Chlorowanie wody to stosowanie do dezynfekcji związków chloru, takich jak chlor gazowy, podchloryn sodu czy chloraminy. Jest to najbardziej rozpowszechniony sposób dezynfekcji wody przeznaczonej do spożycia w Polsce. Jest to metodatania i skuteczna, ze względu jednak na tworzenie się organicznych halogenowych produktów ubocznych, takich jak toksyczne, mutagenne i kancerogenne trihalogenometany, poszukuje się nowych metod dezynfekcji. Zachęcającą alternatywą wydaje się być stosowanie dwutlenku chloru (ClO₂), którego działanie różni się od dezynfektantów chlorowych. Związek ten w porównaniu z klasycznym chlorowaniem powoduje zmniejszone tworzenie produktów ubocznych dezynfekcji oraz posiada większą skuteczność dezynfekcyjną. Dwutlenek chloru poza tym skutecznie usuwa barwę, smak i zapach wody. Czy jest to dezynfektant idealny?

Skuteczność dezynfekcyjna

Skuteczność inaktywacji mikroorganizmów dwutlenkiem chloru jest porównywalna do skuteczności dezynfekcji związkami chloru przy odczynie obojętnym wody. Przy zmianie odczynu skuteczność dezynfekcyjna chloru maleje, natomiast działanie dezynfekcyjne dwutlenku chloru pozostaje bez zmian. Przy dawkach, takich jakie stosuje się podczas uzdatniania wody do spożycia, dwutlenek chloru nie powoduje fizycznych uszkodzeń komórek. Kluczowym mechanizmem jest natomiast osłabienie fizjologicznych funkcji, takich jak synteza białka. Innym kluczowym mechanizmem inaktywacji jest reakcja pomiędzy dwutlenkiem chloru a specyficznymi cząsteczkami biologicznymi komórek mikroorganizmów, np. ze specyficznymi cząsteczkami ściany komórkowej, jak również kwasami nukleinowymi, włączając aminokwasy: cysteinę, tryptofan i tyrozynę [2].

Mechanizm inaktywacji komórek mikroorganizmów w wyniku zastosowania dwutlenku chloru nie jest do końca poznany i może być on różny dla różnych drobnoustrojów.  Dwutlenek chloru skuteczniej zabija wirusy niż chlor czy nawet ozon. W odróżnieniu od chloru, dwutlenek chloru skutecznie dezaktywuje pierwotniak Giardia (podobnie jak ozon czy promieniowanie UV). Dwutlenek chloru jest także w stanie inaktywować oocysty Cryptosporidium, jednak wymagane dawki są zbyt duże, żeby można było go zastosować do dezynfekcji wody do spożycia – wiąże się to z powstawaniem zbyt dużej ilości produktów ubocznych dezynfekcji dwutlenkiem chloru (chloranów i chlorynów) [2], [3].

Cały artykuł został opublikowany w numerze 3/2016
kwartalnika "Kierunek Spożywczy"

Literatura

1. Dąbrowska A., Świetlik J., Nawrocki J., Formation of aldehydes upon ClO2 disinfection. Water Research 37 (2003), 1161-1169.
2. Gray N., Chlorine dioxide. Chapter thirty two. [in:] Microbiology of Waterborne Diseases (Second Edition)(2014), 591-598.
3. LeChevallier M., Au K., Water Treatment and Pathogen Control. Process Efficiency in Achieving Safe Drinking Water. World Health Organization, London 2004.
4. Nawrocki J., Uzdatnianie wody. Procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa, 2010.
5. Polanska, M., Huysman, K., Keer, C., Investigation of assimilable organic carbon (AOC) in flemish drinking water. Water Research 39 (2005), 2259-2266.
6. Raczyk-Stanisławiak U., Nawrocki J., Chloryny i chlorany (metoda chromatografii jonowej) [w:] Dojlido J. (red.), Uboczne produkty dezynfekcji wody. Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych. Warszawa, 2002.
7. Raczyk-Stanisławiak U., Świetlik J., Dąbrowska A., Nawrocki J., Biodegradability of organic by-products after natural organic matter oxidation with ClO2 – case study. Water Research 38 (2004) 1044-1054.
8. Righi E., Fantuzzi G., Predieri G., Aggazzotti G., Bromate, chlorite, chlorate, haloacetic acids, and trihalomethanes occurrence in indoor swimming pool waters in Italy. Microchemical Journal 113 (2014), 23-29.
9. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 listopada 2015 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Dz. U. poz. 1989.
10. Świetlik J., Dąbrowska A., Raczyk-Stanisławiak U., Nawrocki J., Reactivity of natural organic matter fractions with chlorine dioxide and ozone. Water Research 38 (2004) 547-558.
11. U.S. EPA, 2012 Edition of the Drinking Water Standards and Health Advisories. U.S. Environmental Protection Agency. Washington, 2012.
12. Van der Kooij, D., Biological stability: a multidimensional quality aspect of treated water. Water, Air, and Soil Pollution 123 (2000), 25-34.
13. Wąsowski J., Chloryny i chlorany (metoda miareczkowa i spektrofotometryczna) [w:] Dojlido J. (red.), Uboczne produkty dezynfekcji wody. Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych. Warszawa, 2002.
14. WHO, Chlorite and Chlorate in Drinking-water. World Health Organization. Geneva, 2005.
15. WHO, Guidelines for drinking-water quality. Fourth edition. World Health Organization. Geneva, 2011.
16. Zhang Z., Stout J., Yu V., Vidic R., Effect of pipe corrosion scales on chlorine dioxide consumption in drinking water distribution systems. Water Research 42 (2008), 129-136.