Хлорирование – это обработка питьевой воды дезинфицирующим средством хлорамином . [1] В воду по одному добавляются хлор и небольшое количество аммиака, которые вступают в реакцию с образованием хлорамина (также называемого связанным хлором) , дезинфицирующего средства длительного действия . Дезинфекция хлорамином используется как на небольших, так и на крупных водоочистных сооружениях.
В Соединенных Штатах Агентство по охране окружающей среды (EPA) требует сохранения так называемых «остатков» дезинфицирующего средства, которые остаются в системе водоснабжения во время его доставки в дома людей.
Правила EPA предусматривают два варианта остаточного дезинфицирующего средства — хлор или хлорамин. Многие крупные водные агентства переходят на хлорамин, чтобы лучше соответствовать текущим и ожидаемым федеральным нормам в отношении питьевой воды, а также защитить здоровье населения .
Между хлором и хлорамином есть много общего. Оба обеспечивают эффективную остаточную дезинфекцию с минимальным риском для здоровья населения. Оба токсичны для рыб и земноводных . И хлор, и хлорамин реагируют с другими соединениями в воде, образуя так называемые «побочные продукты дезинфекции».
Разница в том, что хлор образует множество побочных продуктов, в том числе тригалометаны (ТГМ) и галогенуксусные кислоты (ГАА), тогда как хлорамин образует значительно меньшее количество ТГМ и НАК, но также образует N -нитрозодиметиламин (НДМА). Одним из основных преимуществ хлорамина является то, что его использование снижает общий уровень этих регулируемых загрязнителей по сравнению с хлором.
Хлорамин токсичен для рыб и земноводных. Хлорамин, как и хлор, вступает в прямой контакт с кровотоком через жабры рыб и должен быть удален из воды, добавляемой в аквариумы и пруды с рыбой. Его также необходимо удалить из воды перед использованием в аппаратах для диализа , поскольку во время лечения вода вступает в прямой контакт с кровотоком. С 1980-х годов большинство аппаратов для диализа оснащены фильтрами для удаления хлораминов. [2]
Хлорамин обычно считается проблемой при пивоварении ; как и хлор, он может вступать в реакцию с некоторыми натуральными растительными ароматами, из которых состоит пиво, и изменять их, а также может замедлять или изменять дрожжи. Поскольку хлорамин рассеивается из воды гораздо медленнее, чем хлор, производители пива предпочитают угольную фильтрацию и/или таблетки Кэмпдена для его нейтрализации в воде. [3]
У людей нет проблем с перевариванием хлора или хлорамина в тех количествах, которые содержатся в общественной питьевой воде; эта вода не попадает непосредственно в кровоток человека. В Соединенных Штатах Агентство по охране окружающей среды США установило минимальные и максимальные безопасные для здоровья уровни хлорамина в питьевой воде. [4] В других странах аналогичные надзорные органы могут устанавливать стандарты качества питьевой воды по хлорамину.
В 2012 году два строителя домов подали иски против Moulton Niguel Water District (в округе Ориндж, Калифорния ), утверждая, что точечные протечки в медных водопроводах в их домах произошли из-за неправильной очистки воды хлорамином. Утечки через точечные отверстия наносят дорогостоящий ущерб домам людей, и строители утверждают, что им приходится с большими затратами ремонтировать дома, чтобы справиться с этой проблемой. Чиновники отметили, что иски подали только два застройщика, но по состоянию на конец 2013 года количество исков увеличилось. [5] [6]
Азотистые побочные продукты дезинфекции могут превращаться в нитрозамины под действием хлорирования и хлораминирования. Другие NDBP включают галонитроалканы, галонитрилы и галогенамиды. [7]
Хлорамины следует удалять из воды для диализа , аквариумов , гидропоники и домашнего пива. [ нужна цитата ] . Хлорамин необходимо удалить из воды перед использованием в аппаратах для диализа почек, поскольку он может вызвать гемолитическую анемию, если попадет в кровоток. [8] При гидропонике хлорамин замедляет рост растений. [9]
Когда используется химический или биологический процесс, изменяющий химический состав хлораминов, он подпадает под восстановительное дехлорирование . Другие методы используют физические, а не химические методы удаления хлораминов. [ нужна цитата ]
Использование ультрафиолетового света для удаления хлора или хлорамина — это устоявшаяся технология, получившая широкое распространение в фармацевтической промышленности, производстве напитков и диализе. [10] УФ также используется для дезинфекции водных объектов. [11]
Аскорбиновая кислота (витамин С) и аскорбат натрия полностью нейтрализуют как хлор , так и хлорамин, но разлагаются за день-два, что делает их пригодными только для кратковременного применения. SFPUC установила, что 1000 мг таблеток витамина С , измельченных и смешанных с водой для ванны, полностью удаляют хлорамин в ванне среднего размера без значительного снижения pH. [12]
Активированный уголь использовался для удаления хлорамина задолго до того, как стал доступен каталитический уголь , форма активированного угля . стандартный активированный уголь требует очень длительного времени контакта, а это означает, что необходим большой объем угля. Для тщательного удаления может потребоваться в четыре раза большее время контакта каталитического углерода. [ нужна цитата ]
Большинство диализных установок в настоящее время зависят от фильтров с гранулированным активированным углем (GAC), два из которых должны быть установлены последовательно, чтобы можно было обнаружить прорыв хлорамина после первого, прежде чем второй выйдет из строя. [13] Кроме того, в определенных обстоятельствах можно использовать инъекции метабисульфита натрия . [14] [ нужна полная цитата ]
Домашние пивовары используют восстановители, такие как метабисульфит натрия или метабисульфит калия (оба продаются в форме таблеток Кэмпдена ), чтобы удалить хлорамин из ферментированных напитков . Однако остаточный сульфит может вызвать неприятный привкус пива [15], поэтому метабисульфит калия предпочтителен.
Тиосульфат натрия используется для дехлорирования водопроводной воды в аквариумах или очистки сточных вод перед сбросом в реки . Реакция восстановления аналогична реакции восстановления йода. Для очистки водопроводной воды требуется от 0,1 до 0,3 грамма пентагидратного (кристаллического) тиосульфата натрия на 10 л воды . Многие животные чувствительны к хлорамину, и его необходимо удалять из воды, которую дают многим животным в зоопарках. [ нужна цитата ]
Хлорамин, как и хлор, можно удалить путем кипячения и выдержки. Однако время, необходимое для удаления хлорамина, намного больше, чем для удаления хлора. Время, необходимое для удаления половины хлорамина ( период полураспада ) из 10 галлонов США (38 л; 8,3 имп галлона) воды при кипячении, составляет 26,6 минут, тогда как период полураспада свободного хлора при кипячении 10 галлонов воды составляет всего лишь 1,8 минуты. [16] Старение может занять несколько недель, чтобы удалить хлорамины, тогда как хлор исчезает за несколько дней. [17] [18]
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )Вода, содержащая хлорамин, безопасна для питья, купания и приготовления пищи, поскольку процесс пищеварения нейтрализует его. Однако хлорамин может легко нанести вред пациентам, если он попадет в кровоток во время процесса диализа, вызывая гемолитическую анемию .