Hidrológiai Közlöny 1978 (58. évfolyam)
2. szám - Dr. Csanády Mihály–dr. Deák Zsuzsa: A vízfertőtlenítés néhány elméleti és gyakorlati kérdése
74 Hidrológiai Közlöny 1978. 3. sz. A vízfertőtlenítés néhány elméleti és gyakorlati kérdése Dr. CSANÁDY MIHÁLY*, Dr. DEÁK ZSUZSANNA* Bevezetés A fertőtlenítés célja a kórokozó mikroorganizmusok elpusztítása. A vizekkel kapcsolatban mind az ivóvíz- és szennyvíztisztítás, mind a,fürdővíz-kezelés során szükség lehet fertőtlenítésre. Az ivóvíztisztítás során a fertőtlenítés feladata az, hogy a bizonytalan eredetű vagy biztosan szennyezett forrásból származó vízben található kórokozó mikroorganizmusokat elöljük a kezelés során. Ugyancsak cél a vízellátás terén az, hogy az ivóvíz elosztása során a vízvezetéki hálózatban megfelelő klórszintet, ill. fertőtlenítő anyag-szintet tartva a később, az elosztás közben bekövetkező szennyeződés káros hatását megszüntessük, ill. a víz útján terjedő fertőzéseket ezáltal megelőzzük. A szennyvíztisztítás során a fertőtlenítés a tisztításnak általában az utolsó lépcsője, ahol az addig el nem távolított kórokozó mikroorganizmusok elpusztítása a cél annak érdekében, hogy a befogadó vízfolyásba ezek már lehetőleg ne juthassanak be. A vízkezelés terén fertőtlenítésre napjainkban úgyszólván kizárólag oxidálószereket használnak. Az egyéb eljárások, pl. a gamma-sugárzásos fertőtlenítés, UV-besugárzás, vagy esetleg a nehézfémekkel (főleg ezüsttel) elvégezhető un. oligodinamikus fertőtlenítés csak különleges helyzetben használható, alkalmazási körük tehát szűk. Az oxidáló szerek közül világszerte a klórvegyületek állnak első helyen, folyamatos vízfertőtlenítésre kb. a század forduló óta használatosak. Az első adatok az Egyesült Államokból, Angliából és Belgiumból származnak. 1904. évtől kezdve Angliában, Lincoln városban már állandó jelleggel klórozták a vizet [1], Az Egyesült Államokból az első ilyen adat 1908-ból származik [2], Azóta a klór igen széles körben elterjedt, és a később majd említendő hátrányai ellenére ina még csaknem egyeduralkodónak tekinthető [3]. A klór mellett az oxigén háromatomos módosulata, az ózon az egyetlen, amely technikai jelentőségre tett szert. A klóros fertőtlenítés alapfolyamatai A klóros fertőtlenítés áttekintése érdekében meg kell néznünk az aktív klór vegyületeit, amelyek a fertőtlenítésben szerepet játszanak [4, 5], A legfontosabb és technikai, méretben is kiterjedten használt fertőtlenítő szer maga az elemi klór, a klórgáz. A klórgáz, amely gáz alakban közismerten mérgező hatású, vízben meglehetősen jól oldódik. A legtöbb ma használatos klórozó berendezés olyan, hogy a klórgázt először vízben oldjuk, tehát klóros vizet állítunk elő, és ezt a klóros vizet keverjük hozzá a fertőtlenítendő vízhez. Ismeretesek direkt klórgáz-bekeverő készülékek is, ezeknek a jelentősége azonban ma még kisebb. *Országos Közegészségügyi Intézet, Budapest A klórgáz a vízzel reakcióba lép az alábbiak szerint: Cl 2 + H 2O^H+ + Cl" + HOCI HOCl=H + + 0C1~ A klór molekulából —- a vízzel reakcióba lépve — sósav és hipoklórossav keletkezik. A sósav mint erős sav disszociál hidrogén- és klorid-ionra; a hipoklóros-sav gyenge sav, disszociációja kisebb mértékű, de a pH-tól függően bizonyos mértékig végbemegy. A vizes oldatban tehát a bemutatott két egyensúly áll fenn. A pH-tól függ, hogy az egyensúly milyen irányban van eltolva, amint azt az 1. táblázat mutatja [4] . TaöA. 1. 3aeucuM0cmb muna (ßopMbt npoaeAenuH ceoßodHoeo XAopa om pH (npoifeHtnnoe pacnpedeAeime) Tabelle 1. Abhängigkeit des Vorkommen des freien Chlors vom pH. Prozentuelle Verteilung 1. táblázat A szabad klór előfordulási formájának függése a pH-tól Százalékos megoszlás pH ci, HOCI cio<3 >90 3—5 >90 6 97 3 7 75 25 8 25 75 9 3 97 A klór különböző formáinak ismerete annyiban lényeges a fertőtlenítés hatásosságának szempontjából, hogy elsősorban a szabad hipoklóros-sav az, amely reakcióképes, és amely a tulajdonképpeni fertőtlenítést elvégzi. A hipoklorit hatásmechanizmusát különböző szerzők bizonyos fokig eltérő módon magyarázzák. A legrégebbi magyarázat szerint a hipoklóros-sav lényegében oxidálva hat, azaz a hipoklóros-savból sósav keletkezik, és közben naszcensz oxigén válik szabaddá, és tulajdonképpen az oxigén végzi a fertőtlenítést: HOC1-H+ +C1- + 0 A későbbi vizsgálatok azonban tisztázták, hogy a helyzet nem ilyen egyszerű. A hipoklóros-sav valóban erős oxidálószer, azonban az esetek többségében a hatás nem az egyszerű oxidáció, hanem a hipoklóros-sav reakciója a sejt természetes szervesanyagaival —- elsősorban a fehérjékkel —, amelynek során nemcsak oxidáció játszódik le, hanem a hipoklóros-sav klórja is belép a folyamatba, és az egyszerű vagy bonyolultabb szerves vegyületekből különböző klórozott termékek keletkeznek. A klórozott termékek biológiai hatása más mint az eredetieké, eredeti feladatukat ezért nein tudják ellátni, így az élő sejt anyagcseréje — tehát működése —- gátolt. Ebből a hatásmechanizmusból következik, hogy a klór, ill. a klór-vegyületek ún. széles spektrumú fertőtlenítő szerek, azaz különböző mikroorganizmusok esetében is hatásosak. A víz esetében erre egyébként szükség is van, hiszen a vízben — elsősorban a szennyezett vizekben — nagyon különböző mikroorganizmusok fordulnak elő. A hipoklóros-sav és a hopoklorit anion fertőtlenítő hatása közötti különbséget egyes szerzők azzal is magya-
