Hlorinacija vode, hloracija vode ili hloriranje vode je proces dodavanja hlora ili hlornih spojeva, kao što je natrij-hipohlorit u vodu. Ova metoda se koristi za ubijanje bakterija, virusa i drugih mikroba u vodi. Konkretno, hloracija se koristi za sprječavanje širenja bolesti koje se prenose vodom kao što su kolera, dizenterija i tifus.
Historija U radu objavljenom 1894, formalno je predloženo dodavanje hlora u vodu, kako bi se ona učinila "bez klica". Dva druga autoriteta su podržala ovaj prijedlog i objavila ga u mnogim drugim radovima u 1895. Rani pokušaji implementacije hlorisanja vode u postrojenju za prečišćavanje vode napravljeni su 1893. u Hamburgu u Njemačkoj. U 1897., grad Maidstone u Engleskoj bio je prvi koji je tretirao cijelu svoju vodovodnu mrežu hlorom.
Trajno hlorisanje vode započelo je 1905, kada su neispravan spori pješčani filter i kontaminirana opskrba vodom uzrokovali ozbiljnu epidemiju tifusa u Lincolnu, Engleska. Alexander Cruickshank Houston je koristio hlorisanje vode kako bi zaustavio epidemiju. Njegova instalacija je u vodu koja se tretira ubrizgavala koncentrovani rastvor takozvanog "hlorisanog kreča" (mješavina kalcij-hipohlorita, kalcij-hidroksida i kalcij-hlorida). Ovo nije bio samo moderni kalcij-hlorid, već je sadržavao hlor rastvoren u krečnoj vodi (razrijeđeni kalcij-hidroksid) da bi se formirao kalcij-hipohlorit (hlorisani kreč). Hlorisanje vode pomoglo je u zaustavljanju epidemije, i kao mjera predostrožnosti, hlorisanje je nastavljeno do 1911, kada je pušten u rad novi vodovod.Reece, R.J. (1907). ]"Report on the Epidemic of Enteric Fever in the City of Lincoln, 1904-5." In Thirty-Fifth Annual Report of the Local Government Board, 1905-6: Supplement Containing the Report of the Medical Officer for 1905-6. London: Local Government Board.
300px|thumb| Ručno kontrolirani hlorinator za ukapljivanje hlora za prečišćavanje vode, početak 20. vijeka. Iz djela Hlorinacija vode Josepha Racea, 1918. Prva kontinuirana upotreba hlora u Sjedinjenim Američkim Državama za dezinfekciju dogodila se 1908. u rezervoaru Boonton (na rijeci Rockaway), koji je služio za snabdijevanje vode za Jersey City, New Jersey.Leal, John L. (1909). "The Sterilization Plant of the Jersey City Water Supply Company at Boonton, N.J." Proceedings American Water Works Association. pp. 100-9. Hlorinacija je postignuta kontroliranim dodavanjem razrijeđenih rastvora hlorida kreča (kalcij-hipohlorit) u dozama od 0,2 do 0,35 ppm. Proces tretmana osmislio je John L. Leal, a postrojenje za hlorinaciju projektovao je George Warren Fuller.Fuller, George W. (1909). "Description of the Process and Plant of the Jersey City Water Supply Company for the Sterilization of the Water of the Boonton Reservoir." Proceedings AWWA. pp. 110–34. Tokom narednih nekoliko godina, dezinfekcija hlorom pomoću kreč-hlorida (kalcij-hipohlorita) brzo je uvedena u sisteme za pitku vodu širom svijeta.Hazen, Allen. (1916). Clean Water and How to Get It. New York: Wiley. p. 102.
Tehniku prečišćavanja vode za piće upotrebom komprimovanog tečnog gasovitog hlora razvio je britanski oficir u Indijskoj medicinskoj službi, Vincent B. Nesfield, 1903. godine. Prema njegovom vlastitom iskazu, "Palo mi je na pamet da bi plinoviti hlor mogao biti zadovoljavajući... ako bi se mogla pronaći odgovarajuća sredstva za njegovu upotrebu.... Sljedeće važno pitanje bilo je kako učiniti plin prenosivim. To se može postići na dva načina: ukapljivanjem i skladištenjem u željeznim posudama obloženim olovom, koje imaju mlaznicu s vrlo finim kapilarnim kanalom i opremljene su slavinom ili navojnim čepom. Slavina se otvori, a cilindar se stavi u potrebnu količinu vode. Hlor izlazi u mjehurićima i za deset do petnaest minuta voda je apsolutno sigurna. Ova metoda bi bila korisna u velikim razmjerima, kao što je to slučaj sa kolicima za servisnu vodu." Major Carl Rogers Darnall, profesor hemije na Vojno-medicinskom fakultetu, izveo je prvu praktičnu demonstraciju ovoga u 1910.
Tokom mnogo decenija, Lysterova metoda je ostala standard za američke kopnene snage na terenu i u kampovima, implementirana u obliku poznate Lyster Bag (također se piše Lister Bag). Platnena "vreća, voda, sterilizirajuća" bila je uobičajena komponenta poljskih kuhinja, izdavana jedna na 100 osoba, standardnog kapaciteta 36 galona koja je visila sa često improviziranog tronošca na terenu. U upotrebi od Prvog svjetskog rata do Vijetnamskog rata, zamijenjen je sistemima reverzne osmoze koji proizvode pitku vodu pročišćavanjem lokalne vode pod pritiskom kroz mikroskopske filtere: Jedinica za prečišćavanje vode reverznom osmozom (1980) i Taktički sistem za prečišćavanje vode (2007) za proizvodnju velikih razmjera, te jedinica za prečišćavanje lake vode za potrebe manjih razmjera koja uključuje tehnologiju ultrafiltracije za proizvodnju pitke vode iz bilo kojeg izvora i koristi automatizirane cikluse ispiranja svakih 15 minuta kako bi se pojednostavile operacije čišćenja. Hlorni plin prvi put je kontinuirano korišten za dezinfekciju vode u postrojenju za filtriranje Belmont, Philadelphia, Pennsylvania, korištenjem mašine koju je izumio Charles Frederick Wallace, koji ju je nazvao Hlorinator. Proizvodila ga je kompanija Wallace & Tiernan počevši od 1913. godine. Do 1941, dezinfekcija vode za piće u SAD-u hlornim plinom je uveliko zamijenila upotrebu kreč-hlorida.Baker, Moses N. (1981). The Quest for Pure Water: the History of Water Purification from the Earliest Records to the Twentieth Century. 2nd Edition. Vol. 1. Denver: American Water Works Association. p. 341-342.
Biohemija Kao halogen, hlor je veoma efikasno dezinfekciono sredstvo i dodaje se u javne vodovodne sisteme kako bi se ubili patogeni koji uzrokuju bolesti, kao što su bakterije, virusi i protozoe, koji obično rastu u rezervoarima za vodu, na zidovima vodovodnih cijevi i u rezervoarima za skladištenje. Mikroskopski uzročnici mnogih bolesti poput kolere, tifusa i dizenterije ubijali su bezbroj ljudi godišnje prije nego što su metode dezinfekcije rutinski korištene.
Daleko većina hlora se proizvodi iz kuhinjske soli (NaCl) elektrolizom u hlor-alkalnom procesu. Dobiveni plin pri atmosferskom pritisku se ukapljuje pod visokim pritiskom. Ukapljeni plin se transportuje i koristi kao takav.
Kao snažno oksidacijsko sredstvo, hlor ubija oksidacijom organskih molekula. Hlor i produkt hidrolize hipohlorna kiselina nisu nabijeni i stoga lahko prodiru u negativno nabijenu površinu patogena. Sposoban je da razgradi lipide koji čine ćelijski zid i reaguje sa unutarćelijskim enzimima i proteinima, čineći ih nefunkcionalnim. Mikroorganizmi tada ili umiru ili se više ne mogu razmnožavati.
Principi Kada se hlor rastvori u vodi, on se pretvara u ravnotežnu smjesu hlora, hipohlorne (HOCl) i hlorovodičnw kiselinw (HCl): Cl2 + H2O HOCl + HCl U kiselom rastvoru, glavne vrste su i HOCl, dok je u alkalnom rastvoru efektivno prisutan samo ClO− (hipohloritni ion). Također su pronađene vrlo male koncentracije ClO2−, ClO3−, ClO4−.
Šok hlorisanje Šok hlorisanje je proces koji se koristi u mnogim bazenima, bunarima, izvorima i drugim izvorima vode kako bi se smanjili ostaci bakterija i algi u vodi. Šok hlorisanje se izvodi miješanjem velike količine hipohlorita u vodu. Hipohlorit može biti u obliku praha ili tečnosti kao što je hlorni izbjeljivač (rastvor natrij-hipohlorita ili kalcij-hipohlorita u vodi). Voda koja se šok-hloriše ne smije se plivati ili piti dok se broj natrij-hipohlorita u vodi ne smanji na tri dijela na milion (ppm) ili dok se broj kalcij-hipohlorita ne smanji na 0,2 do 0,35 ppm.
Kao alternativa šok-hlorisanju, neki bazeni se hlorišu upotrebom filtera koji generiše hlor i koji elektrolizira uobičajenu so. Bazeni hlorisani ovom metodom uglavnom imaju niže nivoe hlora od direktno hlorisanih bazena. Takvi bazeni se nazivaju bazeni sa slanom vodom.
Nedostaci Dezinfekcija hlorisanjem može biti problematična u nekim okolnostima. Hlor može reagovati sa prirodnim organskim spojevima koji se nalaze u vodi i proizvoditi jedinjenja poznata kao nusproizvodi dezinfekcije (DBP). Najčešći DBP-i su trihalometano (THM) i halosirćetna kiselina (HAA). Trihalometani su primarni nusproizvodi dezinfekcije koji nastaju hloriranjem. U visokim dozama, bromoform uglavnom usporava redovnu moždanu aktivnost, što se manifestuje simptomima poput pospanosti ili sedacije. Hronična izloženost i bromoformu i dibromohlorometanu u visokim dozama može uzrokovati rak jetre i bubrega, kao i bolesti srca, nesvijest ili smrt. Zbog potencijalne kancerogenosti ovih spojeva, propisi o vodi za piće širom razvijenog svijeta zahtijevaju redovno praćenje koncentracije ovih spojeva u distributivnim sistemima gradskih vodovodnih sistema. Svjetska zdravstvena organizacija izjavila je da su "rizici po zdravlje od ovih nusproizvoda izuzetno mali u poređenju s rizicima povezanim s neadekvatnom dezinfekcijom".
Dehlorinator Dehlorinator je hemijski aditiv koji uklanja hlor ili hloramin iz vode. U slučajevima kada se voda iz slavine hloriše, treba je deklorisati prije upotrebe u akvariju, jer hlor može štetiti vodenom svijetu na isti način na koji ubija mikroorganizme. Hlor će ubiti ribe. i uzrokovati oštećenje biološkog filtera akvarija. Hemikalije koje služe ovoj funkciji su redukcijska sredstva koja redukuju hlorne spojeve do hlorida, koji je bezopasan za život. Neki spojevi koji se koriste u komercijalnim dehlorinatorima su natrij-tiosulfat, natrij- hidroksimetansulfonat i natrij-hidroksimetan sulfinska kiselina.
Također pogledajte
Alternativne metode za dezinfekciju vode Voda za piće Zakon o sigurnoj vodi za piće Natrij-dihloroizocijanurat, hemikalija u tabletama za hlorisanje Natrij-hipohlorit Sterilizacija (mikrobiologija) Trihloroizocijanurna kiselina poznata i kao Simklozen, hemikalija u tabletama za hlorisanje Filter za vodu Fluorisanje vode Vodovodna industrija Zagađenje vode Prečišćavanje vode Vodovodna mreža Prečišćavanje vode Aeracija
Reference
Vanjski linkovi
Emergency Disinfection of Drinking Water (US EPA) National Pollutant Inventory - Chlorine American Chemistry Council's Chlorine Chemistry Division
Kategorija:Prečišćavanje vode Kategorija:Hlor Kategorija:Škotski izumi Kategorija:Ekologija