СУЫҚ ПЛАЗМА ӘДІСІМЕН СУДЫ ТАЗАРТУ: БАКТЕРИЦИДТІК ӘСЕРДІҢ ЭКСПЕРИМЕНТТІК БАҒАСЫ

Осы зерттеудің мақсаты бактериялық микрофлорамен контаминацияланған суды залалсыздандыру үшін суық плазма қондырғысының тиімділігін бағалау болды. CD Plasma эксперименттік қондырғысы өңделетін сұйықтықты алдын ала екі фазалы сұйық-газ ортасына айналдырып, оның бөлшектерін иондау арқылы суық плазма генерациялайды. Суық плазма реактивті оттек пен азот түрлерінің, ультракүлгін сәулеленудің және зарядталған бөлшектердің синергиялық ықпалы нәтижесінде айқын антимикробтық әсер көрсетеді; бұл әсер жасуша қабырғасының тотығулық зақымдануын, мембрананың тұтастығының бұзылуын, ақуыздардың инактивтелуін және микроорганизмдер ДНҚ-сының фрагментациясын туындатады. Сынақ нысандары ретінде санитарлық-көрсеткіш және шартты-патогенді микрофлора өкілдері – Escherichia coli және Pseudomonas aeruginosa бактериялары пайдаланылды. Суық плазмамен 5 минут әсер ету екі культура үшін де микробтық ластануды едәуір төмендететіні көрсетілді, алайда бұл әсер Pseudomonas aeruginosa қатысты неғұрлым айқын. Алынған нәтижелер химиялық реагенттерді қолданбай бактерияларды инактивтеу тұрғысынан суық плазманың жоғары тиімділігін көрсетеді және оны суды тазарту және залалсыздандыру технологияларында қолданудың болашағын айғақтайды.

1. Efficient nitrogen removal through coupling biochar with zero-valent iron by different packing modes in bioretention system / J. Chen et al // Environ. Res. – 2023. – № 223. – Р. 115375.

2. Campos L.C. A Review of the Most Concerning Chemical Contaminants in Drinking Water for Human Health / L.C. Campos // Sustainability. – 2024. – № 16. – Р. 7107.

3. Chemical contaminants and environmental stressors induced teratogenic effect in aquatic ecosystem – A comprehensive review / S. Madesh et al // Toxicology Reports. – 2024. – Vol. 13. – Р. 101819. https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2024.101819.

4. Madjar RM. Nutrient Water Pollution from Unsustainable Patterns of Agricultural Systems, Effects and Measures of Integrated Farming / RM. Madjar, G. Vasile Scăețeanu, MA. Sandu // Water. – 2024. – № 16(21). – Р. 3146. https://doi.org/10.3390/w16213146.

5. Wada O.Z. Recent occurrence of pharmaceuticals in freshwater, emerging treatment technologies, and future considerations: A review / O.Z. Wada, D.B. Olawade // Chemosphere. – 2025. – Vol. 374. – Р. 144153. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2025.144153.

6. Mendoza-Espinosa LG. Editorial: Wastewater and microbial contamination of water courses / LG. Mendoza-Espinosa, А. Mojiri // Front. – 2024. – Water 6. – Р. 1428714. https://doi.org/10.3389/frwa.2024.1428714.

7. A comprehensive review of microplastic pollution in freshwater and marine environments / I.M. Jaikumar et al // Green Analytical Chemistry. – 2025. – Vol. 12. – Р. 100202. https://doi.org/10.1016/j.greeac.2024.100202.

8. Exploring emerging water treatment technologies for the removal of microbial pathogens / O.V. Obayomi et al // Current Research in Biotechnology. – 2024. – Vol. 8. – Р. 100252. https://doi.org/10.1016/j.crbiot.2024.100252.

9. Linden Systematic Review of Microorganism Removal Performance by Physiochemical Water Treatment Technologies / M. Burke et al // Environmental Science & Technology Article ASAP. https://doi.org/10.1021/acs.est.4c03459.

10. Current microbiological challenges in drinking water / A.C. Afonso et al // Journal of Water Process Engineering. – 2025. – Vol. 72. – Р. 107614. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2025.107614.

11. Emerging Technologies for the Control of Biological Contaminants in Water Treatment: A Critical Review / Rui Gao et al // Engineering. – 2025. – № 48(5). – Р. 185-204 https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.08.022.

12. Effect of water treatment processes on microbial contamination in drinking water in rural areas of the urban periphery / Lan Zhang et al // Journal of Water, Sanitation and Hygiene for Development. – Vol 14, № 8. – Р. 735

13. Wastewater Treatment in Central Asia: Treatment Alternatives for Safe Water Reuse / MS Kalmakhanova et al // Sustainability. – 2023. – № 15(20). – Р. 14949. https://doi.org/10.3390/su152014949.

14. An analysis of barriers and perspectives for circular economy in industrial water use in Kazakhstan / I. Radelyuk et al // Sustainable Water Resources Management. – 2024. https://doi.org/10.1007/s40899-024-01057-8.

15. Trotta V. Risks associated with wastewater reuse in agriculture: investigating the effects of contaminants in soil, plants, and insects / V. Trotta, O. Baaloudj, M. Brienza // Front. Environ. Sci. – 2024. – № 12. – Р. 1358842. https://doi.org/10.3389/fenvs.2024.1358842.

16. EXCESS AND ACTUAL INDICATORS OF WATER CONSUMPTION AND WASTEWATER DISPOSAL IN THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN / В. Botantaeva et al // Water Conservation & Management. – 2024. – Vol. 8. https://doi.org/10.26480/wcm.03.2024.362.367.

17. Radelyuk I. Sustainable Water Use in Industry - Reasons, Challenges, Response of Kazakhstan / I. Radelyuk, J. Klemeš, K. Tussupova // Circular Economy and Sustainability. – 2023. https://doi.org/10.1007/s43615-023-00269-y.

18. Laroussi M. Low Temperature Plasma Jet for Biomedical Applications: A Review / M. Laroussi // IEEE Transactions on Plasma Science. – 2015. – № 43. – Р. 703-711. https://doi.org/10.1109/TPS.2015.2403307.

19. Nonthermal plasma inactivation of food-borne pathogens / NN Misra et al // Food Eng Rev. – 2011.

20. Plasma-liquid interactions: A review and roadmap / P.J. Bruggeman et al // Plasma Sources Science and Technology. – 2016. – № 25(5). – Article 053002. https://doi.org/10.1088/0963-0252/25/5/053002.

21. How Does Cold Plasma Work in Medicine?. / S. Bekeschus et al // Textbook of Good Clinical Practice in Cold Plasma Therapy. Springer, Cham. – 2022. https://doi.org/10.1007/978-3-030-87857-3_3.

22. Breaking the outer membrane barrier: structure, targets, and antimicrobial strategies for Gramnegative bacteria / F. Xu et al // Front. Microbiol. – 2026. – № 17. – Р. 1734749. https://doi.org/10.3389/fmicb.2026.1734749.

23. Imlay JA. Pathways of oxidative damage / JA. Imlay // Annu Rev Microbiol. – 2003. – № 57. – Р. 395-418. https://doi.org/10.1146/annurev.micro.57.030502.090938. PMID: 14527285.

24. Cold Plasma Inactivation of Bacterial Biofilms and Reduction of Quorum Sensing Regulated Virulence Factors / D. Ziuzina et al // PLoS One. – 2015/ – № 10(9). – Р. e0138209. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0138209. PMID: 26390435; PMCID: PMC4577073.

25. Cold Plasma Inactivation of Bacterial Biofilms and Reduction of Quorum Sensing Regulated Virulence Factors / D. Ziuzina et al // PLoS One. – 2015. – № 10(9). – Р. e0138209. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0138209. PMID: 26390435; PMCID: PMC4577073.

26. Gram positive and Gram negative bacteria differ in their sensitivity to cold plasma / A. Mai-Prochnow // Sci Rep. – 2016. – № 6. – Р. 38610. https://doi.org/10.1038/srep38610. PMID: 27934958; PMCID: PMC5146927.

27. WHO. Guidelines for drinking-water quality. 4th ed. 2017.

28. EPA. Microbial contaminant standards for drinking water. 2018.

29. Resistance of bacterial biofilms to disinfectants: a review / A. Bridier et al // Biofouling. – 2011. – № 27(9). – Р. 1017-32. https://doi.org/10.1080/08927014.2011.626899. PMID: 22011093.

30. Cold plasma technology: advanced and sustainable approach for wastewater treatment / P. Gururani et al // Environ Sci Pollut Res Int. – 2021. – № 28(46). – Р. 65062-65082. https://doi.org/10.1007/s11356-021-16741-x. Epub 2021 Oct 7. PMID: 34617236; PMCID: PMC8494511.