Огляд основних груп дезінфікуючих засобів

Дезінфекуючі засоби - хімічні речовини, біологічні чинники та засоби медичного призначення, що застосовуються для проведення дезінфекційних заходів, куди включають антисептику.

Обробка волонтерів в Ухані, Китай, 22 лютого 2020 р.

 

1. Хлорвмісні речовини

Дані сполуки діють завдяки вивільненню активного хлору або окислювальній здатності іонів хлору, як правило, в позитивному ступені окислення. Речовини поділяються на неорганічні: гіпохлорит кальцію, гіпохлорит натрію, гіпохлорит літію, хлорне вапно і ін., та на органічні: натрієва сіль дихлорізоціанурової кислоти, натрієва сіль трихлорізоціанурової кислоти, хлораміну (Б, Т, ХБ) та ін.

На сьогоднішній день хлорвмісні засоби отримали велику популярність завдяки своєму спектру дії і відносній доступності. У той же час застосування хлору і деяких його сполук характеризується ризиком утворення небезпечних продуктів взаємодії. Відбувається це через те, що радикали хлору або іони хлору в проміжних ступенях окислення взаємодіють з іншими органічними речовинами, утворюючи довільні нові сполуки. Хлор також становить небезпеку для людини і може викликати алергію, отруєння різного ступеня тяжкості. Хлор має ІІ клас небезпеки (токсичності) згідно ДСТУ 12.1.007, а відповідно, необхідно дотримуватися запобіжних заходів.

Серед неорганічних хлорвмісних сполук найбільш поширений гіпохлорит натрію (NaClO), який отримують хлоруванням водного розчину їдкого натру (NaOH) молекулярним хлором (Cl₂), в окремих випадках - електроліз розчину кухонної солі (NaCl). Водний розчин гіпохлориту натрію є сильним окислювачем і вступає в численні реакції з різноманітними відновлювачами, вбиваючи тим самим багато мікроорганізмів.

Хімічна структура гіпохлориту натрію

 

Разом з тим у гіпохлориту натрію є свої особливості, які роблять його не найкращим рішенням на тлі інших засобів. Хлор, що міститься в гіпохлориті, пов'язаний іонним зв'язком, що ускладнює його активну дію. Необхідна кількість для обробки 1 м³ приміщення або іншого об'єкта становить близько 100-300 мл., проти 6-30 мл. для аналогічного обсягу у перекису водню (H₂O₂), і 10 мл. - у діоксиду хлору (ClO₂).

Водний розчин гіпохлориту натрію

 

Варто також відзначити, що гіпохлорит натрію робить сильний корозійний вплив на різні матеріали.

 

2. Спирти

До складу безлічі дезінфікуючих засобів на основі спирту найчастіше входять етанол (етиловий спирт - C₂H₅OH) та пропанол (пропіловий або ізопропіловий спирт  - C₃H₇OH). Спирти мають бактерицидну, віруліцидну і фунгіцидну дію.

Хімічна структура етилового спирту

 

Хімічна структура пропілового спирту

 

Хімічна структура ізопропілового спирту

 

Механізм дії спиртів на мікроорганізми полягає в тому, що вони денатурують білки клітинних мембран, викликаючи руйнування клітини.

Більш кращим вважається застосування етанолу, він підходить, в тому числі, для дезінфекції обладнання, що не володіє стійкістю до корозії. Етиловий спирт є природним антисептиком і не викликає алергії. Етанол в концентраціях 70-80% також застосовують для боротьби з новим коронавірусом COVID-19. Етанол відноситься до IV класу токсичності.

Дезінфекція пансіонатів в Італії

 

Варто відзначити, що мінусом окремих речовин, зокрема, пропанолвмісних препаратів є їх мала активність по відношенню до стійких форм вірусів. До того ж, пропанол, що відносяться до ІІІ класу небезпеки більш токсичний, ніж етанол.

Для гігієнічної обробки рук можуть використовуватися шкірні антисептики з вмістом етилового спирту (не менше 70% по масі), ізопропілового спирту (не менше 60% по масі) або суміші спиртів (не менше 60% по масі), а також парфюмерно-косметична продукція (рідини, лосьйони, гелі, одноразові вологі серветки) з аналогічним вмістом спиртів. Антисептичний ефект спиртів настає швидко, протягом 30 секунд, проте не має продовженої дії. Після випаровування антисептична дія спиртів на мікроорганізми припиняється. Слід мати на увазі, що спирти інактивуються в присутності слизу і протеїнів. Тому обробка спиртом рук, забруднених біологічними рідинами, не може дати гарантованого успіху.

Застосування спирту традиційно є більш дорогим на тлі ряду інших дезінфектантів, наприклад, на основі діоксиду хлору або перекису водню. Вартість обробки 1 м³ спиртом становить близько 15-20 грн. в той час, як у діоксиду хлору або перекису водню даний показник варіюється в межах 0,2-0,5 грн. При цьому той же діоксид хлору має більшу ефективність проти вірусів як на поверхні, так і в повітрі.

Обробка вулиць дезінфектантом

 

3. Амонієві сполуки

Четвертинні амонієві сполуки (ЧАС) - великий клас речовин, які використовують для обробки підлог, стін, меблів і обладнання. Відносна поширеність засобів на основі тільки ЧАС пов'язана з їх достатньо низькою токсичністю і відсутністю вираженого корозійного впливу.

Хімічна структура четвертинної амонієвої сполуки

 

Завдяки своїм протимікробним властивостям ЧАС часто служать основою побутових і промислових дезінфікуючих засобів. Дезінфектанти на основі ЧАС утворюють бактеріостатичну плівку на поверхні і селективно вбивають мікроорганізми.

Найбільш ефективними амонієвими сполуками є сполуки, молекули яких мають довжину ланцюга, що складається з 10-16 атомів вуглецю. Негативний вплив на антимікробну активність ЧАС надають катіони металів, кисле середовище (pH < 3), органічні речовини, підвищена мінералізація води.

Четвертинні амонієві сполуки (ЧАС)

 

Разом з тим, ЧАС ефективні не для всіх цілей. Наприклад, четвертинні амонієві сполуки не здатні руйнувати патогенні біоплівки, вони також неефективні проти високостійких бактерій, таких як туберкульоз. Однак ЧАС відносно безпечні для харчових продуктів і можуть застосовуватися для миття фруктів і овочів (за умови ретельного подальшого змивання або очищення від зовнішньої шкірки).

У разі дезінфекції приміщень необхідну кількість ЧАС для обробки 1 м³ в середньому становить близько 100-300 мл. Це можна порівняти з обсягами «хлорки» і істотно вище, ніж аналогічний показник у перекису водню або діоксиду хлору. Вартість обробки 1 м³ складає близько 0,5-1,5 грн.

 

4. Киснеактивні сполуки (окислювачі)

Киснеактивні сполуки відносяться до групи окислювачів. Киснеактивні сполуки - це сполуки, що вивільняють активний кисень, що забезпечує загибель мікроорганізмів.

Речовини цієї категорії містять активний кисень, який сприяє загибелі мікроорганізмів. До киснеактивних сполук відносять: діоксид хлору (ClO₂), перекис водню (H₂O₂), перборат натрію (NaBO₃), перкарбонат натрію (Na₂CO₃ ·1,5H₂O₂), а також ряд інших.

Засоби на основі активного кисню виробляються у вигляді рідких концентратів, дані сполуки відрізняються хорошою антимікробною активністю. У світовій практиці можна зустріти безліч прикладів застосування, зокрема, діоксиду хлору (ClO₂) і перекису водню (H₂O₂) для регулярної дезінфекції в медичних установах, а також для боротьби з поширенням нової коронавірусної інфекції COVID-19.

Робочі та ємності з перекисом водню

 

Наприклад, про застосування аерозолів діоксиду хлору або перекису водню для дезінфекції повітря і поверхонь, зокрема, повідомляє Міжнародна асоціація повітряного транспорту (IATA). Дана інформація опублікована в документі під назвою «Запобігання розповсюдженню коронавирусной інфекції (COVID-19). Керівництво для аеропортів».

 

4.1. Перекис водню

Завдяки своїм сильним окислювальним властивостям перекис водню (пероксид водню - H₂O₂) знайшов широке застосування в побуті і в промисловості. H₂O₂ - нестійка сполука, що легко розкладається, а речовини на його основі використовується в якості окислювачів, відбілювачів і антисептиків.

Молекула пероксиду водню сильно полярна, що призводить до виникнення водневих зв'язків між молекулами. Зв'язок O-O неміцний, саме тому H₂O₂ - нестійке з'єднання, що легко розкладається. При цьому вивільняється активний кисень O₂, який забезпечує загибель мікроорганізмів.

Хімічна структура пероксиду водню

 

Розвантаження дезінфікуючих засобів в Китаї. Потреба в дезінфекційних засобах стала настільки гострою, що одна з найбільших компаній з виробництва відбілюючих порошків в Китаї переорієнтувала всі свої потужності на задоволення дедалі більшого попиту

 

Стерилізація перекисом водню є стандартною медичною практикою, при якій пари перекису водню видаляють мікроби, як в повітрі, так і на поверхні матеріалів. Перекис водню, наприклад, застосовується для стерилізації хірургічних інструментів, а у вигляді дрібнодисперсного аерозолю - для дезінфекції в приміщеннях. Перекис водню також використовується в деяких процесах очищення стічних вод для видалення органічних домішок.

Необхідна концентрація діючої речовини для ефективної обробки повітря і поверхонь для вірусів - 3-6%.

Перекис водню відноситься до ІІ класу небезпеки, а при роботі з ним повинні застосовуватися засоби індивідуального захисту відповідно до діючих норм. Вдихання парів перекису водню тягне за собою різке подразнення слизових оболонок дихальних шляхів. Розчини перекису водню можуть викликати опіки шкіри і очей, а пари - подразнення слизових оболонок.

Також варто відзначити високу корозійну дію перекису водню: pH = 2, окислювальний потенціал - 1,78, речовина може викликати загоряння.

 

4.2. Діоксид хлору

Діоксид хлору - це найсильніший окислювач широкого спектра антимікробної дії, основу принципу дії якого становить активний кисень.

Незважаючи на присутність в назві слова «хлор», у діоксиду хлору (ClO₂) і хлору (Cl₂) є принципові відмінності, а діючою речовиною є активний кисень. Засоби дезінфекції на основі ClO₂ не виділяють активний хлор в атмосферу, а реакції з органічними речовинами, а також побічні продукти цих реакцій істотно різняться.

Хімічна структура діоксиду хлору

 

Ступінь окислення у діоксиду хлору вище в 2,5 рази, ніж у рідкого хлору, що говорить про його більш сильну бактеріцидну дію. Через дію молекулярного кисню діоксид хлору окисляє речовини до кінцевих продуктів, як правило, до вуглекислого газу і води, не утворюючи проміжних з'єднань або хлорвмісних органічних сполук. Експериментальні дані підтверджують, що для досягнення однакового бактерицидного ефекту потрібна менша кількість діоксиду хлору в порівнянні з рідким хлором, а період дії ClO₂ коротше за часом.

ClO₂ застосовують для очищення питної води, при виготовленні паперу і борошна в якості відбілювача, як компонент для зубних паст і ополіскувачів. Діоксид хлору діє не заміщенням (або хлоруванням, як хлор), а окисленням. Завдяки цьому в процесі реакції не утворюються тригалометани, хлорфеноли, практично не утворюються органічні галогени, що не видаляються та не відбувається реакція з амінами і іншими сполуками.

Діоксид хлору ефективний в широкому діапазоні рН від 4 до 10. У спектр його знезаражуючої дії входять: бактерії (включаючи мікобактерії туберкульозу), спороутворюючі бацили, а також їх спори, віруси (поліомієліт, гепатит, ротавіруси, ВІЛ, грип типу А, збудники ГРВІ , герпес та ін.), гриби роду Candida, дерматофіти, плісняві гриби.

Застосовувані засоби на основі діоксиду хлору володіють однією з найнижчих концентрацій діючої речовини - 0,10% проти 3-6% у перекису водню. Сам по собі ClO₂ відноситься до ІІ класу небезпеки, його вдихання викликає подразнення органів дихання та слизових, тому обробку парами ClO₂ виконують в засобах індивідуального захисту. Разом з тим, окремі робочі розчини діоксиду хлору відносяться до IV класу мало небезпечних речовин згідно ДСТУ 12.1.007 при введенні в шлунок, нанесенні на шкіру і не надають місцевої подразнюючої дії. Подібні розчини застосовують для дезінфекції в закладах охорони.

Водний розчин діоксиду хлору (ClO₂)

 

Ще однією особливістю ClO₂ є його відносно низький корозійний вплив на об'єкти: pH 5-7, окислювальний потенціал - 0,95, який посилюється ефективним використанням низьких концентрацій робочих розчинів.

Дезінфекція громадських об'єктів діоксидом хлору, Ухань, Китай

 

Діоксид хлору застосовується для дезінфекції в медичних установах, ClO₂ також набув широкого поширення в ході пандемії нового коронавіруса (COVID-19). Діоксид хлору використовується для боротьби з коронавірусом в Китаї, Австралії, Мексиці та ряді інших країн.

Дезінфекційні засоби в Україні підлягають гігієнічній регламентації та державній реєстрації в порядку, встановленому законодавством - Постанова Кабінет Міністрів України від 3 липня 2006 р. № 908 "Про затвердження Порядку державної реєстрації (перереєстрації) дезінфекційних засобів".

Виробництво, зберігання, транспортування, застосування та реалізація дезінфекційних засобів здійснюються з дотриманням вимог відповідних нормативно-правових актів. Застосування дезінфекційних засобів, не зареєстрованих у встановленому порядку в Україні, а також тих, у процесі виготовлення, транспортування чи зберігання яких було порушено вимоги технологічних регламентів та інших нормативно-правових актів, забороняється.

Дезінфекція громадського транспорту, Київ, Україна

 

Теоретичну і методологічну основу для створення високоефективних в цільовому відношенні і безпечних для людей і довкілля дезінфекційних засобів та розробки оптимальних технологій їх застосування забезпечує наука дезінфектологія.