Ozon og klor i brintvandflasker: Derfor lugter billige flasker, og sådan tester du din

Hvis en brintvandflaske nogensinde har lugtet svagt af swimmingpool eller skarpere, som inde i et kopirum, er lugten ikke automatisk farlig. Men den peger på en reel kemisk proces, som det er værd at forstå, før du beslutter, hvad den betyder for det vand, du skal til at drikke. Elektrolyse, den reaktion alle brintvandflasker bygger på, spalter vand til brint ved den ene elektrode og ilt ved den anden. Under særlige forhold kan processen også danne små mængder klor eller ozon som bireaktioner dér, hvor oxidationen finder sted. Om disse biprodukter når frem til det vand, du drikker, afhænger mindre af flaskens pris og langt mere af, om dens indvendige kammerdesign holder denne del af reaktionen fysisk adskilt fra drikkevandskammeret.

• Klor kan dannes, når de spor af klorid, der naturligt findes i vand fra hanen, oxideres ved anoden i stedet for, at der som sædvanlig dannes ilt dér.
• Ozon dannes gennem en separat bireaktion, som bliver mere sandsynlig, når cellens driftsspænding overstiger det, der strengt taget er nødvendigt for at spalte vand.
• Et kammerdesign med adskilte kamre (SPE/PEM) leder disse gasser fra anodesiden ud gennem en dedikeret ventil i stedet for at lade dem blande sig med vandet i kammeret.
• En teststrimmel til frit klor kan på få minutter afsløre klor derhjemme, men et rent resultat fortæller intet om ozon eller andre biprodukter.
• Uafhængige laboratorietests er mere pålidelige end lugten alene, når du vil bekræfte, hvad en bestemt flaskes design rent faktisk holder ude af vandet.

Hvor den poolagtige lugt egentlig kommer fra

Vand fra hanen indeholder næsten altid små spor af klorid, der er tilbage fra den kommunale vandbehandling. Når vandet befinder sig mellem elektroderne under elektrolyse, kan kloridionerne oxideres ved anoden og danne klorgas, i stedet for at anoden producerer ilt, sådan som den gør i rent vand (kilde: Elektrolyse af vand). Den samme grundlæggende kemi foregår i industriel skala i klor-alkali-processen, hvor anodehalvreaktionen ganske enkelt beskrives som kloridioner, der afgiver elektroner og danner klorgas (kilde: Klor-alkali-processen). En brintvandflaske bruger en langt mindre strøm i meget kortere tid, men reaktionen, der gør klor muligt dér, er den samme.

Ozon dannes via en beslægtet, men separat proces. Det kan dannes ved anoden i en elektrokemisk celle som en uønsket bireaktion, når cellen drives over den spænding, der strengt taget er nødvendig for at spalte vand til brint og ilt. Denne adfærd er dokumenteret i laboratorieopstillinger til elektrolyse, der drives over denne grænse (kilde: Ozon). Om en bestemt flaskes elektronik holder sig komfortabelt under denne grænse eller kommer lige over den under en cyklus, afhænger af design og produktion. Det er generelt ikke noget, du kan se udefra, og derfor fortjener selve kammerdesignet mere opmærksomhed end et enkelt specifikationstal i en produktannonce.

Klor og ozon: to forskellige reaktioner, to forskellige lugte

Fordi klor og ozon dannes gennem forskellige reaktioner, forekommer de ikke nødvendigvis samtidig, og en flaske, der producerer spor af det ene, er ikke bevis på, at den også producerer det andet. Klor har den skarpe, velkendte lugt fra en klorbehandlet pool. Ozon lugter mere metallisk, lidt som det, du bemærker i nærheden af en laserprinter eller efter et tordenvejr. Hvis man behandler »en kemisk lugt« som ét og samme problem, overser man det mere nyttige spørgsmål: Hvad er kammerdesignet egentlig bygget til at lede væk fra vandet?

Hvorfor nogle flasker leder det ud, mens andre ikke gør

I en flaske med ét kammer er vandet omkring begge elektroder det samme vand, som du skal drikke. Derfor har det, der dannes ved anoden – hvad enten det er spor af klor, spor af ozon eller blot almindelig ilt – ingen andre steder at gå hen og blandes direkte tilbage i vandet. Et design med adskilte kamre, ofte beskrevet som SPE eller PEM, holder anodesiden fysisk adskilt fra vandkammeret ved hjælp af en fast polymermembran. Dermed ledes disse gasser ud gennem en dedikeret ventil i stedet for at blive i det kammer, du drikker af. Det er sådan, Hydrions egen forklaring af, hvordan disse flasker fungerer beskriver membranens funktion: Den holder elektrodesiderne adskilt, så biprodukter, der dannes dér, ledes ud gennem en separat åbning, og kun brint når frem til det vand, du drikker. Hvis du vil have den generelle forklaring på SPE/PEM-mekanismen frem for spørgsmålet om biprodukter, som denne artikel fokuserer på, kan du læse mere dér.

Sådan ser et design med adskilte kamre ud på selve flasken

En flaske med adskilte kamre har som regel en lille ventilåbning et sted på undersiden eller siden, adskilt fra påfyldningsåbningen. Det er værd at se efter den på produktbillederne i stedet for at tage teksten »ren brint« for gode varer. Det er også denne ventil, der forårsager den hvæsende lyd eller modstand, som nogle bemærker, når de åbner en flaske lige efter en cyklus. Det er et separat spørgsmål om tryk, som behandles i en særskilt gennemgang af, hvorfor brintflasker hvæser eller er svære at åbne. Hvad ventilen fysisk er, og hvorfor flasken overhovedet har brug for en, forklares mere indgående i en nærmere gennemgang af ventilåbningen i bunden af flasken.

Hvorfor lugten – eller fraværet af den – er et nyttigt tegn, men ikke hele historien

Menneskets lugtesans er særligt følsom over for ozon. De fleste kan registrere det i koncentrationer omkring 0,01 parts per million i luft, langt under intervallet 0,1 til 1 ppm, hvor det begynder at give hovedpine eller irritation i øjnene og luftvejene (kilde: Ozon). Afstanden mellem de to tal er vigtig af to grunde. En svag lugt fra en åben flaske er ikke i sig selv en akut medicinsk nødsituation, fordi du kan lugte den ved en koncentration, der ligger langt under det niveau, hvor undersøgelser viser irritation. Men det er stadig et tegn på, at noget når ud i luften omkring flasken, selvom et design med god udluftning er beregnet til at lede det et andet sted hen.

Grænseværdier for eksponering på arbejdspladser er et nyttigt sammenligningsgrundlag, ikke en dom over en enkelt flaske. NIOSH's anbefalede loftsværdi for ozon er 0,1 ppm, og OSHA's tilladelige grænseværdi for vedvarende eksponering i arbejdsluft er den samme værdi på 0,1 ppm, selvom de to grænser er defineret forskelligt: NIOSH's værdi er en grænse, der aldrig må overskrides, mens OSHA's er et tidsvægtet gennemsnit over otte timer. Niveauet, der anses for umiddelbart livs- eller helbredstruende, er fastsat til 5 ppm (kilde: NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards — Ozon). Disse tal beskriver vedvarende eksponering gennem en arbejdsdag, hvilket er en anden situation end et kort øjeblik ved en åben vandflaske. Det er derfor værd at kende dem for at forstå, hvor følsom din næse allerede er, og ikke som en grænse for, om en flaske består eller dumper.

At en flaske ikke lugter af noget, er heller ikke bevis på noget. Et design med god udluftning bør ikke lugte mærkbart anderledes end vandet, der hældes i flasken, eftersom biprodukterne skal ledes ud gennem ventilen i stedet for at nå luften nær den åbning, du drikker af. Lugten alene fortæller kun så meget, uanset om den er der eller ej. Her spiller uafhængige laboratorietests en reel, men mere afgrænset rolle, end man måske først skulle tro. En uafhængig SGS-laboratorierapport om Hydrions Core- og Pulse-flasker dækkede 34 parametre for vandsikkerhed, blandt andet platin og titanium, som kan stamme fra selve elektroderne, samt almindelige anioner og pH. Alle værdier lå under detektions- eller kvantificeringsgrænsen. Resultatet er tegn på, at elektroderne ikke afgiver metal til vandet. Det er en reel, men separat form for sikkerhed sammenlignet med spørgsmålet om klor og ozon, som dette afsnit handler om, eftersom panelet ikke tester for nogen af gasserne. Det er værd at se efter en rapport, der dokumenterer udvaskning fra elektroder så grundigt, på enhver flaske – ikke kun Hydrions. Men rapporten besvarer spørgsmålet om, hvorvidt metal havner i vandet, ikke om klor eller ozon slipper igennem. Til det mere afgrænsede spørgsmål er det en kemikaliespecifik test, som strimmeltesten for frit klor nedenfor, eller en laboratorierapport, der udtrykkeligt dækker klor og ozon, der er relevant.

En enkel test, du kan udføre derhjemme

En teststrimmel til frit klor er et billigt forbrugerprodukt, der sælges til test af pool- eller postevand. Den skifter farve, når der er frit klor til stede, og fungerer på samme måde med brintvand som med enhver anden vandprøve. Lav en frisk portion brintvand, dyp strimlen kortvarigt i henhold til instruktionerne, og sammenlign den farve, der kommer frem, med farveskalaen på strimlens beholder eller emballage. Hvis du har en anden flaske ved hånden, kan du teste begge flasker samtidig med den samme type strimmel. Så får du en direkte sammenligning i stedet for en enkelt måling, som du skal fortolke isoleret.

Se resultatet som et delvist svar snarere end et endegyldigt svar. En strimmel kan indikere, at der er frit klor til stede, hvilket er nyttigt, men den kan ikke registrere ozon eller andre gasser. Et rent resultat betyder derfor ikke, at flasken er fri for alle mulige biprodukter. Interessant nok er en svag klorlugt ikke altid et dårligt tegn i en anden sammenhæng: Vejledninger til nøddesituationer med drikkevand betragter faktisk en let klorlugt som en praktisk kontrol af, at der er en desinfektionsdosis i behandlet vand fra hanen (kilde: Nøddesituationer: desinfektion af drikkevand — EPA). Denne sammenhæng kan dog ikke overføres direkte til en brintflaske, eftersom kloren dér ville komme fra elektrolyse og ikke fra en bevidst behandling. Det er stadig en påmindelse om, at en klorlugt ikke automatisk er så alarmerende, som den kan lyde uden for sammenhængen.

Hvad du skal se efter, når du vælger en flaske

Begynd med kammerdesignet frem for markedsføringssproget i produktannoncen. Se efter en udtrykkelig beskrivelse af et design med adskilte kamre eller et SPE/PEM-design samt en synlig ventilåbning på produktbillederne. En produktannonce, der kun lover »ren brint« uden at beskrive, hvordan elektrodesiden håndteres, fortæller dig ikke, hvor biprodukterne ledes hen. Se derefter efter testdata fra en akkrediteret tredjepart i stedet for at stole på sælgerens egen beskrivelse af vandkvaliteten, ligesom SGS-rapporten ovenfor dokumenterer specifikke parametre frem for blot at hævde, at vandet generelt er rent.

Prisen er ikke et pålideligt mål for nogen af delene. En højere pris garanterer ikke et adskilt kammer, og en lavere pris udelukker det ikke. Derfor fortæller oplysningerne om konstruktionen og laboratorierapporten dig langt mere end prisen i annoncen. Hydrion Core-flasken er et dokumenteret eksempel på et design med adskilte kamre og en offentliggjort tredjepartsrapport. Den er derfor et nyttigt sammenligningsgrundlag, når du undersøger en hvilken som helst flaske, du overvejer at købe, også flasker fra andre mærker.

Hvis du også overvejer bredere sikkerhedsspørgsmål end blot biprodukter, fra desinfektion til generelle bivirkninger, behandles de særskilt i en bredere gennemgang af brintvands sikkerhed, bivirkninger og myter i stedet for at blive flettet ind i denne artikel.

En poolagtig eller metallisk lugt fra en brintvandflaske har en reel kemisk forklaring; den er hverken nødvendigvis harmløs eller automatisk farlig. Klor og ozon kan begge dannes som bireaktioner ved anoden under elektrolyse, og om en af dem når frem til dit glas, afhænger af, om flaskens kammerdesign leder denne del af reaktionen væk fra vandet eller lader den blive i det samme kammer. En teststrimmel, et kig på ventilåbningen og en reel laboratorierapport fra en tredjepart fortæller dig mere om en bestemt flaske, end lugten alene nogensinde kan.