2) приводит к образованию диоксинов
3) изменяет органолептические свойства воды
4) обеспечивает высокий бактерицидный эффект (+)
Диоксид хлора (ClO2) обладает выраженным бактерицидным действием благодаря высокой окислительной способности. В воде он взаимодействует с функциональными группами белков, прежде всего сульфгидрильными, нарушает активность ферментов, проницаемость цитоплазматической мембраны и процессы энергетического обмена микроорганизмов. В результате быстро инактивируются вегетативные формы бактерий, многие вирусы и часть возбудителей, связанных с биоплёнками.
В отличие от молекулярного хлора, диоксид хлора не является обычным хлорирующим агентом и при обеззараживании не приводит к значимому образованию тригалометанов и других типичных хлорорганических побочных продуктов. Основными контролируемыми продуктами его превращения являются хлорит- и хлорат-ионы. Образование диоксинов для данной технологии нехарактерно; при соблюдении технологического режима выраженное ухудшение вкуса и запаха воды также обычно отсутствует.
Бактерицидная эффективность диоксида хлора сохраняется в широком диапазоне рН и в присутствии аммонийных соединений, поскольку он действует преимущественно как растворённый окислитель, а не за счёт образования только хлорноватистой кислоты. Это позволяет использовать его для обеззараживания питьевой воды и контроля микробного загрязнения распределительных сетей, однако концентрацию остаточного реагента и уровни хлорита и хлората необходимо контролировать санитарно-химическими методами.
| Метод обеззараживания | Основной механизм | Характерные побочные продукты или ограничения | Особенности микробицидного действия |
|---|---|---|---|
| Диоксид хлора | Окисление белков, ферментов и компонентов клеточных мембран | Образуются преимущественно хлорит и хлорат; образование тригалометанов невелико | Высокая бактерицидная активность, действие на вирусы и биоплёнки; эффективность относительно мало зависит от рН |
| Свободный хлор | Действие хлорноватистой кислоты и гипохлорит-иона | Возможны тригалометаны, галогенуксусные кислоты и выраженный хлорный запах | Эффективен против большинства бактерий и вирусов; активность снижается при повышении рН и наличии органических веществ |
| Хлорамины | Медленное окислительное повреждение клеточных структур | Меньше быстро образующихся тригалометанов, но возможны нитрификация и стойкий специфический запах | Более длительное остаточное действие в сети, но меньшая скорость обеззараживания |
| Озон | Окисление мембран, белков и нуклеиновых кислот | Не формирует длительного остаточного эффекта; при наличии бромидов возможны броматы | Очень сильное и быстрое действие, включая многие вирусы и простейших; требует последующей защиты сети |
| Ультрафиолетовое облучение | Формирование димеров пиримидина и повреждение ДНК/РНК | Химические побочные продукты практически не образуются; отсутствует остаточное действие | Высокая эффективность при низкой мутности, но микроорганизмы могут восстановиться при фотореактивации |
| Кипячение | Термическая денатурация белков и разрушение клеточных структур | Не обеспечивает защиты воды после охлаждения и хранения | Надёжно снижает микробное загрязнение при достаточной температуре и экспозиции, но непригодно для централизованной сети |
Следовательно, ключевым свойством диоксида хлора является не образование хлорорганических токсикантов, а выраженное окислительное повреждение микроорганизмов. Для оценки безопасности технологии одновременно определяют микробиологические показатели, остаточный диоксид хлора и концентрации хлорита и хлората. Технологический режим подбирают так, чтобы сохранить необходимый обеззараживающий эффект без превышения санитарно-гигиенических нормативов.