книги из ГПНТБ / Кульский Л.А. Серебряная вода

5—В

325—68М

П Р Е Д И С Л О В И Е

Впервые метод обеззараживания питьевой воды электролитическими растворами серебра был разрабо­ тан в СССР (1930 г.) автором данной брошюры; два

Англии. В настоящее время применением этого метода занимаются в США, Франции, ЧССР и других странах.

В Советском' Союзе многие исследования по изуче­ нию свойств серебряной воды и ее концентратов вы­ полнены в лабораториях Сектора химии и технологии воды, в институтах микробиологии и гидробиологии АН УССР, в Киевском ордена Ленина Государственном университете и других организациях.

' Этими исследованиями установлены высокие дезин­ фицирующие и стерилизующие свойства серебряных растворов, получаемых электролитическим методом, и намечены перспективы их использования для обезза­ раживания и консервирования питьевой воды.

Совместно с другими научными учреждениями в Секторе химии и технологии воды была разработана методика применения этого препарата для стерилиза­ ции и консервирования пищевых продуктов,'фруктовых

иовощных соков, безалкогольных напитков и т. д.

Впредвоенный период и особенно в годы Великой Отечественной войны серебряная вода использовалась

3

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ СЕРЕБРА НА МИКРОБНУЮ КЛЕТКУ

Серебряная вода применялась в глубокой древнос­ ти. Об этом свидетельствуют данные, имеющиеся в ме­ дицинских трудах, написанных еще на санскрите [70]. Историк античного мира Геродот приводит сведения о том, что в V в. до н. э. персидский царь Кир во время походов пользовался питьевой водой, сохраняемой в серебряных «священных сосудах». В индусских рели­ гиозных книгах встречаются упоминания об обеззара­ живании воды путем кратковременного погружения в нее раскаленного серебра либо в результате длительно­ го контакта с этим металлом в обычных условиях. В некоторых странах существовал обычай при освяще­ нии колодцев бросать в них серебряные монеты, тем самым как бы улучшая качество воды, а также хранить воду в серебряных чашах. Однако на протяжении мно­ гих'столетий не было ни малейшего представления о сущности происходящих при этом процессов.

В конце XIX в. внимание исследователей вновь при­ влекают ценные дезинфицирующие свойства некоторых металлов. В литературе появляются сообщения о свойст­ ве металлов (меди, серебра) при контакте с водой уби­ вать находящиеся в ней микроорганизмы. Это откры­ тие, принадлежащее швейцарскому ботанику Негели,

5

было опубликовано в его посмертном труде в 1893 г. [80]. Негели выдвинул теорию олигодинамического дей­ ствия серебра, которое наблюдал на пресноводных во­ дорослях. Он описал два вида процессов, происходящих в клетке под влиянием серебра. В одном случае оболоч­ ка плазмы сжималась одновременно с хлорофиллонос­ ным слоем. Такая картина, возникающая под влиянием больших концентраций серебра, подобна отравлению тяжелыми металлами. Под воздействием слабых раст­ воров серебра 1:100 000 000 хлорофиллоносный слой отделялся от оболочки и сжимался. Это явление Неге­ ли назвал олигодинамией (от греческих слов «олигос»— следы и «динамис» — действие, т. е. действие следов). Ученый установил, что только в растворенном виде се­ ребро проявляет олигодинамические свойства.

Герцберг своими работами подтвердил опыты Неге­ ли. Он наблюдал на твердых питательных средах, за­ сеянных бактериями, вокруг капли коллоидного серебра стерильную зону без роста микробов, наличие которой исследователь объяснил воздействием высокой концент­ рации серебра (т. е. обычным действием тяжелых ме­ таллов) в ее центральной части и олигодинамическим действием серебра у краев стерильной зоны. Такое объяснение вполне соответствовало теории Негели.

Винцент, сравнивая активность некоторых металлов, установил, что наиболее сильное действие на бактерии оказывает серебро, затем медь и золото. Так, дифтерий­ ная палочка погибала на серебряной пластинке через

6

В 20-х годах XX в. было предложено несколько тео­ рий, объясняющих эффект воздействия серебра и меди на бактерии.

Однако лишь ионная теория, рассматривающая бак­ терицидный эффект (способность уничтожать бактерии) как результат перехода металла в ионы и последующе-, го действия этих ионов на бактерии, сохранила свое значение. Согласно этой теории, концентрация ионов серебра в растворе должна определять силу бактери-. цидного эффекта, т. е. факторы, усиливающие раство­ римость металла, должны увеличивать и активность раствора.

В 1907 г. русский ученый Г. А. Сериков [47] экспери­ ментально установил, что химически чистое металличес­ кое серебро мало бактерицидно.

П. Е. Ермолаев [11], И. Ф. Александров [1], Е. А. Плевако [42] и другие отечественные исследова­ тели доказали, что эффект уничтожения бактерий се­ ребром зависит от образования на поверхности металла его же солей и окислов. Эти соединения, растворяясь в воде, дают ту или иную концентрацию ионов серебра, обусловливающую бактерицидное действие.

Александров и Ермолаев в своих опытах помещали

отмыта от окисной пленки и солей серебра, вокруг пла­ стинки через 48 ч роста бактерий не обнаруживали. На

7

ки, содержавшую 99,999% серебра, длиной 20 м и диа­ метром 0,4 мм в сосуд со 100 мл* дистиллированной во­ ды. Спустя 24; 48 и 72 ч испытывалось бактерицидное действие этой воды на бактерии коли. Время контакта с бактериями составляло 24 ч, после чего делался высев на обычные среды. Проволока испытывалась как с от­ мытой (25%-ным раствором аммиака),, так и с неотмытой поверхностью. Опытами доказано, что отмытое се­ ребро теряет свои бактерицидные свойства. Аналогич­ ные опыты, проводимые с посеребренным песком С. В. Мойсеева [37], подтвердили изложенную выше точ­ ку зрения.

Не менее наглядных результатов добились исследо­ ватели Тиле и Вольф. Они экспериментально изучили бактерицидный эффект нескольких гальванических пар:

ванических элементах биологически активными являют­ ся растворимые электроды. Вокруг катодов таких галь­ ванических пар стерильная зона не наблюдалась вовсе или была незначительной, в то время как вокруг сереб­ ряного анода она была шире, чем стерильная зона вок­

кругу читателей.

Ниже приводятся соотношения основных единиц старых систем, встречающихся в работе, и единиц системы СИ:

1 ма= 10“3 о, 1°С=1° К—273,15°.

8

электродную пару. Добавление 0,00005 г угля к 1 г се­ ребряного порошка значительно усиливало бактерицид­ ный эффект.

Исследования автора данной брошюры, как и позд­ нее опубликованные работы других исследователей, подтверждают приведенные выше факты и позволяют сделать вывод о том, что именно ионы металлов и их ионогенные соединения (вещества, способные в воде распадаться на ионы) вызывают гибель микроорганиз­ мов. Во всех случаях бактерицидного эффекта степень активности серебра тем большая, чем выше концентра­ ция ионов в растворе [15, 16, 17, 20, 23, 24].

Образование электродных пар способствует перехо­ ду активного металла в раствор в виде ионов. По той же причине оксидированные металлы (покрытые плен­ кой, состоящей из окиси или перекиси того же металла) обладают большей активностью, чем неоксидированные. Посторонние вещества в воде отрицательно влияют в том случае, если они связывают ионы серебра в малодиссоциированные или труднорастворимые выпадающие в осадок соединения.

Что касается влияния ионного серебра непосредст­ венно на бактерии, то и по данному вопросу единого мнения не существует. Известно, что бактерии, прото­ плазма которых имеет отрицательный электрический заряд, притягивают к себе положительно заряженные ионы серебра. При соприкосновении ионов серебра с бактериями последние в результате физиологического воздействия на них ионов металла гибнут.

Некоторые исследователи особенное значение при­ дают физико-химическим процессам, протекающим в плазме бактерий. Еще в 1921 г. Вернике высказал предположение о том, что действие ионов серебра на бактерии состоит в окислении плазмы кислородом, раст­

9

воренным в воде, причем серебро играет роль катали­ затора.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что ионы металлов действуют не непосредственно, а являются, главным образом, передатчиками кислорода; само оки­ сление заключается как в непосредственном присоеди­ нении кислорода, так и в дегидрировании соединений плазмы. Этой точки зрения придерживаются многие ис­ следователи.

Заслуживает внимания теория Зюпфле [90], согласно которой антимикробное действие серебра обусловлено адсорбцией его ионов бактериальными клетками. Зюпф­ ле опроверг господствующую до него гипотезу Герцберга о том, что ионы серебра увеличивают плотность атомарного кислорода, который затем вызывает дегид­ ратацию бактериальных клеток. Опыты Зюпфле на ана­ эробных бактериях показали, что увеличение плотности кислорода вокруг клетки происходит только тогда, ког­ да серебро находится в виде чистого металла, т. е. когда оно не ионизировано, а следовательно, и не оказывает антимикробного действия.

Развивая дальше теорию Зюпфле, Ляйтнер [74] по­ казал, что в комплексе бактерии — серебро последнее может быть вытеснено веществами, имеющими большее сродство с поверхностью бактерий. При этом антимик­ робное действие серебра ослабевает. Степень адсорбции серебра зависит от величины общей поверхности бакте­ рий, находящихся в . воде,-величин их заряда, а также от pH среды и содержания солей.

Несколько позже Орцеховский и Штольц [83] на ос­ новании проведенных исследований высказали предпо­ ложение об-отсутствии непосредственного олигодинамического действия серебра на бактериальную клетку. По их мнению, серебро является переносчиком С1-ионов

10