Чем продезинфицировать поверхности против вируса (и страшной черной плесени). Часть 2 - "активный кислород"

Об активном хлоре я написал, теперь пришло время упомянуть про активный кислород, который чаще всего существует в виде перекисных соединении. По аналогии с хлором напомню, что я указываю основные действующие вещества, которые могут быть в составе совершенно разных бытовых и медицинских средств (различных в рамках разных стран и даже областей одной страны). Ищите упомянутые вещества на этикетках...

Антисептики рядом с нами. Поход в гипермаркет

Решил я на досуге пройтись в один из ближайших гипермаркетов (в Минске) и посмотреть, что там есть из средств, способных выступать в качестве антисептиков. Мой фотоотчет - в статье на pikabu.

​​Чем продезинфицировать поверхности против вируса. Часть 3 - "ЧАСы" *

*ударение в "ЧАСы" нужно делать на первый слог :).

Сегодняшняя заметка посвящена современным "королям антисептики и дезинфекции" - Четвертичным Аммониевым Соединениям (чаще правда употребляется слово "основания"). С точки зрения химии, это соли аммиака, положительно заряженные ионы со структурой NR4+ (катион аммония = NH4+, если что). Буковка R обозначает присутствие алкильного или арильного радикала (хвост, который часто рисуют, когда на картинках показывают действие моющих средств). Последнее сравнение не спроста, т.к. ЧАСы обладают моющими способностями (это т.н. катионные ПАВы).

Но ценят соединения четвертичного аммония в основном за их биоцидную активность (бактерицидная, вирулицидная и т.д. и т.п.). Открыта она была еще в начале 20 века. Дезинфицирующая способность зависит от длины упомянутого ранее углеводородного радикала. Максимальная эффективность для линейных ЧАС (вроде бензалкония хлорида (ADBAC)) достигается при длинах углеводородных цепей от C12-C16, а для диалкильных кватов (вроде диалкилдиметиламмонийхлорида (DDAC)) - при длинах цепей C8-C10. Большинство распространенный соединений попадают в этот диапазон.

Антимикробные свойства ЧАС различаются в зависимости от типа соединения и времени экспозиции. Но в целом они эффективны против большинства распространенных бактерий, могут ингибировать споруляцию (но прямыми спороцидами не являются). ЧАС также эффективны против вирусов с оболочкой (грипп+коронавирус)/без оболочки (норовирус). Взаимодействуют с микроорганизмами аммониевые основания в основном благодаря электростатике. Клеточные мембраны содержат фосфолипиды, которые придают бактериям анионный характер при рН выше 3-4. ЧАСы являясь катионными ПАВ, притягиваются к микроорганизмам и реализуют свой биоцидный потенциал. Считается, что они нарушают функционирование клеточной мембраны, что приводит сначала к потере содержимого бактериальной клеткой, а затем к лизису или разрушению.

Примерами ЧАС, помимо уже упомянутых хлорида бензалкония (ADBAC) и хлорида дидецилдиметиламмония (DDAC/D4) являются: хлорид бензетония, хлорид метилбензетония, хлорид цеталкония (CKC), хлорид цетилпиридиния, цетримоний, цетримид, хлорид дофана, бромид тетраэтиламмония (TEAB), бромид домифена и некоторые другие соединения. Многие из них являются основным компонентом привычных нам пастилок от боли в горле, например лорасепт=домифен бромид, лорсепт= цетилпирридиния хлорид, септолете = бензалкония хлорид, хальсет = цетилпирридиния хлорид и т.д. и т.п.

Типичные условия для дезинфекции ЧАСами - концентрации 0,05%-0,2% и экспозиция от 10 минут. Температурный режим - до 100 °C. Фенолы повышают активность аммониевых оснований, а анионные моющие средства (в т.ч. обычные мыла и всякие лауретсульфаты) - ЧАС полностью (!) дезактивируют. Одним из преимуществ аммониевых биоцидов является то, что микроорганизмам трудно развить резистентность, т.е. ЧАС неспецифично воздействуют на органические молекулы, в отличие от антибиотиков, которые действуют на определенные участки поверхности микроорганизмов. И в случае если микробы вдруг стали невосприимчивы к обработке - достаточно всего лишь увеличить концентрацию (хотя бы в х2).

Ну и в конце самое интересное. Где же искать ЧАСы и средства на их основе. Что-то можно найти в аптеках (мирамистин), что-то в ветеринарных аптеках (в основном препараты бензалкония хлорида), на основе ЧАС делают многие дезинфектанты для бассейнов и аквариумов, в хозмагах можно искать средства для дезинфекции в больницах. Есть ЧАСы даже в ополаскивателях для рта. Список самых работоспособных веществ приведен в заметке, так что внимательно читайте составы бытовой химии и обязательно что-то да найдете.

Заметка продублирована на pikabu.

​​Превращаем квартиру в "био-крепость".
Заметки по снижению бактериологической угрозы.
1. Проверь канализацию, %username%!

По просьбам читателей - несколько заметок по поводу подготовки квартиры к эпидемии вируса, передающегося через биологические аэрозоли (о них подробнее - в статье). Конечно все возможные варианты попадания вирионов в квартиру учесть невозможно, поэтому предлагаю основываться на трех основных положениях: а)заражение через пыль с вирионами на одежде, б)заражение через вентиляционный стояк, в)заражение через канализацию/стоки.

Начну с последнего пункта, так как именно он самый дискуссионный. Официальных статей по этому поводу пока нет, есть только статья про потенциальную возможность передачу через фекалии (одним из симптомов коронавируса может быть и диарея), да описание заражения в Гонконге, из-за модифицированной одним из жильцов канализации (статья). Суть здесь в том, что из-за того, что в канализационных трубах отсутствовали обязательные U-образные сифоны-ловушки (которые по определению должны задерживать канализационные газы), фекальные стоки высыхали в главной канализационной трубе, превращались в бактериальную пыль и попадали с током воздуха в туалеты/ванные комнаты других жильцов (особенно если в этих комнатах были установлены вытяжные вентиляторы).

На мой взгляд, гадать возможен такой путь или нет - не стоит (коронавирус уже в Италии, если кто не в курсе), а стоит просто потратить время и проверить состояние системы стоков в своей квартире.

Что делать? Во-первых посмотреть, есть ли у ванной, душевой кабинки, раковины на кухне и т.п. U-образный сифон (или хотя бы, завернута ли гофра таким образом) и образуется ли в нем "водяная пробка". Одним из симптомов того, что НЕ образуется может стать периодическое проникновение "запахов канализации" в квартиру. Гонконгский центр по охране здоровья советует населению ежедневно проверять сточные трубы и не допускать пересыхания U-образных ловушек/сифонов (+ они же рекомендуют опускать крышку унитаза перед смыванием). Я с ними согласен на 100%. От себя могу добавить, что неплохое дополнительное решение - это т.н. "туалетный утенок" - приспособление с медленно-растворяющимся источником активного хлора (чаще всего это хлоризоцианурат натрия). Если позволяют возможности, такую штуку можно установить и на кухонной раковине/раковине в ванной/самой ванне. Вода, попадающая на твердый дезинфектант будет его потихоньку растворять и стекать в канализацию, по пути дезинфицируя канализационные трубы.

UPD важное замечание от читателя woddy :
....как правило вывод стиральной машины в канализацию не оборудован U-образным клапаном. Но его можно изогнуть из шланга слива.
...и не менее важное замечание от Alexander:
сифоны могут не только пересыхать. в высоких зданиях пролетающее по фановой трубе содержимое создает за собой разряжение и содержимое сифона может запросто вытянуть за собой, т.е. получается сухой сифон и воздух из канализации валит прямиком в квартиру. в высотках часто делают параллельную с канализацией вентиляционную трубу, которая через пару этажей регулярно соединена с фановой, в итоге давление уравнивается и сифоны не высасывает. ну и может быть просто не герметичное соединение гофры со стояком и оттуда запросто дуть.

​​FAR UV-C дезинфекция или "не страшный" ультрафиолет

Все видели кварцевые ртутные лампы, все знают что на них лучше не смотреть, если дорожишь своим зрением, ну и практически все наверное в курсе, что жесткий бактерицидный ультрафиолет этих ламп уничтожает любые микроорганизмы везде где может до них дотянуться. Некоторые специалисты и люди интересующиеся вопросом даже могут назвать длину волны ультрафиолета, которая обладает максимальной бактерицидной активностью - 254 нм.

До последнего времени особенно добавить в сказанное выше было нечего. Но в 2018 году в Nature была опубликована статья, где исследователи предложили замену древним ртутным лампам - лампы эксимерные, генерирующие почти монохроматический ультрафиолет (одной длины волны): например, 207 нм (эксилампа (эксимерная лампа) с криптоном/парами брома) или 222 нм (эксилампа со смесью криптона и хлора). Возможны и другие интересные варианты (см. таблицу в прикрепленной картинке).

Такой прецизионный ультрафиолет разрушает РНК и обеспечивает 99,9% дезинфекцию на расстоянии в 10-15 см при экспозиции в 10 секунд. В упомянутой ранее статье есть упоминание о том, что 222 нм УФ инактивирует более 95% находящихся в воздухе биологических аэрозолей с вирусом гриппа H1N1 при дозе облучения всего 2 мДж /см2.

Важное еще и то, что УФ в этом диапазоне (207-222 нм) полностью поглощается ороговевшим наружным слоем кожи и внешним "увлажненным слезой" слоем роговицы глаза, а значит излучение ламп таких не обжигает кожу и не опасно для глаз (= оранжевые очки можно не носить). Сравните с ртутными лампами, от которых чего только нет, и фотокератиты, и меланомы.

Есть у эксимерных УФ-ламп и недостатки. Во-первых их ультрафиолет все равно вызывает ускоренную деградацию резин и пластиков, а также не способен проникать в пористые и волокнистые материалы так же хорошо как 254 нм ультрафиолет кварцевых ламп. Эксилампы пока дорогие, редкие и в наших краях недоступные. Если кто-то из читателей знает где такую лампы за разумную цену найти - поделитесь! :)

Теперь, дорогой читатель, ты знаешь какое будущее ждет УФ-дезинфекцию в больницах :)

Еще один плюс эксимерной УФ-лампы - она невероятно красива в работе, почти что декоративна. Убедитесь сами :)

​​Чем продезинфицировать поверхности против вируса (и "уничтожить споры"). Часть 4 - Альдегиды

Тяжелая артиллерия дезинфекции - альдегиды - с химической точки зрения представляют собой класс органических соединений, содержащих альдегидную группу (-CHO). Распространенные биоцидные составы для медицины и сельского хозяйства чаще всего содержат в своем составе следующих представителей семейки альдегидов: формальдегид, ацетальдегид, глутаральдегид (глутараль), янтарный диальдегид (сукциндиальдоксим) , глиоксальдегид (глиоксим), орто-фталевый альдегид и т.д. и т.п.

Все альдегиды являются дезинфицирующими средствами широкого спектра действия, в т.ч. проявляя активность против бактериальных спор (= спороциды). Недостатком этих веществ можно считать медленное действие (и соотв. длительную экспозицию). Поэтому чаще всего препараты используются в качестве консервантов/пропиток или стерилизующих агентов для обработки замачиванием (например, стерилизация хирургических инструментов). Поэтому в готовых средствах альдегиды часто комбинируют с ЧАСами, спиртами или фенолами.

Наиболее доступными в наших реалиях являются формальдегид (ФА) и глутаральдегид (ГА). ФА в прошлом широко использовался в косметике, туалетных принадлежностях и т.д. и т.п. Уничтожает бактериальные споры в концентрации 2% (но требует экспозиции около 20 часов). ГА появился еще в 1960-х годах в качестве мощного спорицида широкого спектра действия. 2% р-р ГА, активированный содой, на 99% дезинфицирует поверхность в течение 10 минут. При pH ниже 7,3 ГА стабилен при хранении, но показывает слабую биоцидную активность. В щелочных растворах активность увеличивается, но стабильность снижается за счет полимеризации и уменьшения количества активных альдегидных групп. Поэтому продажный ГА, как правило идет с буферным раствором сохраняющим кислую среду, а для активации перед использованием к нему добавляют соду, поднимая рН до 8. Активированный раствор хранится не более 10-14 суток.

В качестве напоминания о коронавирусах, сошлюсь на работу, где показано, что 0,7%-1% формальдегид (экспозиция 120 секунд) дают одинаковый вирулицидный эффект (>99,99%), при этом 0,5% глутаровый альдегид показал в той же экспозиции гораздо более выраженный эффект, близкий к 80% этанолу...

Традиционный уже ответ на вопрос "где простому человеку это все найти?". Альдегиды можно купить в магазинах промышленной химии (в т.ч. в интернет-магазинах). Формалин (раствор ФА) можно найти в аптеках и больницах, если очень-очень нужно-возможно придется даже в морг. В аптеках можно найти и препарат Формидрон представляющий собой прекрасный антисептик (смесь ~10% формалина и этилового спирта). В качестве источника формалина может выступать и уротропин (он же метенамин, он же гексаметилентетрамин), который при подкислении сильными кислотами (серная, соляная и т.п.) разлагается с выделением формальдегида. ГА - очень распространенное средство (Cidex, Glutaral, Calgocide 14, Vespore и т.д. и т.п.) для дезинфекции бассейнов, саун и бань (=борьба с водорослями и т.п.). Как правило растворы продаются уже с необходимой концентрацией (~2%), но может так случится, что вам придется их разбавлять самим (с помощью калькулятора разбавления). Поэтому помним что:

Disclaimer: обращаю внимание, что техника безопасности при работе с альдегидами, а также составами их содержащими - полностью на совести каждого из читателей. Все манипуляции с химическими соединениями вы проводите на свой страх и риск! С химией работайте обязательно с использованием средств защиты кожи рук (перчатки)и глаз (очки) от брызг, а в случае разбавления концентрированного формалина может пригодится и фильтрующая маска с защитой от паров.

​​Формалиновая ремарка. Про газовую дезинфекцию.

В плотной связи с предыдущей заметкой. Как я уже упоминал кратко, формалин - это одно из самых универсальных и лучших средств для дезинфекции помещений. Его можно применять в водных растворах, в газообразном состоянии, в виде аэрозолей как в чистом виде, так и в смеси с другими химическими средствами. Интересный вариант - это т.н. "формалиновая шашка" (отдельная благодарность @Abibok_kun за подсказку!).

Формальдегид в том числе применяют и для газовой дезинфекции герметически закрытых помещений, тары и инвентаря. Для этого в металлическую или фарфоровую посуду наливают 45 весовых частей формалина (40 % формальдегида) и 22 части воды, а затем добавляют 30 частей калия марганцовокислого. Персонал покидает помещение и закрывает его. При взаимодействии формалина с марганцовокислым калием идет бурная реакция, сопровождающаяся высокой температурой, в результате чего формалин быстро закипает и испаряется. Для дезинфекции берут 40-50 мл формалина (40 % формальдегида) на 1 м3 помещения при температуре 25-30°С, относительной влажности 70 % и экспозиции 5-6 часов. После этого помещение тщательного проветривают.

Примерно таким же путем в пароформалиновых камерах дезинфицируют и спецодежду. В камере создают необходимую относительную влажность (65-70 %) и температуру (60°С); расход формалина 40-50 мл на 1 м3 при экспозиции один час. По окончании дезинфекции для нейтрализации формалина в камеру вводят половинное количество нашатырного спирта и через 5 минут камеру выгружают. Кстати, для обеззараживания споровой формы возбудителей количество формалина увеличивают до 100 мл на 1 м3.

Применяется формалин и для обеззараживания автотранспорта или другой техники. Например в очагах ящура применяется 2 % раствор формальдегида или аэрозоли формальдегида из расчета 60 мл 40 % раствора формальдегида на 1 м3 помещения при экспозиции 30 минут. Колеса автомашин обеззараживаются в дезбарьерах, заполненных щелочным раствором формальдегида (3 % натрия гидроокиси и формальдегида).

​​Превращаем квартиру в "био-крепость"
Заметки по снижению бактериологической угрозы
2. Защити вентиляцию, %username%

Если U-образные водные клапана в канализационных трубах у вас заправлены водой и готовы к работе, то следующая "дыра в безопасности" - это вентиляционные решетки (те самые, которые на кухне, в ванной и туалете). В абсолютном большинстве квартир эти вентиляционные каналы должны работать на выдув, т.е. для удаления воздуха из помещения. Приток воздуха, как правило, осуществляется через окна комнат, вывод же организуется через ванную или санузел.

Должны да не работают. Связано это с тем, что у многих работают автоматические вытяжки, установлены вентиляторы в туалетах и ванных комнатах, не правильно собраны и функционируют вентиляционные каналы в конце концов. В итоге часто образуется т.н. "обратная тяга" и воздух вместо того чтобы выходить из квартиры в нее входит (и часто несет с собой сигаретный дым, пыль, и конечно же бактериальные аэрозоли). Интересный challenge - привязать к отверстиям вентрешеток нити и периодически поглядывать на их положение (они должны всегда быть прижаты к решетке, если нить как флаги - у вас проблема).

Что же в этой ситуации можно сделать. Во-первых можно установить т.н. обратный клапан во все отверстия вентшахт. Лучше всего использовать вариант, максимально чувствительный к потокам воздуха. Таким образом мы будет пресекать попадание "чужого" воздуха в нашу квартиру. Оптимальный клапан - устройство с тонкими пружинами и лепестками (или мембранный вариант). Желательно клапана перед установкой проверить на герметичность, возможно дополнительно уплотнить герметиком.

Следует обязательно помнить, что с установленными клапанами должен быть постоянный приток воздуха с улицы для создания разницы давлений (особенно это важно для герметичных стеклопакетов), т.е. хотя бы "окно на микропроветривание" (это сразу убирает обратную тягу, если она есть).

Если обратный клапан найти не удалось, а также для того чтобы не выпускать свой воздух (в т.ч. зараженный) в вентиляционную шахту, можно использовать волокнистый фильтр в качестве своеобразной шторки перед вентрешеткой. Скорость движения воздуха у вентрешеток должна быть порядка 2-2,5 м/с, т.е. сравнима со скоростью потока воздуха, который проходит через среднестатистический респиратор при дыхании. Кстати именно этот вариант нужно рассматривать тем, у кого т.н. "приточка" организована через отдельный вентканал (а не через "стеклопакеты на микропроветривании").

Хотя при наличии прямых рук и кое-какого оборудования можно попробовать смастерить самодельный электростатический фильтр для вентиляции (на хабре была статья со всеми математическими выкладками, но без описания реализации). Принцип действия такого фильтра основан на следующем принципе: поступающие внутрь прибора частицы сначала электрически заряжаются, затем притягиваются электрическими силами к пластинам/электродам, заряженным противоположным зарядом. Такие фильтры обладают высокой эффективностью (более 80%) улавливания частиц разных размеров, низким гидравлическим сопротивлением, и не требуют периодической замены расходных элементов. Из недостатков можно упомянуть следующие. При накоплении слоя пыли на осадительных пластинах необходимо выполнять очистку. В процессе работы образуется некоторое количество токсичных газов (озон, оксиды азота). Ну и наконец, для работы устройства требуется высоковольтное электропитание (десятки киловольт).

Самодельный электростатический фильтр

Вдогонку предыдущей заметке - моя поделка-самоделка, простейший прототип электростатического фильтра (он же electrostatic precipitator (ESP) с использованием китайского высоковольтного преобразователя (т.н. "БП для шокера"). В видео показан "элементарный блок" - пластина-коронатор и пластина-осадитель. В промышленных установках используется множество таких блоков, подключенных параллельно. Такая компоновка минимизирует образование озона. Хотя даже в простом исполнении устройство показывает достаточно высокую эффективность при "сборе дыма" от ароматической палочки :)

​​Кислоты как антмикробный агент

Несмотря на кажущуюся простоту, многие кислоты (как привычные неорганические, так и "натуральные" органические) официально зарегистрированы Агентством по охране окружающей среды США (EPA) в качестве дезинфицирующих средств. Механизм дезинфицирующей активности обусловлен ​​разрушением микробных нуклеиновых кислот и белков. EPA предлагает использовать в дезинфицирующих составах следующие кислоты: лимонная, молочная, гликолевая, фосфорная, соляная, серная кислоты. Особенностью кислот можно считать их синергетический эффект (усиление активности)при наличии в составе средства анионных ПАВ и рН 3 и ниже.В таких условиях микроорганизмы становятся положительно заряженными и взаимодействуют с отрицательно заряженными анионными ПАВ. Стоит отметить, что в кислых условиях анионные ПАВ работают по аналогии с ЧАСами и нарушают проницаемость клеточных мембран у микроорганизмов. Типичный дезсостав содержит около 0,02- 0,1% кислоты + 0,01-0,05% анионного ПАВ.

Из представителей неорганики, чаще всего в кислотных дезинфектантах используется алкилбензолсульфокислота (АБСК) или фосфорная кислота. Хотя, например для дезинфекции унитазов применяются составы на основе соляной кислоты (5-20%). Кислотные средства широко используются в пищевой, молочной и ликеро-водочной промышленности для очистки оборудования и удаления минеральных отложений (в т.ч. накипь и ржавчина). Основной недостаток - способность к корродированнию металлических поверхностей и выраженное раздражающее действие на кожу.

Активными органическими кислотами являются например, бензойная кислота/дегидрацетовая кислота (дегидроуксусная кислота) и их натриевые соли, сорбиновая кислота и ее калиевая соль. В относительно низких концентрациях (0,5-6,5%) эти кислоты имеют очень низкую токсичность, но при этом обладают хорошей фунгицидной (=против грибов) активностью. В недостатки можно записать ограниченную активность против бактерий, плохую растворимость в воде и активность в узком диапазоне рН 2-6.

Выраженными антимикробными свойствами также обладают муравьиная, привычные уксусная, молочная, лимонная кислоты. Например в статье показано, что введение лимонной кислоты в состав антисептиков для рук, позволяет таким составом эффективно дезактивировать безоболочные вириноны полиовируса, полиомавируса, аденовирус при экспозиции всего в 60 секунд. В статье представлены результаты исследования активности "народной" салициловой и пироглютамовой кислот против представителей риновирусов. Упомянутые кислоты обладают выраженной вирулицидной активностью. Нельзя обойти вниманием и уксусную кислоту (в виде уксуса), которая активна по отношению к коронавирусу SARS. Притом активна, судя по уменьшению титра, сравнимо с 0,7-1% формальдегидом. Отмечу, что еще больше расширяет спектр действия органических кислот наличие пероксидной группы. Об этом я уже писал в заметке, посвященной соединениям - источникам активного кислорода.

Так что если спирта для обработки поверхностей от загрязнения вирионами коронавирусов не нашли - можно попробовать использовать уксус покрепче :). На картинке, кстати, молекула уксусной кислоты.

Disclaimer: обращаю ваше внимание на тот факт, что работа с кислотами требует соблюдения техники безопасности и хотя бы минимальных средств защиты (перчатки для рук, очки - для защиты глаз от брызг). Помните, что все работы вы проводите на свой страх и риск.

СТОП БАРЫГА! или Собираем "аптечную маску" за 15 минут и пару центов

Всем тем, кто попал под ажиотаж и отсутствие копеечных трехслойных масок - посвящается. Инструкция по самостоятельной сборке полного функционального аналога продающейся в аптеке одноразовой маски. Не стоит ждать пока "в аптеки привезут миллион масок" или тем более покупать эту достаточно бесполезную для здорового человека вещь в сотни раз дороже чем она должна стоить. Но если уж совсем невмоготу - купил кусок ткани за копейки да за полчаса сделал :)

Помните, что заплатить за проверенные качественные вещи = сохранить здоровье себе и своим близким, переплачивать за бросовый товар, поддавшись панике = верх безумства и ложная надежда...

Памятка по правильному мытью рук

Вдруг обнаружил, что всемозможные СМИ с их "просто мойте руки и этого будет достаточно" наносят скорее вред. Ибо не шибко грамотный народ считает, что вирионы можно смыть струей воды, а то даже смахнуть.

Поэтому отдельно подчеркиваю: МЫТЬ РУКИ НУЖНО ПРАВИЛЬНО! Поможет освоить этот навык - методичка от ВОЗ. Желательно ее распечатать и повесить в местах общего пользования.

P.S. прошу обратить особое внимание на надпись в заглавии картинки. Так что антисептические гели - это не опция, это обязательное условие. От себя замечу, что можно использовать и антибактериальное медицинское жидкое мыло с дозатором-диспенсером. Тогда вы сразу сможете "убить двух зайцев"

Дополнительно сам файл для удобства распечатки.