде окисляемых озоном значительной мере определяет дозу озона и скорость инактивации микроорганизмов. Сравнительная оценка резистентности при озонировании их в культуральной жидкости в присутствии остатков субстрата, не утилизирует, и метаболитов может быть целесообразной только для определенных конкретных условиях. При этом следует учитывать различные скорости роста микроорганизмов, потребления субстрата и выделения внеклеточных метаболитов.
Кроме того, исследователи используют суспензии с различной концентрацией микробных клеток, что также отражается на величине необходимой дозы озона.
Резистентность микроорганизмов к озону оценивают по различным показателям: величине остаточного озона в воде после инактивации, величине полулегальной дозы, продолжительности озонирования. Такой критерий резистентности, как степень инактивации, вероятно, можно применить для оценки сравнительной резистентности, но не всегда его используют для характеристики эффективности процесса обеззараживания воды.
Степень инактивации микроорганизмов 99,0-99,9% достигается при снижении жизнеспособных клеток микроорганизмов уже на 2 — 3 порядка. Это иногда далеко не достаточным для получения воды необходимой степени очистки, особенно при высокой начальной концентрации жизнеспособных клеток. При высокой начальной количества микроорганизмов правильным было бы использование при описании процессов обеззараживания воды не общего количества клеток N, а показателя, характеризующего порядок этой величины, например lg N.
Для удобства систематизации полученных сведений целесообразно проводить аналогичные исследования в условиях, не влияющих на результаты опытов. Подвергать озонированию следует суспензии клеток в водопроводной воде или в солевых растворах, которые не реагируют с озоном, при определенных рН и температуре. В качестве критерия устойчивости микроорганизмов к озону можно использовать величину дозы озона, поглощенного водой, которая необходима для необходимой степени инактивации.
В целом анализ сведений о резистентности к озону микроорганизмов различных таксонометрических групп позволяет составить следующий ряд резистентности (в порядке убывания): микроскопические грибы и дрожжи → бактерии → вирусы