Хлорирование — это обработка питьевой воды дезинфицирующим средством на основе хлорамина . [1] В воду по одному добавляются хлор и небольшое количество аммиака , которые вступают в реакцию, образуя хлорамин (также называемый связанным хлором), дезинфицирующее средство длительного действия . Дезинфекция хлорамином используется как на малых, так и на крупных водоочистных сооружениях.
В Соединенных Штатах Агентство по охране окружающей среды (EPA) требует поддержания так называемого «остатка» дезинфицирующего средства, который остается в системе распределения воды во время ее доставки в дома людей .
В правилах Агентства по охране окружающей среды (EPA) предусмотрено два варианта остаточного дезинфицирующего средства — хлор или хлорамин. Многие крупные водохозяйственные агентства переходят на хлорамин, чтобы лучше соответствовать текущим и ожидаемым федеральным нормам по питьевой воде и защищать общественное здоровье .
Между хлором и хлорамином 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 то, что называется «побочными продуктами дезинфекции».
Разница в том, что хлор образует много побочных продуктов, включая тригалометаны (ТГМ) и галоуксусные кислоты (ГАК), тогда как хлорамин образует значительно меньшее количество ТГМ и ГАК, но также образует N -нитрозодиметиламин (НДМА). Одним из главных преимуществ хлорамина является то, что его использование снижает общие уровни этих регулируемых загрязняющих веществ по сравнению с хлором.
Хлорамин токсичен для рыб и земноводных. Хлорамин, как и хлор, напрямую контактирует с их кровотоком через жабры рыб и должен быть удален из воды, добавляемой в аквариумы и пруды для разведения рыбы. Его также необходимо удалить из воды перед использованием в диализных аппаратах, поскольку вода напрямую контактирует с кровотоком во время лечения. С 1980-х годов большинство диализных аппаратов строятся с фильтрами для удаления хлораминов. [2]
Хлорамин обычно считается проблемой в пивоварении ; как и хлор, он может реагировать и изменять некоторые натуральные растительные ароматы, входящие в состав пива, а также может замедлять или изменять дрожжи. Поскольку хлорамин рассеивается гораздо медленнее, чем хлор из воды, производители пива предпочитают угольную фильтрацию и/или таблетки Campden для его нейтрализации в воде. [3]
У людей нет проблем с перевариванием хлора или хлорамина в концентрациях, содержащихся в питьевой воде; эта вода не попадает напрямую 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 местах аналогичные надзорные органы могут устанавливать стандарты качества питьевой воды для хлорамина.
Два застройщика домов подали иски против округа Moulton Niguel Water в 2012 году (в округе Ориндж, Калифорния ), утверждая, что утечки через точечные отверстия в медных водопроводных трубах в их домах были вызваны неправильной обработкой воды хлорамином. Утечки через точечные отверстия наносят дорогостоящий ущерб домам людей, и застройщики утверждают, что им придется переделывать дома за большие деньги, чтобы справиться с этой проблемой. Чиновники отметили, что иски подали только два застройщика, но по состоянию на конец 2013 года количество исков возросло. [5] [6]
Побочные продукты азотной дезинфекции могут преобразовываться в нитрозамины под действием хлорирования и хлораминирования. Другие NDBP включают галонитроалканы, галонитрилы и галоидамиды. [7]
Хлорамины следует удалять из воды для диализа , аквариумов , гидропонных установок и домашнего пивоварения. [ требуется ссылка ] . Хлорамин необходимо удалять из воды перед использованием в аппаратах для диализа почек , поскольку он может вызвать гемолитическую анемию, если попадет в кровоток. [8] При гидропонных установках хлорамин задерживает рост растений. [9]
Когда используется химический или биологический процесс, который изменяет химию хлораминов, он попадает под восстановительное дехлорирование . Другие методы используют физические, а не химические методы удаления хлораминов. [ необходима цитата ]
Использование ультрафиолетового света для удаления хлора или хлорамина является устоявшейся технологией, которая широко применяется в фармацевтической промышленности, производстве напитков и диализе. [10] УФ также используется для дезинфекции на водных объектах. [11]
Аскорбиновая кислота (витамин С) и аскорбат натрия полностью нейтрализуют как хлор , так и хлорамин, но разлагаются за день или два, что делает их пригодными только для краткосрочного применения. SFPUC определил, 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 каталитический уголь , форма активированного угля, стал доступен [ требуется цитата ] ; стандартный активированный уголь требует очень длительного времени контакта, что означает, что необходим большой объем углерода. Для тщательного удаления может потребоваться время контакта, в четыре раза превышающее время контакта каталитического угля. [ требуется цитата ]
Большинство диализных установок теперь 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 выйдет из строя второй. [13] Кроме того, в определенных обстоятельствах может использоваться инъекция метабисульфита натрия . [14] [ необходима полная цитата ]
Домашние пивовары используют восстановители, такие как метабисульфит натрия или метабисульфит калия (оба продаются фирмой Campden в виде таблеток ), чтобы удалить хлорамин из ферментированных напитков . Однако остаточный сульфит может вызывать неприятные привкусы в пиве [15], поэтому предпочтительнее использовать метабисульфит калия.
Тиосульфат натрия используется для дехлорирования водопроводной воды для аквариумов или обработки сточных вод после очистки сточных вод перед сбросом в реки [ требуется цитата ] . Реакция восстановления аналогична реакции восстановления йода. Для обработки водопроводной воды требуется от 0,1 до 0,3 грамма пентагидратированного (кристаллического) тиосульфата натрия на 10 л воды [ требуется цитата ] . Многие животные чувствительны к хлорамину, и его необходимо удалять из воды, которую дают многим животным в зоопарках. [ требуется цитата ]
Хлорамин, как и хлор, можно удалить кипячением и старением. Однако время, необходимое для удаления хлорамина, намного больше, чем для хлора. Время, необходимое для удаления половины хлорамина ( период полураспада ) из 10 галлонов США (38 л; 8,3 имп галлона) воды путем кипячения, составляет 26,6 минут, тогда как период полураспада свободного хлора в кипящих 10 галлонах воды составляет всего 1,8 минуты. [16] Старение может занять недели для удаления хлораминов, тогда как хлор исчезает за несколько дней. [17] [18]
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )Вода, содержащая хлорамин, безопасна для людей, чтобы пить, купаться и готовить в ней, потому что пищеварительный процесс нейтрализует его. Однако хлорамин может легко нанести вред пациентам, если он попадает в кровоток во время процесса диализа, вызывая гемолитическую анемию .