Co je to ten chlordioxid a proč se používá na dezinfekci vody?

Pokud jste o něm doposud neslyšeli, nic se neděje. Chlordioxid (formálně oxid chloričitý, chemicky označovaný jako ClO₂) je látka, se kterou se ve skutečnosti setkáváte poměrně často, aniž byste to tušili. Objevuje se v systémech úpravy pitné vody (na vodárnách), v nemocnicích, hotelech, chladicích věžích i v potravinářských provozech, kde spolehlivě likviduje nežádoucí mikroorganismy a tím chrání naše zdraví. V následujících řádcích se o chlordioxidu dozvíte víc. Na úvod prozradíme, že jde o silné oxidační činidlo, tedy látku, která dokáže „odebírat elektrony“ (laicky řečeno „spálit“ nebezpečné mikroorganismy ve vodě). Od svých dezinfekčních „příbuzných“, jako je například klasický chlor nebo ozon, se však liší – a právě díky tomu přináší mnoho výhod.

Historie chordioxidu

Objev chlordioxidu se připisuje britskému chemikovi Humphrymu Davymu (muž na úvodní fotce) už v roce 1811. Když tehdy chlorečnan draselný (KClO₃) reagoval s kyselinou chlorovodíkovou (HCl), objevil se neobvyklý plynný produkt oranžovo-žluté barvy.

Největší rozmach v praktickém využití však přišel až ve 20. století, kdy se podařilo vymyslet postupy, jak ho bezpečně vyrábět rovnou tam, kde je potřeba (třeba ve vodárnách).

Oxid chloričitý vs. chlordioxid (ClO₂): je to to samé?

Ano. Oxid chloričitý je odborný (chemický) název pro látku, které se v praxi často říká chlordioxid – v obou případech jde o stejnou sloučeninu se vzorcem ClO₂.

V češtině se proto běžně potkáte s oběma názvy podle kontextu: v technických podkladech a normách častěji „oxid chloričitý“, v praxi úpravy a dezinfekce vody častěji „chlordioxid“. 

Vlastnosti chlordioxidu

• Naoranželovělý plyn: Chlordioxid je za normální teploty plyn výrazné barvy. V průmyslu se ale používá nejčastěji rozpuštěný ve vodě (její teplota je totiž daleko nad -59 °C, kdy by ClO₂ zmrznul do krystalů).
• Výbušný v čisté formě: Proto se obvykle generuje se na místě (více níže).
• Z hlediska chemie jde o oxid, kde je chlor v tzv. sudém oxidačním čísle (+IV) – to je rarita, protože většinou bývá chlor v lichém oxidačním čísle.
• Silný oxidant: Dokáže rozkládat organické nečistoty, bakterie, viry, plísně, řasy, zkrátka co mu přijde do cesty, a přitom (co je důležité) tvoří mnohem méně karcinogenních vedlejších látek než klasický chlor.

Proč se nejčastěji vyrábí v generátorech chlordioxidu?

Protože je chlordioxid v koncentrované podobě velmi nestabilní a může explodovat, je nejvhodnější si ho „dělat“ tam, kde ho chceme použít.

• K tomu existují zařízení zvaná generátory chlordioxidu.
• Většinou vzniká genezí z chloritanu sodného (NaClO₂) a kyseliny (například HCl). Tyto suroviny se smíchají ve správném poměru a vzniklý ClO₂ se okamžitě rozpouští do vody.
• Tak se dá bezpečně (a čerstvě) aplikovat do rozvodů pitné vody, do cirkulačních systémů nebo kdekoli, kde potřebujete provádět dezinfekci.

Kde všude nachází chlordioxid uplatnění?

• Úpravny pitné vody: Nahrazuje nebo doplňuje chlor – při dezinfekci typicky nevznikají trihalomethany a tak si můžete užít „čistší“ chuť vody. Místo THM se pak hlídají hlavně chloritany/chloratany.
• Chladicí věže: Brzdí množení bakterií a tvorbu biofilmů, pomáhá stabilizovat provoz okruhů. Biofilm je „schovka“ pro řadu bakterií a ClO₂ do něj umí proniknout líp než řada běžných metod.
• Potravinářský průmysl: Dezinfekce technologické vody, sanitace linek a CIP, mytí obalů a láhví.
• Nemocnice, hotely, veřejné budovy: Dezinfekce rozvodů vody – díky účinku i na biofilm je často velmi účinný proti Legionelle (riziko nákazy hlavně z vodního aerosolu).
• Odpadní vody a kanalizace: Omezení zápachu (např. sirných sloučenin) a mikrobiologie, podpora kontroly biofilmů v potrubí.
• Papírenský průmysl (bělení): Bělení buničiny a papíru oxidací barevných složek (zbytky ligninu).
• Textil (bělení/odbarvování): Průmyslové bělení a odbarvování vybraných materiálů, odstranění zbytkových barviv. Oxidace je skvělá na barvy, ale materiál je potřeba znát, aby nedošlo k poškození.
• Zemědělství a provozní sanitace: Dezinfekce napájecích a technologických systémů, povrchů a zařízení tam, kde je potřeba „srovnat“ mikrobiologii.

Jak obstojí vedle jiných dezinfekčních metod?

Než se pustíme do tabulky, pojďme si je krátce představit:

• Chlor:
  • Klasika vodárenství – přes sto let používaný.
  • Nízké náklady, dobře dostupný.
  • Vytváří ale trihalomethany (THM), chlorečnany, někdy i chlorfenoly způsobující nepříjemný zápach.
• Ozon:
  • Velmi účinný silný oxidant.
  • Rychle se rozkládá, musí se vyrábět na místě.
  • Při reakci s bromidovými ionty v surové vodě mohou vznikat bromičnany, jež jsou toxické.
  • Je nákladnější na výrobu.
  • Působí agresivně na obyč. ocel, plast a další materiály, tj. všechna zařízení a potrubí musí být z kvalitní nerezové oceli.
• UV záření:
  • Likviduje mikroorganismy průchodem vody přes UV lampu.
  • Nevytváří dezinfekční zbytkový účinek ve vodě, jakmile voda opustí lampu, znovu se může kontaminovat.
• Cu-Ag ionizace (metoda s ionty mědi a stříbra)
  • Princip uvolňování měďnatých a stříbrných iontů, které potlačují mikrobiální růst.
  • Účinná spíš dlouhodobě (např. prevence proti Legionelle), ale pomalejší náběh dezinfekce.
  • Drahé z hlediska dlouhodobého provozu (ionty kovů) a legislativně regulované kvůli limitům stříbra ve vodě.
  • Ionty mědi a stříbra je nutné pravidelně monitorovat, aby jejich hladina nepřekročila povolené limity. Nadměrné koncentrace mohou být toxické pro člověka i pro životní prostředí.
• Termická dezinfekce
  • Zahřátí vody na vysokou teplotu (např. > 60 °C) ničí bakterie.
  • Energeticky náročná, a pokud se okruh ochladí, mohou se bakterie znovu množit.
  • Leckdy technicky těžce proveditelná a navíc může dojít k poškození vodovodního systému a napojených zařízení.

Srovnání metod dezinfekce vody – tabulka

Tabulka srovnání dezinfekčních metod ke stažení (jpg)

Proč je chlordioxid stále oblíbenější?

• Ničí biofilmy, zatímco jiné metody (např. samotný chlor) někdy pronikají do usazenin hůř, chlordioxid dokáže rozrušit i slizké povlaky, ve kterých se bakterie rády skrývají.
• Široká účinnost. Bakterie, viry, řasy, plísně – pro ClO₂ je to sousto, které si vychutná.
• Nezávislost na pH. Klasický chlor funguje nejlépe v mírně kyselé až neutrální vodě, zatímco chlordioxid si poradí v širokém rozmezí pH (4–10).
• Méně vedlejších produktů. Na rozdíl od chloru nevznikají trihalomethany (THM), jež jsou podezřelé z karcinogenních účinků.
• Vyšší rozpustnost za nižších teplot než chlor. To zlepšuje jeho využití v chladných vodách.

A co nevýhody?

• Chloritany a chlorečnany – při vyšších dávkách chlordioxidu a v případech vyššího pH vody, nebo přítomnosti vyššího množství organických látek, případně dvojmocného železa a manganu, mohou ve vodě stoupat koncentrace těchto látek, které jsou toxické. Je tedy potřeba hlídat jejich limity a dávkování. Odborné firmy si vhodným nastavením poměru prekurzorů, pH a teploty s těmito látkami dokáží poradit.
• Cena – obvykle vyšší než u chloru, ačkoli díky účinnosti to bývá kompenzováno menší potřebou dávky.

Chlordioxid a legionella

Jednou z největších hrozeb v rozvodech teplé i studené vody je Legionella pneumophila – bakterie, která se ráda množí v místech, kde voda dlouho stojí (např. rozlehlé trubní systémy, klimatizace, sprchy v hotelech, nemocnicích).

• Legionella přežije i v teplé vodě (40–50 °C).
• Ráda se schovává do biofilmů.
• Když se dostane do aerosolu (vodní mlhy), můžeme ji nevědomky vdechnout a riskovat zápal plic (legionářskou nemoc).

Proč je chlordioxid tak účinný?

• Dokáže rozrušit biofilm a proniknout k bakterii, zatímco některé jiné metody pouze „olíznou“ povrch.
• Může se dávkovat i do rozsáhlých distribučních systémů a udržet v nich nízkou, ale stálou koncentraci.

Doporučujeme si poslechnout i tento podcast, který stručně porovnává nejčastější metody dezinfekce vody (chlorace, ozonifikace, chlordioxid, UV aj.). Pomůže lépe pochopit rozdíly v účinnosti a vhodnosti jednotlivých postupů pro různé typy vodních systémů.

Chlordioxid jako zázračný lék

Chlordioxid (nebo přesněji směsi, které ho uvolňují) se objevuje i na alternativní scéně pod názvy jako MMS (Miracle Mineral Supplement/Solution), CDS/CDL apod. Tyto produkty bývají propagované jako „zázračný lék“ na širokou škálu nemocí. Ve skutečnosti jde typicky o chloritan sodný, který se po „aktivaci“ kyselinou mění na oxid chloričitý (ClO₂) – silné oxidační činidlo používané mimo jiné k dezinfekci. Úřady ale opakovaně varují, že požívání těchto přípravků není schválené ani bezpečné a může vést k těžkým nežádoucím účinkům (např. silné zvracení, průjem, dehydratace s nebezpečně nízkým tlakem, v krajních případech i vážné poškození zdraví). Více info najdete třeba tady – Wikipedia.

Shrnutí na závěr

Chlordioxid je v dnešní době jedním z nejúčinnějších dezinfekčních prostředků, který s přehledem ničí Legionellu, bakterie, viry i plísně. I když má, jako každá chemikálie, svá rizika (hlavně při předávkování a některých případech při tvorbě vedlejších produktů – chloritanů a chlorečnanů), dokáže nabídnout mnohem čistší dezinfekci než klasický chlor – bez nepříjemného zápachu a bez tvorby velkého množství nebezpečných vedlejších produktů.

Ať už ho najdete ve veřejných vodovodech, u chladicích věží, v nemocnici nebo v továrně na zpracování potravin, nejspíš odvede spolehlivou práci. Za tu vděčíme nejen jeho nesmírné oxidační síle, ale i nápadu vyrábět ho bezpečně na místě v generátorech, čímž se vyhneme nebezpečí výbuchu při přepravě a skladování.

Tak až se vás někdo příště zeptá, co je to ten chlordioxid, můžete s úsměvem říct, že je to silný a přitom elegantní „krotitel“ bakterií a virů, který z vody vyžene Legionellu, ale zároveň vám ji nechá chutnat a vonět tak, že se jí nemusíte bát napít.

 

---

---

 

 

Časté dotazy