Hidrológiai Közlöny 1978 (58. évfolyam)

2. szám - Dr. Csanády Mihály–dr. Deák Zsuzsa: A vízfertőtlenítés néhány elméleti és gyakorlati kérdése

Dr. Csanády M.—

dr. Deák Zs.: A vízfertőtlenítés Hidrológiai Közlöny 1978. 2. sz. 75 rázzák, hogy a hipoklóros-sav molekula kicsi, elektromosan semleges, így könnyen át tud jíttni a sejtfalon, és a sejten belül is kifejtheti hatását. A hipoklorit-ion viszont negatív töltésénél fogva egyrészt hidrát burokkal van körülvéve, aini méreteit megnöveli, másrészt a negatív töltés maga is akadálya a sejtfalon való áthaladásnak. A klórgáz mellett a klór aktív vegyületei közül elsősorban a hipokloritokat használjuk még fertőtlenítésre. Kezdetben a legelterjedtebb fertőtlenítőszer a klórmész volt, amelyet oltott mésznek klórozásával állítottak elő, és amely kalcium-klorid és kalcium-hipoklorit keverékének fogható fel. Ma a klórmész helyett általában a nártium-hipokloritot használjuk, amely Hypo néven háztartási tisztító-, ill. fertőtlenítőszerként is közismert. A fentebb bemutatott reakció-egyenletek szerint a hipoklorit és a hipoklóros-sav, ill. a klór-molekula között a pHtól függő egyensúly áll fenn, ezért a fertőtlenítő hatás szempontjából tulajdonképpen teljesen mindegy, hogy a szabad klórt milyen formában adagoljuk. A fertőtlenítő hatás csak annyiban különbözik, amennyiben a víz végső pH-ja különbözik [5]. A végső pH-t a klór adagolt formája tiszta vizek esetében bizonyos mértékben befolyásolja, szennyvizek esetében — amelyeknek nagy a puffer-kapacitásuk — ez a hatás jóval kisebb. A klórgáz ugyanis a hidrolízis következtében savas hatást okoz, vagyis a pH-t csökkenti, a nátrium-hipoklorit viszont a hidrolízis miatt eleve lúgos kémhatású, de a technikai termék a nátrium-hipoklorit mellett többek között szabad nátronlúgot is tartalmazhat, tehát a hipoklorit adagolása a pH-t emeli. Ez a hatás ivóvizek esetében általában 0,1—0,2 pH egységet jelent csak. Szennyvizek esetében a pH változás nagy mértékben függ az adagolt klór-mennyiségen kivül a szennyvíz puffer-kapacitásától is. Végeredményben tehát a klór hatását a pH befolyásolja közvetlenül, és nem a klór adagolási formája. A "stabilizált hipokloritnak tekinthető szerves (aromás) klór-amid származékok, így a klorogén, a Neomagnol vizes oldatban szintén úgy hidrolizálnak, hogy hipoklóros-sav szabadul fel, hatásuk tehát a hipokloritéhoz hasonló. A víz fertőtlenítésben egyébként szerepük korlátozott. A nátrium-hipoklorit mellett a kalcium-hipokloritnak van szerepe, de széleskörű alkalmazását magas ára korlátozza. A klóramin-képződés szerepe A vizek klórozása esetében igen lényeges a vízben levő ammónia szerepe. Az ammónia — pontosabb kifejezéssel ammónium-ion — a mérsékelten vagy erősen szennyezett vizekben gyakran előfordul, mint fehérje-lebomlási termék vagy esetleg ipari szennyezés. Az ammónia a klórral híg vizes oldatban is reakcióba lép. A klór ilyenkor mintegy klórozza az ammóniát, szubsztitúciós reakció játszódik le, első lépésben monoklór-amin keletkezik. Kellő klórfölösleg jelenlétében a reakció tovább megy és a monoklór-amin mellett diklór-amin és triklór-amin keletkezik: NH

4 f + H0C1^H

2Ü + H + NH

2C1 NH

2C1 + H0C1^H,0 + NHC1

2 NHC1

2 + H0C1^H

20 + NC1

3 Ezek a reakciók azért nagyon lényegesek, mivel — a pH-tól és a hőmérséklettől is függően — csaknem kvantitative végbemennek [4], ami azt jelenti, hogy a fertőtlenítés céljából a vízhez adagolt klór egy hányada — esetleg a teljes mennyisége — a fertőtlenítés szempontjából csekélyebb hatású vegyületté alakul át. A klór-aminoknak ugyanis van fertőtlenítő hatásuk, mert az előbbi szubsztituciós reakciók bizonyos fokig reverzibilisek, de az egyensúly általában a klór-aminok felé van eltolva. A klór-aminnal egyensúlyban levő szabad klór (vagyis hipoklóros-sav) koncentrációja rendkívül kicsi. Mivel a hipoklóros-sav a tulajdonképpeni aktív ágens, és ennek a koncentrációja csökkent le, a reakció-sebesség is lecsökkent. A klór-amin képződés hatása tehát elsősorban az, hogy a reakció-képességet lecsökkenti, és ezzel a fertőtlenítéshez szükséges időt igen nagy mértékben megnöveli. A klóraminok képződése tehát általában nem kívánatos, mivel a fertőtlenítő hatást gyengítik, ill. az adott fertőtlenítéshez szükséges időt vagy vegyszer-fölösleget lényegésen megnövelik. E hatást szemlélteti a 2. táblázat [14]. E szerint a monoklóramin és a diklór-amin esetében többszörösen nagyobb mennyiséget kell adagolni azonos hatás elérésére. Különösen nagy a különbség a bélbaktériumokra gyakorolt hatás szempontjából. TaöA. 2. Komiemnpaiiuu pa3Aummx cpedcme de3Uii(fiuiiupoeaiiun, neoOxoduMbie ÖAH docmuxcenun oduHaKoeoeo scfitpeKma no V

amy Tabelle 2. Die zur Erreichung der gleichen Wirkung notwendige Desinfizierungsmittel-Konzentrationen laut Chang 2. táblázat Az azonos hatás* eléréséhez szükséges fertőtlenítőszer koncentrációk Chang szerint J. San. Eng. Div. 1971. Fertőtlenítőszermaradék [mg/l] Amoeba cysták Bélbaktériumok Enterovírusok HOCI 3,5 0,02 0,40? NH

2C1 18,6 4,0? 20,0? 6,0 1,2? 5,0? HOBr 3,6 j ? •T

2 3,5 0,2 14,6 o

3 0,3—1,8? T ? * Standard destrukció: 99,999% csökkenés (25 °C, 10 perc) A klóramin képződésnek a fertőtlenítést lassító hatása nem minden esetben hátrány. Sőt előfordul, hogy a fertőtlenítő hatás tartóssá tétele érdekében szándékosan adagolnak ammóniát a klórral együtt, vagyis eleve klór helyett klóraminnal fertőtlenítenek. A klór-aminnak — elsősorban a monoklór-aminnak — az a kedvező hatása ugyanis, hogy mivel a reakcióképessége kicsi, lassan bomlik le, a hatás tehát tartós. Ezért pl. a hálózatban fenntartandó klór-szint vagy egy uszoda medencében fenntartandó klór-koncentráció szempontjából a klóramin kifejezetten előnyősnek ítélhető. A klóramin képződésnek más szempontból is van viszont hátrányos hatása. A monoklór-amin még nem okoz semmiféle íz vagy szag panaszt. A diklóraminnak már van kellemetlen szaga, a triklór-amin pedig igen határozottan kellemetlen szagú. Ivóvízkezelés esetében ez azt jelenti, hogy amennyiben