Озон и хлор в бутилките за водородна вода: защо евтините миришат и как да ги тествате

Ако някога сте усещали от бутилка за водородна вода лека миризма на басейн или по-остра миризма, подобна на тази в копирна зала, това не означава автоматично, че има опасност, но подсказва за реален химичен процес, който си струва да разберете, преди да решите какво означава той за водата, която ви предстои да изпиете. Електролизата — реакцията, от която зависи работата на всяка бутилка за водородна вода — разделя водата на водород при единия електрод и кислород при другия, а при определени условия може да произведе и малки количества хлор или озон като странични продукти на мястото, където протича окислението. Дали тези странични продукти ще попаднат във водата, която пиете, зависи много по-малко от цената на бутилката и много повече от това дали конструкцията на вътрешната ѝ камера физически изолира тази страна на реакцията от камерата за питейна вода.

• Хлор може да се образува, когато следи от хлорид, които естествено се съдържат в чешмяната вода, се окислят при анода, вместо там да се образува кислород, както обикновено.
• Озонът е резултат от отделна странична реакция, която е по-вероятна, когато работното напрежение на клетката надвишава необходимото за разделянето на водата.
• Конструкцията с разделени камери (SPE/PEM) отвежда тези газове от страната на анода през специален отвор, вместо да им позволява да се смесят отново с водата в камерата.
• С тест-лентичка за свободен хлор можете да установите наличие на хлор у дома за няколко минути, но отрицателният резултат не казва нищо за озона или други странични продукти.
• Независим лабораторен анализ, а не само миризмата, е по-надежден начин да потвърдите какво всъщност не допуска конструкцията на конкретната бутилка във водата.

Откъде всъщност идва миризмата на басейн

В чешмяната вода почти винаги има следи от хлорид, останали след общинската обработка. Когато тази вода се намира между електродите по време на електролиза, хлоридните йони могат да се окислят при анода и да образуват хлорен газ, вместо анодът да произвежда кислород, както става в чистата вода (източник: Електролиза на водата). Същата основна химична реакция протича в промишлен мащаб при хлор-алкалния процес, при който полуреакцията при анода се записва просто като отдаване на електрони от хлоридните йони и образуване на хлорен газ (източник: Хлор-алкален процес). Бутилката за водородна вода работи с много по-слаб ток и за много по-кратко време, но реакцията, която прави възможно образуването на хлор, е същата.

Озонът се образува по сходен, но отделен път. Той може да се образува при анода на електрохимична клетка като нежелана странична реакция, когато напрежението на клетката надвиши необходимото за разделянето на водата на водород и кислород. Такова поведение е документирано в лабораторни електролизни системи, които работят над този праг (източник: Озон). Дали електрониката на дадена бутилка остава с достатъчен запас под този праг или го надхвърля по време на цикъл, е подробност от конструкцията и производството, която обикновено не може да се види отвън. Затова конструкцията на камерата заслужава повече внимание от една-единствена стойност в продуктовата обява.

Хлор и озон: две различни реакции, две различни миризми

Тъй като хлорът и озонът се образуват в резултат на различни реакции, те не е задължително да се появяват едновременно, а това, че една бутилка произвежда следи от единия, не доказва, че произвежда и другия. Хлорът има остра, позната миризма на хлорирана вода в басейн. Озонът мирише по-метално — по-близо до миризмата, която усещате край лазерен принтер или след гръмотевична буря. Ако приемете „химическа миризма“ за един-единствен проблем, ще пропуснете по-полезния въпрос: какво всъщност е предвидено да отвежда конструкцията на камерата далеч от водата.

Защо някои бутилки отвеждат газовете, а други — не

При бутилка с една камера водата около двата електрода е същата вода, която ще изпиете. Затова каквото и да се образува при анода — следи от хлор, следи от озон или просто кислород — няма къде другаде да отиде и се смесва направо с водата. При конструкция с разделени камери, често описвана като SPE или PEM, мембрана от твърд полимер физически отделя страната на анода от камерата с водата. Така тези газове се отвеждат през специален отвор, вместо да остават в камерата, от която пиете. Именно така обяснението на Hydrion за работата на тези бутилки описва предназначението на мембраната: да държи страните на електродите разделени, така че образуваните там странични продукти да се отвеждат през отделен отвор, а във водата, която пиете, да попада само водород. Ако търсите по-пълно обяснение на механизма SPE/PEM като цяло, а не за страничните продукти, върху които се съсредоточава тази статия, вижте тази статия.

Как изглежда конструкцията с разделени камери по самата бутилка

При бутилка с разделени камери обикновено има малък отвор за отвеждане някъде отдолу или отстрани, отделно от отвора за пълнене. Потърсете го в продуктовите снимки, вместо да приемате на доверие рекламните твърдения за „чист водород“. Същият този отвор е причината някои хора да чуват съскане или да усещат съпротивление, когато отворят бутилката непосредствено след цикъл. Това е отделен въпрос, свързан с налягането, разгледан в отделната статия за това защо бутилките за водородна вода съскат или се отварят трудно. По-подробно обяснение какво представлява този отвор и защо изобщо е необходим е дадено в по-задълбочен материал за отвора за отвеждане на дъното на бутилката.

Защо миризмата — или липсата ѝ — е полезен сигнал, но не разказва цялата история

Човешкото обоняние е наистина чувствителен „уред“ за откриване именно на озон. Повечето хора могат да го усетят във въздуха при концентрация около 0,01 части на милион — много под диапазона от 0,1 до 1 ppm, при който започва да причинява главоболие или дразнене на очите и дихателните пътища (източник: Озон). Разликата между тези две стойности има значение по две причини. Леката миризма около отворена бутилка сама по себе си не е спешен медицински случай, тъй като я усещате при концентрация далеч под тази, при която започват проучванията за дразнене. Но тя все пак е знак, че във въздуха около бутилката достига нещо, което добре вентилираната конструкция би трябвало да отвежда другаде.

Граничните стойности за излагане на работното място са полезна отправна точка за сравнение, а не присъда за конкретна бутилка. Препоръчителната горна граница на NIOSH за озон е 0,1 ppm, а допустимата граница на OSHA за продължително излагане на работното място е същата — 0,1 ppm, макар че двете стойности се определят по различен начин: стойността на NIOSH е горна граница, която никога не бива да се надвишава, докато тази на OSHA е среднопретеглена за осемчасов период. Нивото, определено като непосредствено опасно за живота или здравето, е 5 ppm (източник: Справочник на NIOSH за химични опасности — озон). Тези стойности описват непрекъснато излагане през цялата работна смяна — ситуация, различна от краткия момент край отворена бутилка с вода. Затова е полезно да ги знаете, за да разберете колко чувствително е обонянието ви, а не като критерий за „преминаване“ или „непреминаване“, приложим в този случай.

И това, че бутилката не мирише на нищо, не доказва нищо. Добре вентилираната конструкция не би трябвало да има забележимо различна миризма от водата, която наливате в нея, тъй като страничните продукти трябва да излизат през отвора за отвеждане, а не да достигат въздуха край отвора, от който пиете. Независимо дали има миризма или не, самата тя може да ви каже само толкова. Тук независимият лабораторен анализ има значение, макар и по-ограничено, отколкото може да изглежда на пръв поглед. Независимият лабораторен доклад на SGS за бутилките Hydrion Core и Pulse обхваща набор от 34 показателя за безопасност на водата, сред които платина и титан, които може да произхождат от самите електроди, както и обичайни аниони и pH. Всички резултати са под границите на откриване или количествено определяне. Това показва, че от електродите не се отделя метал във водата — реална, но отделна гаранция от въпроса за хлора и озона, разгледан в този раздел, тъй като анализът не проверява наличието на нито един от двата газа. Струва си да потърсите доклад, който документира толкова подробно отделянето на вещества от електродите, за всяка бутилка, не само за тези на Hydrion. Но той отговаря на въпроса дали във водата попада метал, а не дали в нея са попаднали хлор или озон. За този по-конкретен въпрос е подходяща проверка за съответния химикал, като теста с лентичка за свободен хлор, описан по-нататък, или лабораторен доклад, който изрично обхваща хлора и озона.

Лесна проверка, която можете да направите у дома

Тест-лентичката за свободен хлор е евтин потребителски тест, който се продава за проверка на водата в басейни или чешмяната вода. Тя променя цвета си при наличие на свободен хлор и работи по същия начин както при водородна вода, така и при всяка друга водна проба. За да я използвате, пригответе прясна партида водородна вода, потопете за кратко лентичката според инструкциите и сравнете получения цвят със скалата, отпечатана върху контейнера или опаковката ѝ. Ако разполагате и с втора бутилка, направете един и същ тест с лентички и на двете бутилки едновременно. Така ще получите пряко сравнение, вместо единичен резултат, който трябва да тълкувате самостоятелно.

Възприемайте резултата като частичен отговор, а не като окончателен. Лентичката може да покаже наличие на свободен хлор, което е полезно, но не може да открие озон или друг газ. Затова чистият резултат от теста не означава, че в бутилката няма никакви възможни странични продукти. Интересното е, че лека миризма на хлор не винаги е лош знак в друг контекст: в указанията за аварийно осигуряване на питейна вода слабата миризма на хлор се приема за практична проверка, че в обработената чешмяна вода има дезинфекцираща доза (източник: Аварийна дезинфекция на питейна вода — EPA). Това обаче не се отнася пряко за бутилка за водородна вода, тъй като хлорът в нея би се образувал при електролиза, а не в резултат на целенасочена обработка. Все пак това напомня, че миризмата на хлор не е автоматично толкова тревожен признак, колкото може да изглежда извън контекст.

Какво да търсите, когато избирате бутилка

Започнете с конструкцията на камерата, а не с рекламните формулировки в продуктовата обява. Потърсете изрично описание на конструкция с разделени камери или SPE/PEM, както и видим отвор за отвеждане на продуктовите снимки. Ако в обявата само се твърди, че водородът е „чист“, без да се обяснява какво се случва от страната на електродите, не получавате никаква информация къде отиват страничните продукти. След това потърсете данни от акредитиран независим анализ, вместо да разчитате на собственото описание на продавача за качеството на водата — както в доклада на SGS по-горе, където са посочени конкретни показатели, а не просто общо твърдение за чистота.

Цената не е надежден заместител на нито едно от тези неща. По-високата цена не гарантира, че бутилката е с разделена камера, а по-ниската не изключва такава конструкция. Затова данните за изработката и лабораторният доклад ще ви кажат много повече от числото в продуктовата обява. Бутилка за водородна вода Hydrion Core е конкретен, документиран пример за конструкция с разделени камери, подкрепен с публикуван доклад от независим анализ. Тя е полезен ориентир за това какво да проверявате при всяка бутилка, която обмисляте да купите, включително модели на други марки.

Ако разглеждате и по-общи въпроси за безопасността, отвъд страничните продукти — от дезинфекцията до общите странични ефекти — те са разгледани отделно в по-широк материал за безопасността на водородната вода, страничните ефекти и митовете, а не са включени в тази статия.

Миризмата на басейн или метал от бутилка за водородна вода има реално химично обяснение и не е нито безобидна, нито автоматично опасна. Хлорът и озонът могат да се образуват като странични продукти при анода по време на електролиза. Дали единият или другият ще попадне в чашата ви, зависи от това дали конструкцията на камерата отвежда тази страна на реакцията далеч от водата, или я оставя в същото пространство. Тест-лентичка, проверка на отвора за отвеждане и истински доклад от независима лаборатория ще ви кажат за конкретна бутилка повече, отколкото някога може да ви каже само миризмата.