Ozon a chlor v lahvích na vodíkovou vodu: proč levné lahve zapáchají a jak je otestovat

Pokud vodíková láhev někdy slabě zapáchala jako bazén, nebo výrazněji jako místnost s kopírkou, tento zápach automaticky neznamená nebezpečí. Poukazuje však na skutečný chemický proces, kterému stojí za to porozumět, než se rozhodnete, co znamená pro vodu, kterou se chystáte vypít. Elektrolýza, na níž je založená každá vodíková láhev, rozkládá vodu na vodík na jedné elektrodě a kyslík na druhé. Za určitých podmínek při ní mohou jako vedlejší reakce vznikat také malá množství chloru nebo ozonu v místech, kde dochází k oxidaci. Zda se tyto vedlejší produkty dostanou do vody, kterou pijete, závisí mnohem méně na ceně láhve a mnohem více na tom, zda její vnitřní konstrukce komory fyzicky odděluje tuto část reakce od komory s pitnou vodou.

• Chlor může vznikat, když se stopové množství chloridů přirozeně přítomných ve vodovodní vodě oxiduje na anodě místo toho, aby tam jako obvykle vznikal kyslík.
• Ozon vzniká jinou vedlejší reakcí, která je pravděpodobnější, když provozní napětí článku překročí hodnotu nezbytně nutnou k rozkladu vody.
• Konstrukce komory s membránovým oddělením (SPE/PEM) odvádí tyto plyny ze strany anody speciálním ventilačním otvorem, místo aby se znovu mísily s vodou v komoře.
• Testovací proužek na volný chlor může doma během několika minut odhalit chlor, ale čistý výsledek nic nevypovídá o ozonu ani o jiných vedlejších produktech.
• Nezávislé laboratorní testování je spolehlivějším způsobem, jak ověřit, co konkrétní konstrukce láhve skutečně udrží mimo vodu, než spoléhat jen na zápach.

Odkud se vlastně bere zápach připomínající bazén

Vodovodní voda téměř vždy obsahuje stopové množství chloridů, které v ní zůstaly po úpravě v obecní vodárně. Když je tato voda během elektrolýzy mezi elektrodami, mohou se chloridové ionty na anodě oxidovat a vytvořit plynný chlor, místo aby na anodě jako v čisté vodě vznikal kyslík (zdroj: Elektrolýza vody). Stejná základní chemická reakce probíhá v průmyslovém měřítku při chlor-alkalickém procesu, při němž se poloreakce na anodě jednoduše zapisuje jako ztráta elektronů chloridovými ionty za vzniku plynného chloru (zdroj: Chlor-alkalický proces). Vodíková láhev používá mnohem menší proud po mnohem kratší dobu, ale reakce, která v ní umožňuje vznik chloru, je stejná.

Ozon vzniká souvisejícím, ale odlišným způsobem. Může se tvořit na anodě elektrochemického článku jako nežádoucí vedlejší reakce, když napětí článku překročí hodnotu nezbytně nutnou k rozkladu vody na vodík a kyslík. Tento jev byl zdokumentován v laboratorních zařízeních pro elektrolýzu, která pracují nad touto hranicí (zdroj: Ozon). Zda elektronika konkrétní láhve zůstává během cyklu bezpečně pod touto hranicí, nebo ji mírně překročí, je konstrukční a výrobní detail, který zvenčí obvykle nelze poznat. Proto si samotná konstrukce komory zaslouží větší pozornost než jediná číselná hodnota v popisu produktu.

Chlor a ozon: dvě různé reakce, dva různé zápachy

Protože chlor a ozon vznikají různými reakcemi, nemusí se nutně objevovat současně. Pokud láhev produkuje stopové množství jednoho z nich, neznamená to, že produkuje i ten druhý. Chlor má ostrý, známý zápach chlorovaného bazénu. Ozon voní spíše kovově, podobně jako vzduch v blízkosti laserové tiskárny nebo po bouřce s blesky. Považovat „chemický zápach“ za jediný problém znamená přehlédnout užitečnější otázku: kam má konstrukce vaší komory tyto látky odvádět od vody.

Proč některé láhve plyny odvádějí ven a jiné ne

U láhve s jedinou komorou obklopuje obě elektrody stejná voda, kterou budete pít. Cokoli tedy vznikne na anodě, ať už stopové množství chloru, stopové množství ozonu, nebo jen běžný kyslík, nemá kam jinam odejít a mísí se přímo s vodou. Konstrukce s membránovým oddělením, často označovaná jako SPE nebo PEM, fyzicky odděluje stranu anody od vodní komory pevnou polymerní membránou. Tyto plyny se proto odvádějí samostatným ventilačním otvorem, místo aby zůstávaly v komoře, z níž pijete. Tak popisuje funkci membrány i vlastní vysvětlení Hydrionu, jak tyto láhve fungují: oddělit strany s elektrodami, aby se tam vznikající vedlejší produkty odváděly samostatným otvorem a do vody, kterou pijete, se dostával pouze vodík. Pokud chcete obecné vysvětlení principu SPE/PEM, najdete je v tomto článku; zde se zaměřujeme na otázku vedlejších produktů.

Jak poznat konstrukci s oddělenými komorami přímo na láhvi

Láhev s oddělenými komorami mívá na spodní nebo boční straně malý ventilační otvor, který je odlišný od plnicího otvoru. Vyplatí se ho hledat na fotografiích produktu a nespoléhat jen na reklamní tvrzení o „čistém vodíku“. Právě tento otvor je také příčinou syčení nebo odporu, kterého si někteří lidé všimnou, když láhev otevřou hned po cyklu. Jde o samostatnou otázku související s tlakem, které se věnuje samostatný článek o tom, proč vodíkové láhve syčí nebo se obtížně otevírají. Podrobnější vysvětlení, co ventilační otvor fyzicky je a proč ho láhev vůbec potřebuje, najdete v článku o ventilačním otvoru na dně láhve.

Proč je zápach, nebo jeho nepřítomnost, užitečným vodítkem, ale neříká celý příběh

Lidský čich je mimořádně citlivý zejména na ozon. Většina lidí ho dokáže zaznamenat ve vzduchu v koncentraci kolem 0,01 ppm, tedy hluboko pod rozmezím 0,1 až 1 ppm, při kterém začíná způsobovat bolesti hlavy nebo podráždění očí a dýchacích cest (zdroj: Ozon). Rozdíl mezi těmito dvěma hodnotami je důležitý ze dvou důvodů. Slabý závan u otevřené láhve sám o sobě nepředstavuje naléhavý zdravotní problém, protože ho cítíte při koncentraci výrazně nižší, než při jaké začínají studie podráždění. Stále je to však známka toho, že se do vzduchu kolem láhve dostává něco, co by dobře odvětraná konstrukce měla odvádět jinam.

Limity expozice na pracovišti jsou užitečným měřítkem pro představu o rozsahu, nikoli verdiktem o jediné láhvi. Doporučený horní limit NIOSH pro ozon je 0,1 ppm a přípustný limit OSHA pro dlouhodobou expozici na pracovišti má stejnou hodnotu 0,1 ppm, přestože jsou tyto limity definovány odlišně: hodnota NIOSH je horní hranice, která se nikdy nesmí překročit, zatímco hodnota OSHA je časově vážený průměr za osm hodin. Hladina považovaná za bezprostředně nebezpečnou pro život nebo zdraví je stanovena na 5 ppm (zdroj: Kapesní průvodce NIOSH chemickými riziky — ozon). Tyto hodnoty popisují nepřetržitou expozici během pracovní směny, což je jiná situace než krátký okamžik u otevřené láhve s vodou. Je proto užitečné je znát, abyste věděli, jak citlivý už váš čich je, nikoli jako hranici, podle které byste měli láhev v tomto případě hodnotit jako bezpečnou či nebezpečnou.

Ani láhev, která vůbec nezapáchá, nic nedokazuje. Dobře odvětraná konstrukce by se neměla znatelně lišit zápachem od vody, kterou do ní nalijete, protože vedlejší produkty mají odcházet ventilačním otvorem, nikoli se dostávat do vzduchu poblíž otvoru, ze kterého pijete. Samotný zápach, ať už je přítomný, nebo ne, vám toho řekne jen tolik. Nezávislé laboratorní testování zde hraje skutečnou, ale užší roli, než by se mohlo na první pohled zdát. Nezávislá laboratorní zpráva SGS o láhvích Hydrion Core a Pulse zahrnovala soubor 34 parametrů bezpečnosti vody, mimo jiné platinu a titan, které by mohly pocházet ze samotných elektrod, a také běžné anionty a pH. U všech byly naměřené hodnoty pod mezí detekce nebo kvantifikace. Tento výsledek dokládá, že se z elektrod do vody neuvolňují kovy. Jde o skutečnou, ale odlišnou záruku, než jakou nabízí odpověď na otázku chloru a ozonu v této části, protože testovaný soubor nezahrnuje ani jeden z těchto plynů. Zprávu, která takto důkladně dokumentuje uvolňování látek z elektrod, se vyplatí hledat u jakékoli láhve, nejen u Hydrionu. Odpovídá však na otázku, zda se do vody dostávají kovy, nikoli na to, zda do ní pronikl chlor nebo ozon. Na tuto užší otázku se vztahuje konkrétní chemický test, například testovací proužek na volný chlor popsaný dále, nebo laboratorní zpráva, která výslovně zahrnuje testování chloru a ozonu.

Jednoduchá zkouška, kterou můžete provést doma

Testovací proužek na volný chlor je levná pomůcka pro spotřebitele, která se prodává k testování vody v bazénu nebo vodovodní vody. V přítomnosti volného chloru změní barvu a na vodíkové vodě funguje stejně jako na jakémkoli jiném vzorku vody. Použijte ho tak, že připravíte čerstvou dávku vodíkové vody, krátce do ní proužek ponoříte podle návodu a výslednou barvu porovnáte se stupnicí vytištěnou na obalu proužků. Máte-li po ruce druhou láhev, otestujte obě současně stejnými proužky. Získáte tak přímé srovnání místo jediného výsledku, který byste museli posuzovat samostatně.

Výsledek berte jako dílčí odpověď, nikoli jako konečný závěr. Proužek může ukázat přítomnost volného chloru, což je užitečné, ale nedokáže odhalit ozon ani žádný jiný plyn. Čistý výsledek tedy neznamená, že láhev neobsahuje žádné možné vedlejší produkty. Zajímavé je, že slabý zápach chloru nemusí být vždy špatným znamením, pokud jde o jinou situaci: pokyny pro nouzovou úpravu pitné vody považují mírný zápach chloru za praktický ukazatel toho, že upravená voda z vodovodu obsahuje dezinfekční dávku (zdroj: Nouzová dezinfekce pitné vody — EPA). Tento kontext se ale nedá přímo vztáhnout na vodíkovou láhev, protože chlor by v ní vznikal při elektrolýze, nikoli záměrným ošetřením vody. Přesto je dobré si připomenout, že zápach chloru nemusí být automaticky tak znepokojivým nálezem, jak může bez kontextu působit.

Na co se zaměřit při výběru láhve

Nejdřív se zaměřte na konstrukci komory, ne na marketingová tvrzení v popisu produktu. Hledejte výslovnou informaci o oddělených komorách nebo konstrukci SPE/PEM a na fotografiích produktu viditelný ventilační otvor. Pokud popis pouze tvrdí, že láhev nabízí „čistý vodík“, ale nevysvětluje, jak je řešena strana s elektrodami, ve skutečnosti vám neříká nic o tom, kam vedlejší produkty odcházejí. Poté hledejte výsledky testů od akreditované třetí strany a nespoléhejte na vlastní tvrzení prodejce o kvalitě vody. Stejně jako výše zmíněná zpráva SGS dokládá konkrétní parametry, místo aby obecně prohlašovala, že je voda čistá.

Cena není spolehlivým ukazatelem ani jednoho z těchto aspektů. Vyšší cena nezaručuje oddělenou komoru a nižší cena ji nevylučuje. O konstrukci a laboratorní zprávě se proto dozvíte mnohem více než z ceny uvedené v nabídce. Láhev Hydrion Core je jedním zdokumentovaným příkladem konstrukce s oddělenými komorami, u níž jsou k dispozici zveřejněné výsledky testů třetí strany. Může proto posloužit jako užitečný příklad toho, co prověřit u jakékoli láhve, o které uvažujete, včetně výrobků jiných značek.

Pokud vás zajímají širší otázky bezpečnosti nad rámec samotných vedlejších produktů, od dezinfekce až po obecné vedlejší účinky, věnuje se jim samostatně podrobnější přehled bezpečnosti vodíkové vody, vedlejších účinků a mýtů, místo aby byly zahrnuty do tohoto článku.

Zápach připomínající bazén nebo kovový zápach z vodíkové láhve má skutečné chemické vysvětlení; není tedy ani vždy neškodný, ani automaticky nebezpečný. Chlor i ozon mohou při elektrolýze vznikat jako vedlejší reakce na anodě. Zda se některý z nich dostane do vaší sklenice, závisí na tom, zda konstrukce komory tuto část reakce odvádí od vody, nebo ji ponechává ve stejném prostoru. Testovací proužek, kontrola ventilačního otvoru a skutečná laboratorní zpráva od třetí strany vám o konkrétní láhvi řeknou víc, než kdy dokáže samotný zápach.