Отбеливатель — это общее название любого химического продукта, который используется в промышленности или в быту для удаления цвета (отбеливания) с ткани или волокна (в процессе, называемом отбеливанием) или для дезинфекции после очистки. Это часто относится конкретно к разбавленному раствору гипохлорита натрия , также называемому «жидким отбеливателем».
Многие отбеливатели обладают бактерицидными свойствами широкого спектра , что делает их полезными для дезинфекции и стерилизации. Они используются в санитарии плавательных бассейнов для борьбы с бактериями, вирусами и водорослями, а также во многих местах, где требуются стерильные условия. Они также используются во многих промышленных процессах, особенно при отбеливании древесной массы . У отбеливателей есть и другие второстепенные применения, например, удаление плесени , уничтожение сорняков и увеличение срока службы срезанных цветов . [1]
Отбеливатели реагируют со многими цветными органическими соединениями, такими как натуральные пигменты, и превращают их в бесцветные. Хотя большинство отбеливателей являются окислителями (химическими веществами, которые могут удалять электроны из других молекул), некоторые из них являются восстановителями (отдают электроны).
Хлор , мощный окислитель, является активным веществом многих бытовых отбеливателей. Поскольку чистый хлор является токсичным едким газом, эти продукты обычно содержат гипохлорит , выделяющий хлор. «Отбеливающий порошок» обычно относится к составу, содержащему гипохлорит кальция . [ нужна цитата ]
Окислительные отбеливатели, не содержащие хлора, обычно основаны на пероксидах , таких как перекись водорода , перкарбонат натрия и перборат натрия . Эти отбеливатели называются «бесхлорными отбеливателями», « кислородными отбеливателями » или «бесцветными отбеливателями». [2]
Восстанавливающие отбеливатели имеют нишевое применение, например диоксид серы , который используется для отбеливания шерсти либо в виде газа, либо из растворов дитионита натрия [3] и боргидрида натрия .
Отбеливатели обычно вступают в реакцию со многими другими органическими веществами, помимо цветных пигментов, поэтому они могут ослабить или повредить натуральные материалы, такие как волокна, ткань и кожа, а также намеренно нанесенные красители, такие как индиго джинсовой ткани . По той же причине проглатывание продуктов, вдыхание паров или попадание на кожу или в глаза могут привести к телесным повреждениям и вреду для здоровья.
Самая ранняя форма отбеливания заключалась в раскладывании тканей и тканей на отбеливателе для отбеливания под действием солнца и воды . [4] [5] В 17 веке в Западной Европе существовала значительная промышленность по отбеливанию тканей, в которой использовались чередующиеся щелочные ванны (обычно щелочные ) и кислотные ванны (например, молочная кислота из кислого молока, а затем разбавленная серная кислота ). Весь процесс длился до полугода. [4]
Отбеливатели на основе хлора, которые сократили этот процесс с месяцев до часов, были изобретены в Европе в конце 18 века. Шведский химик Карл Вильгельм Шееле открыл хлор в 1774 году, [4] , а в 1785 году савойский ученый Клод Бертолле признал, что его можно использовать для отбеливания тканей. [4] Бертолле также обнаружил гипохлорит натрия , который стал первым коммерческим отбеливателем, названным Eau de Javel («Жавельская вода») в честь района Жавель , недалеко от Парижа, где он производился.
Шотландский химик и промышленник Чарльз Теннант предложил в 1798 году раствор гипохлорита кальция в качестве альтернативы воде Жавеля и запатентовал отбеливающий порошок (твердый гипохлорит кальция ) в 1799 году. [4] [6] Около 1820 года французский химик Антуан Жермен Лабаррак открыл дезинфицирующее средство. и дезодорирующая способность гипохлоритов и сыграл важную роль в популяризации их использования для этой цели. [7] Его работа значительно улучшила медицинскую практику, общественное здравоохранение и санитарные условия в больницах, на бойнях и во всех отраслях, связанных с продуктами животного происхождения. [8]
Луи Жак Тенар впервые получил перекись водорода в 1818 году путем реакции пероксида бария с азотной кислотой . [9] Пероксид водорода был впервые использован для отбеливания в 1882 году, но стал коммерчески важным только после 1930 года. [10] Перборат натрия в качестве отбеливателя для стирки использовался в Европе с начала двадцатого века и стал популярен в Северной Америке в 1980-е годы. [11]
Цвета натуральных органических материалов обычно возникают из-за органических пигментов , таких как бета-каротин . Химические отбеливатели действуют одним из двух способов:
Солнечный свет действует как отбеливатель посредством процесса, приводящего к аналогичным результатам: фотоны света высокой энергии, часто в фиолетовом или ультрафиолетовом диапазоне, могут разрушать связи в хромофоре, делая полученное вещество бесцветным. Длительное воздействие часто приводит к значительному обесцвечиванию, обычно уменьшая цвета до белого и, как правило, до очень блеклого синего. [14]
Эффективность широкого спектра действия большинства отбеливателей обусловлена их общей химической реактивностью в отношении органических соединений, а не избирательным ингибирующим или токсическим действием антибиотиков . Они необратимо денатурируют или разрушают многие белки , включая все прионы , что делает их чрезвычайно универсальными дезинфицирующими средствами.
Также было обнаружено, что гипохлоритные отбеливатели в низкой концентрации атакуют бактерии, мешая белкам теплового шока на их стенках. [15] Согласно отчету «Домашняя гигиена и здоровье» за 2013 год, [16] использование отбеливателя, будь то на основе хлора или перекиси, значительно повышает бактерицидную эффективность белья даже при низких температурах (30-40 градусов Цельсия), что позволяет исключить вирусы, бактерии и грибки из различной одежды в домашних условиях. [17]
Большинство промышленных и бытовых отбеливателей относятся к трем широким классам:
Отбеливатели на основе хлора содержатся во многих бытовых «отбеливающих» продуктах, а также в специализированных продуктах для больниц, общественного здравоохранения, хлорирования воды и промышленных процессов.
Качество отбеливателей на основе хлора часто выражается в процентах активного хлора . Один грамм 100% активного хлорного отбеливателя имеет такую же отбеливающую способность, как и один грамм элементарного хлора .
Наиболее распространенными отбеливателями на основе хлора являются:
Другими примерами отбеливателей на основе хлора, используемых в основном в качестве дезинфицирующих средств, являются монохлорамин , галазон и дихлоризоцианурат натрия . [19] [ не удалось проверить ]
Отбеливатели на основе пероксида характеризуются наличием пероксидной химической группы , а именно двух атомов кислорода, соединенных одинарной связью (–O–O–). Эта связь легко разрывается, образуя очень активные формы кислорода, которые являются активными веществами отбеливателя.
Основными продуктами этого класса являются:
В пищевой промышленности другие продукты-окислители, такие как броматы, используются в качестве отбеливателей и средств для созревания муки .
Дитионит натрия (также известный как гидросульфит натрия ) является одним из наиболее важных восстановительных отбеливателей. Это белый кристаллический порошок со слабым сернистым запахом. Его можно получить реакцией бисульфита натрия с цинком.
Он используется как таковой в некоторых промышленных процессах крашения для удаления излишков красителя, остаточных оксидов и нежелательных пигментов, а также для отбеливания древесной массы .
Реакция дитионита натрия с формальдегидом дает ронгалит .
который используется при отбеливании древесной массы , хлопка , шерсти , кожи и глины . [25]
При обработке негативной пленки зерна галогенида серебра связываются с соединителями, которые при проявлении производят металлическое серебро и цветное изображение. Серебро «отбеливают» до растворимой формы в растворе трехвалентного железа ЭДТА, которое затем растворяют в «фиксирующем» растворе тиосульфата натрия или аммония. Процедура аналогична обработке бумаги, за исключением того, что ЭДТА и тиосульфат смешиваются с отбеливателем.
При обратной обработке остаточное серебро в эмульсии после первого проявления восстанавливается до растворимой соли серебра с помощью химического отбеливателя, чаще всего ЭДТА . Обычный фиксаж затем растворяет восстановленное серебро, но оставляет неэкспонированный галогенид серебра нетронутым. Этот неэкспонированный галогенид затем подвергается воздействию света или химической обработке, чтобы второе проявление давало позитивное изображение. В цветной и хромогенной пленке это также создает изображение красителя, пропорциональное серебру.
Фотоотбеливатели также используются в черно-белой фотографии для выборочного уменьшения содержания серебра и уменьшения плотности серебра на негативах или отпечатках. В таких случаях состав отбеливателя обычно представляет собой кислый раствор дихромата калия .
В отчете об оценке риска (RAR), проведенном Европейским Союзом по гипохлориту натрия в соответствии с Регламентом EEC 793/93, сделан вывод, что это вещество безопасно для окружающей среды при всех его текущих нормальных применениях. [26] Это связано с его высокой реакционной способностью и нестабильностью. Исчезновение гипохлорита происходит практически мгновенно в естественной водной среде, достигая за короткое время концентрации всего 10-22 мкг /л или менее во всех сценариях выбросов. Кроме того, было обнаружено, что, хотя летучие соединения хлора могут иметь значение в некоторых сценариях использования внутри помещений, они оказывают незначительное воздействие в условиях открытой окружающей среды. Далее роль загрязнения почв гипохлоритами предполагается незначительной.
Промышленные отбеливатели могут вызывать беспокойство. Например, использование элементарного хлора при отбеливании древесной массы приводит к образованию хлорорганических соединений и стойких органических загрязнителей , включая диоксины . По данным промышленной группы, использование диоксида хлора в этих процессах снизило образование диоксинов до необнаружимого уровня. [27] Однако респираторный риск, связанный с хлором и высокотоксичными хлорированными побочными продуктами, все еще существует.
Европейское исследование, проведенное в 2008 году, показало, что гипохлорит натрия и органические химические вещества (например, поверхностно-активные вещества , ароматизаторы ), содержащиеся в некоторых бытовых чистящих средствах, могут вступать в реакцию с образованием хлорированных летучих органических соединений (ЛОС). [28] Эти хлорированные соединения выделяются во время очистки, некоторые из них являются токсичными и вероятными канцерогенами для человека . Исследование показало, что концентрации в воздухе помещений значительно увеличиваются (в 8–52 раза для хлороформа и в 1–1170 раз для четыреххлористого углерода соответственно, превышая базовые количества в домашнем хозяйстве) при использовании отбеливающих средств. Увеличение концентрации хлорированных летучих органических соединений было наименьшим для обычных отбеливателей и наибольшим для продуктов в форме «густой жидкости и геля ».
Значительное увеличение концентрации некоторых хлорированных ЛОС в воздухе помещений (особенно четыреххлористого углерода и хлороформа) указывает на то, что использование отбеливателей может быть важным источником ингаляционного воздействия этих соединений. Хотя авторы предположили, что использование этих чистящих средств может значительно увеличить риск рака, [28] [29] этот вывод кажется гипотетическим:
Раствор гипохлорита натрия (3–6%) (обычный бытовой отбеливатель) обычно разбавляют для безопасного использования при дезинфекции поверхностей и при обработке питьевой воды. [31] [32]
Слабый раствор 2%-ного бытового отбеливателя в теплой воде обычно используется для дезинфекции гладких поверхностей перед завариванием пива или вина. [ нужна цитата ]
Постановления правительства США (21 CFR 178, подраздел C) разрешают дезинфицировать пищевое оборудование и поверхности, контактирующие с пищевыми продуктами, растворами, содержащими отбеливатель, при условии, что раствору дают возможность достаточно стечь перед контактом с пищевыми продуктами и что содержание растворов не превышает 200 частей на миллион. (ppm) доступный хлор (например, одна столовая ложка обычного бытового отбеливателя, содержащего 5,25% гипохлорита натрия, на галлон воды).
Разбавление бытового отбеливателя водой в соотношении 1 к 47 (1 часть отбеливателя на 47 частей воды: например, одна чайная ложка отбеливателя на чашку воды или 21 мл на литр, или1/3чашка отбеливателя на галлон воды) эффективен против многих бактерий и некоторых вирусов в домах. [33] Даже коммерчески выпускаемые дезинфицирующие растворы «научного уровня», такие как Вироцидин-X, обычно содержат гипохлорит натрия в качестве единственного активного ингредиента, хотя они также содержат поверхностно-активные вещества (для предотвращения образования капель) и ароматизаторы (для сокрытия запаха отбеливателя). [34]
См. хлорноватистую кислоту для обсуждения механизма дезинфицирующего действия.
Показано, что полоскание полости рта 0,05% разбавленным раствором бытового отбеливателя помогает при гингивите . [35]
Безопасный отбеливатель для цвета — это химическое вещество, в котором в качестве активного ингредиента (для удаления пятен) используется перекись водорода, а не гипохлорит натрия или хлор. [36] В нем также содержатся химические вещества, которые помогают сделать цвета ярче. [37] Хотя перекись водорода используется для стерилизации и очистки воды, ее способность дезинфицировать белье ограничена, поскольку концентрация перекиси водорода в средствах для стирки ниже, чем та, которая используется в других целях. [37]
Безопасность отбеливателей зависит от присутствующих соединений и их концентрации. [38] Вообще говоря, проглатывание отбеливателей может привести к повреждению пищевода и желудка , что может привести к смерти. При попадании на кожу или в глаза вызывает раздражение, высыхание и потенциальные ожоги. Вдыхание паров отбеливателя может повредить легкие. [38] При использовании отбеливателя всегда следует использовать средства индивидуальной защиты .
Отбеливатель ни в коем случае нельзя смешивать с уксусом или другими кислотами, так как при этом образуется высокотоксичный газообразный хлор, который может вызвать серьезные внутренние и внешние ожоги. [39] [40] [41] [42] При смешивании отбеливателя с аммиаком также образуется токсичный газообразный хлорамин , который может вызвать ожог легких. [39] [40] [42] Смешивание отбеливателя с медицинским спиртом приводит к образованию высокотоксичного хлороформа , [43] а смешивание с перекисью водорода приводит к экзотермической и потенциально взрывоопасной химической реакции, в результате которой выделяется кислород . [44]
Чудо-минеральная добавка (MMS), также рекламируемая как «Основной минеральный раствор» или «Раствор диоксида хлора» или CDS, [45] для обхода ограничений со стороны интернет-платформ розничной торговли, представляет собой раствор отбеливателя, который с тех пор обманным путем рекламируется как панацея. 2006. [46] Его основным активным ингредиентом является хлорит натрия , который «активируется» лимонной кислотой с образованием диоксида хлора. Пытаясь обойти санитарные правила, его изобретатель Джим Хамбл, бывший саентолог , основал Церковь здоровья и исцеления Бытия II , которая считает MMS своим таинством. [47] [48]
Во время пандемии COVID-19 сторонники MMS, включая сторонника QAnon Джордана Сатера и Марка Гренона, которые связаны с Церковью Бытия II, начали предполагать, что это поможет лечить COVID-19 . [49] [50] Несколько новостных агентств, в том числе The New York Times и The Washington Post , изобразили высказывания президента США Дональда Трампа на брифинге 23 апреля 2020 года как пропаганду инъекции отбеливателя в качестве потенциального лечения COVID-19. [51] [52] [53] По данным фактчекеров , многие такие сообщения были ложными и вводящими в заблуждение, поскольку им не хватало необходимого контекста, включая тот факт, что на том же брифинге Трамп специально пояснил, что любое подобное обращение «не будет быть посредством инъекций, мы говорим почти об очистке и стерилизации участка. Может быть, это работает, может быть, не работает, но, безусловно, это имеет большой эффект, если это происходит на неподвижном объекте». [54] [55] Тем не менее, широко распространенные сообщения побудили Центры по контролю и профилактике заболеваний, ученых и компании, производящие отбеливатели, вновь заявить, что отбеливатель вреден для человека и его нельзя принимать внутрь или вводить путем инъекций. [56] [53] MSN News цитирует профессора Роба Чилкотта, эксперта по токсикологии из Университета Хартфордшира , что нет научных доказательств того, что введенный отбеливатель или дезинфицирующие средства повлияют на вирусные частицы, но что введение отбеливателя «вероятно приведет к значительным, необратимым последствиям». вред и, вероятно, очень неприятная смерть». [57]
