DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2020.02.13

Дослідження особливостей фізико- хімічних показників води, обробленої безреагентним електрохімічним методом

Andrii Marynin, Yurii Bolshak, Roman Svyatnenko, Denis Shtepa

Анотація


Тенденція збереження антропогенного навантаження на довкілля та гідросферу зокрема, ставить перед наукою гігієни харчування та технологій водообробки нові виклики та завдання з подолання зростаючих проблем питного водозабезпечення та технологій водообробки для харчового виробництва, де доброякісна вода повсюдно є критично важливим обов’язковим та особливим сировинним компонентом харчових продуктів. До традиційних вимог забезпечення безпеки та фізіологічної повноцінності води в умовах, коли існуючі технології водообробки практично вичерпали свої можливості вдосконалення і підвищення ефективності, додалися нові фактори, пов’язані зі створенням принципово нових можливостей зміни фізико-хімічних та медико-біологічних властивостей води без жодної зміни хімічного складу шляхом впливу ряду фізичних безреагентних чинників на воду і набуття нею зміни її структурно-енергетичного стану – нового та інтенсивно досліджуваного явища природи. Базовим ефектом в цьому напрямку є електроліз води в діафрагмовому електролізері з розділенням продуктів електрохімічних реакцій в катодній (католіт) та анодній (аноліт) зонах. Вода в процесі електрохімічної обробки набуває аномальних фізико-хімічних та біологічних властивостей, підвищується хімічна та біохімічна активність, за що вона одержала назву нового класу речовин – електрохімічної активованої води (ЕХАВ). Нині така активована вода знайшла практичне застосування в гігієнічній медицині, у вирішенні підвищення біологічної цінності питної води та створенні води з оздоровчими властивостями. Вивчення закономірностей електрохімічної активації води при цьому досі не втрачають своєї актуальності і наукової та практичної цінності, особливо в харчовій промисловості.


Ключові слова


вода; електрохімічне оброблення; аноліт; католіт; окисно-відновний потенціал

Повний текст:

PDF

Посилання


Mykhailenko V. H., Kniazeva O. I., Liubavina O. O. Elektrokhimichni metody obrobky vody: perevahy ta perspektyvy [Electrochemical methods of water treatment: advantages and prospects]. Kharchova nauka i tekhnolohiia [Food science and technology], 2013, V. 4, p. 153–155.

Balyshev A. V., Timakov A. A., Gavrilova M.M. Smirnov A. N., Matveeva I. S., Lebedev I. M., Lapshin V. B., Syroeshkin A. V. Biologicheskaja aktivnost' vody s izmenennym sootnosheniem H/D: javljaetsja li dejterij komponentom mineral'nogo pitanija? [Biological activity of water with a modified H / D ratio: is deuterium a component of mineral nutrition?]. Vestnik RUDN. Ser. Medicina. Special'nost' «Farmacija» [Bulletin of the RUDN University. Ser. Medicine. Specialty "Pharmacy"], 2004, no. 4 (28), p. 26226.

Bahir V. M. Zadorozhnij Ju. G. Leonov B. I. Jelektrohimicheskaja aktivacija: universal'nyj instrument zelenoj himii [Electrochemical activation: a universal tool for green chemistry]. M., Marketing Sapport Servisiz, 2005. 176 p.

Petrushanko I. Ju. Lobyshev V. I. Neravnovesnoe sostojanie jelektrohimicheski aktivirovannoj vody i ee biologicheskaja aktivnost' [The nonequilibrium state of electrochemically activated water and its biological activity]. Biofizika [Biophysics.], 2001, V. 46, no. 3, p. 389–401.

Sviatnenko R. S., Marynin A. I., Ukrainets A. I., Kochubei-Lytvynenko O. V. Vplyv impulsnoho elektromahnytnoho polia na zhyttiezdatnist Escherichia Coli v modelnomu rozchyni vody [Influence of pulsed electromagnetic field on the viability of Escherichia Coli in a model water solution]. Naukovyi visnyk NUBiP Ukrainy. Seriia: Tekhnika ta enerhetyka APK [Scientific Bulletin of NULES of Ukraine. Series: Engineering and energy of agro-industrial complex], 2016, no. 252, p.185191.

Lepesh G. V., Gricaj E. I., Hotulev V. A. Issledovanie sushhnosti jelektrohimicheskogo processa, kak tehnologicheskoj sostavljajushhej ochistki vody [Investigation of the essence of the electrochemical process as a technological component of water purification]. Tehniko-tehnologicheskie problemy servisa [Technical and technological problems of service.], 2013, no. 2 (24), p. 42–49.

Mosin O. V. Jelektrohimicheskaja obrabotka vody [Electrochemical water treatment]. Santehnika, otoplenie, kondicionirovanie [Plumbing, heating, air conditioning], 2012, no. 12, p. 20–26.

Mishanov A. P., Markova A. E., Sudachenko V. N., Koljanova T. V. Jekologicheski bezopasnaja tehnologija podgotovki vody i pitatel'nyh rastvorov v intensivnoj svetokul'ture [Environmentally friendly technology for the preparation of water and nutrient solutions in intense light culture]. Tehnologii i tehnicheskie sredstva mehanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva [Technologies and technical means of mechanized production of crop and livestock products], 2010, 8.

Surdu I., Vătuiu D., Jurcoane Ş., Olteanu M., Vătuiu I. The antimicrobial activity of neutral electrolyzed water against germs and fungi from feedstuffs, eggshells and laying henhouse. Romanian Biotechnological Letters, 2018, V. 3, no. 3, p. 13607–13614.

Jirotková D., Šoch M., Kernerová N., Pálka V., Eidelpesová L. Use of electrolyzed water in animal production. Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences, 2020, V. 9(4), p. 477–483.

Qijun Ma, Baoming Li, Chaoyuan Wang, Yingying Ji, Shuhua Wang, Wei Cao. Efficiency of electrolyzed oxidizing water for inactivation of salmonella sp. and inoculated shell eggs. International journal of food engineering, 2009, V. 5(3), doi: 10.2202/1556-3758.1651.

Thorn R. M. S., Robinson G. M., Reynolds D. M. Comparative antimicrobial activities of aerosolized sodium hypochlorite, chlorine dioxide, and electrochemically activated solutions evaluated using a novel standardized assay. Antimicrobial agents and chemotherapy, 2013, V. 57, no. 5, p. 2216–2225, doi: 10.1128/AAC.02589-12.

Cloete T. E., Thantsha M. S., Maluleke M. R., Kirkpatrick, R. The antimicrobial mechanism of electrochemically activated water against Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli as determined by SDS‐PAGE analysis. Journal of applied Microbiology, 2009, V. 107, no. 2, p. 379–384, doi: 10.1111/j.1365-2672.2009.04233.x.

Danylkovych, A. G., Lishchuk, V. I., & Romaniuk, O. O. Use of electrochemically activated aqueous solutions in the manufacture of fur materials. SpringerPlus, 2016, V. 5, no.1, p. 214.

Ukrainets A. I., Bolshak Yu. V., Sviatnenko R. S., Prokhorenko Zh. I. Zastosuvannia fizychno zminenoi (aktyvovanoi) vody dlia pidvyshchennia efektyvnosti tekhnolohii kharchovoho vyrobnytstva ta polipshennia yakosti produktsii [The use of physically modified (activated) water to increase the efficiency of food production technologies and improve product quality.]. Naukovi pratsi Natsionalnoho universytetu kharchovykh tekhnolohii [Scientific works of the National University of Food Technologies], 2018, V. 24, no .5, p. 219–224.

Ukrainets A. I., Bolshak Yu. V., Marynin A. I. Sviatnenko R. S., Pozniakovskyi S. V. Teoretyko-empirychna otsinka zmin strukturnoenerhetychnoho stanu fizychno zminenoi vody ta yikh biolohichnykh naslidkiv [Theoretical and empirical assessment of changes in the structural and energy state of physically altered water and their biological consequences]. Prohresyvni tekhnika ta tekhnolohii kharchovykh vyrobnytstv restorannoho hospodarstva i torhivli [Advanced techniques and technologies of food production, restaurant business and trade], Kharkiv: KhDUKhT, 2019, Iss. 1 (29), p. 172–184.

Ukrainets A. I., Bolshak Yu. V. Marynin A. I., Sviatnenko R. S. Okysno-vidnovnyi balans pytnoi vody – pokaznyk yii yakosti ta fiziolohichnoi povnotsinnosti [Redox balance of drinking water - an indicator of its quality and physiological value]. Kharchova promyslovist [Food Industry], 2018, no. 24, p. 6–14.

Bolshak Yu. V., Ukrainets A. I., Marynin A. I., Sviatnenko R. S. Vyvchennia vplyvu KVCh-oprominennia vody na yii strukturno-enerhetychnyi stan i mozhlyvi biolohichni naslidky protsessu [Study of the influence of EHF irradiation of water on its structural and energy state and possible biological consequences of the process.]. Naukovi pratsi NUKhT [Scientific works of NUHT], 2019, V. 25, no. 5, p. 217–225.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Михайленко В. Г., Князева О. І., Любавіна О. О. Електрохімічні методи обробки води: переваги та перспективи. Харчова наука і технологія. 2013. T. 4. С. 153–155.
  2. Балышев А. В., Тимаков А. А., Гаврилова М. М., Смирнов А. Н., Матвеева И. С., Лебедев И. М., Лапшин В. Б., Сыроешкин А. В. Биологическая активность воды с измененным соотношением H/D: является ли дейтерий компонентом минерального питания? Вестник РУДН. Сер. Медицина. Специальность «Фармация». 2004. № 4 (28). С. 26226.
  3. Бахир В. М., Задорожний Ю. Г., Леонов Б. И. Электрохимическая активация: универсальный инструмент зеленой химии. М. : Маркетинг Саппорт Сервисиз. 2005. 176 с.
  4. Петрушанко И. Ю., Лобышев В. И. Неравновесное состояние электрохимически активированной воды и ее биологическая активность. Биофизика. 2001. Т. 46, № 3. С. 389–401.
  5. Святненко Р. С., Маринін А. І., Українець А. І., Кочубей-Литвиненко О. В. Вплив імпульсного електромагнитного поля на життєздатність Escherichia Coli в модельному розчині води. Науковий вісник НУБіП України. Серія: Техніка та енергетика АПК. 2016. № 252. С. 185191.
  6. Лепеш Г. В., Грицай Е. И., Хотулев В. А. Исследование сущности электрохимического процесса, как технологической составляющей очистки воды. Технико-технологические проблемы сервиса. 2013. №. 2 (24). С. 42–49.
  7. Мосин О. В. Электрохимическая обработка воды. Сантехника, отопление, кондиционирование. 2012. №. 12. С. 20–26.
  8. Мишанов А. П., Маркова А. Е., Судаченко В. Н., Колянова Т. В. Экологически безопасная технология подготовки воды и питательных растворов в интенсивной светокультуре. Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2010. 8.
  9. Surdu I., Vătuiu D., Jurcoane Ş., Olteanu M., Vătuiu I. The antimicrobial activity of neutral electrolyzed water against germs and fungi from feedstuffs, eggshells and laying henhouse. Romanian Biotechnological Letters. 2018. Vol. 3. № 3. С. 13607–13614.
  10. Jirotková D., Šoch M., Kernerová N., Pálka V., Eidelpesová L. Use of electrolyzed water in animal production. Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences. 2020. V. 9(4). P. 477–483.
  11. Qijun Ma, Baoming Li, Chaoyuan Wang, Yingying Ji, Shuhua Wang, Wei Cao. Efficiency of electrolyzed oxidizing water for inactivation of salmonella spp. and inoculated  shell  eggs.  International  journal  of            food engineering. 2009. V. 5(3). doi: 10.2202/1556-3758.1651.
  12. Thorn R. M. S., Robinson G. M., Reynolds D. M. Comparative antimicrobial activities of aerosolized sodium hypochlorite, chlorine dioxide, and electrochemically activated solutions evaluated using a novel standardized assay. Antimicrobial agents and chemotherapy. 2013. V. 57. №. 5. P. 2216–2225. doi:10.1128/AAC.02589-12
  13. Cloete T. E., Thantsha M. S., Maluleke M. R., Kirkpatrick R. The antimicrobial mechanism of electrochemically activated water against Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli as determined by SDS‐PAGE analysis. Journal of applied Microbiology. 2009. V. 107. №. 2. P. 379–384. doi: 10.1111/j.1365-2672.2009.04233.x.
  14. Danylkovych A. G., Lishchuk V. I., Romaniuk O. O. Use of electrochemically activated aqueous solutions in the manufacture of fur materials. SpringerPlus. 2016. Vol. 5. №1. С. 214.
  15. Українець А. І., Большак Ю. В., Святненко Р. С., Прохоренко Ж. І. Застосування фізично зміненої (активованої) води для підвищення ефективності технологій харчового виробництва та поліпшення якості продукції. Наукові праці Національного університету харчових технологій. 2018. Т. 24. № 5. С. 219–224.
  16. Українець А. І., Большак Ю. В., Маринін А. І., Святненко Р. С., Позняковський, С. В. Теоретико-емпірична оцінка змін структурно-енергетичного стану фізично зміненої води та їх біологічних наслідків. Прогресивні техніка та технології харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі. Харків: ХДУХТ, 2019. Вип. 1 (29). С. 172–184.
  17. Українець А. І., Большак Ю. В., Маринін А. І., Святненко Р. С. Окисно-відновний баланс питної води – показник її якості та фізіологічної повноцінності. Харчова промисловість. 2018. № 24. С. 6–14.
  18. Большак Ю. В. Українець А. І., Маринін А. І., Святненко Р. С. Вивчення впливу КВЧ-опромінення води на її структурно-енергетичний стан і можливі біологічні наслідки процесу. Наукові праці НУХТ. 2019. Т. 25. № 5. С. 217–225.