Ozon und Chlor in Wasserstoffwasser-Flaschen: Geruch günstiger Flaschen und wie Sie Ihre testen

Wenn eine Wasserstoffwasser-Flasche schon einmal leicht nach Schwimmbad oder stärker, wie ein Kopierraum, gerochen hat, ist dieser Geruch nicht automatisch gefährlich. Er weist jedoch auf einen tatsächlichen chemischen Prozess hin, den man verstehen sollte, bevor man entscheidet, was er für das Wasser bedeutet, das man gleich trinken möchte. Bei der Elektrolyse, auf die jede Wasserstoffwasser-Flasche angewiesen ist, wird Wasser an einer Elektrode in Wasserstoff und an der anderen in Sauerstoff gespalten. Unter bestimmten Bedingungen können an der Stelle, an der die Oxidation stattfindet, als Nebenreaktionen auch geringe Mengen Chlor oder Ozon entstehen. Ob diese Nebenprodukte ins Trinkwasser gelangen, hängt weniger vom Preis der Flasche ab als vielmehr davon, ob ihr internes Kammerdesign diese Seite der Reaktion physisch von der Trinkwasserkammer getrennt hält.

• Chlor kann entstehen, wenn die im Leitungswasser von Natur aus vorhandenen Spuren von Chlorid an der Anode oxidiert werden, anstatt dass sich dort wie üblich Sauerstoff bildet.
• Ozon entsteht durch eine andere Nebenreaktion, die wahrscheinlicher wird, wenn die Betriebsspannung der Zelle über das für die Wasserspaltung unbedingt erforderliche Maß steigt.
• Ein durch eine Membran getrenntes Kammerdesign (SPE/PEM) leitet diese Gase von der Anodenseite durch eine eigene Öffnung nach außen, anstatt sie zurück in die Wasserkammer gelangen zu lassen.
• Ein Teststreifen für freies Chlor kann zu Hause innerhalb weniger Minuten Chlor nachweisen. Ein unauffälliges Ergebnis sagt jedoch nichts über Ozon oder andere Nebenprodukte aus.
• Unabhängige Labortests sind eine zuverlässigere Möglichkeit als der Geruch allein, um festzustellen, was das Design einer bestimmten Flasche tatsächlich vom Wasser fernhält.

Woher der Schwimmbadgeruch wirklich kommt

Leitungswasser enthält fast immer Spuren von Chlorid, die von der kommunalen Wasseraufbereitung zurückbleiben. Befindet sich dieses Wasser während der Elektrolyse zwischen den Elektroden, können die Chloridionen an der Anode zu Chlorgas oxidiert werden, anstatt dass die Anode wie in reinem Wasser Sauerstoff erzeugt (Quelle: Elektrolyse von Wasser). Dieselbe grundlegende Chemie kommt im industriellen Maßstab beim Chloralkali-Verfahren zum Einsatz. Dabei wird die Teilreaktion an der Anode einfach als Abgabe von Elektronen durch Chloridionen und die daraus entstehende Bildung von Chlorgas beschrieben (Quelle: Chloralkali-Verfahren). Eine Wasserstoffwasser-Flasche arbeitet mit deutlich weniger Strom und über einen viel kürzeren Zeitraum, aber die Reaktion, durch die dort Chlor entstehen kann, ist dieselbe.

Ozon entsteht über einen verwandten, aber separaten Reaktionsweg. Es kann als unerwünschte Nebenreaktion an der Anode einer elektrochemischen Zelle entstehen, wenn die Spannung der Zelle über das unbedingt erforderliche Maß zur Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff steigt. Dieses Verhalten wurde in Laboraufbauten zur Elektrolyse dokumentiert, die über diesem Schwellenwert betrieben werden (Quelle: Ozon). Ob die Elektronik einer bestimmten Flasche zuverlässig unter diesem Schwellenwert bleibt oder ihn während eines Zyklus überschreitet, ist ein Detail der Konstruktion und Fertigung, das sich von außen in der Regel nicht erkennen lässt. Deshalb verdient das Kammerdesign selbst mehr Aufmerksamkeit als eine einzelne technische Angabe in einem Produktangebot.

Chlor und Ozon: zwei verschiedene Reaktionen, zwei verschiedene Gerüche

Da Chlor und Ozon durch unterschiedliche Reaktionen entstehen, treten sie nicht unbedingt gemeinsam auf. Der Nachweis einer Spur des einen Stoffes in einer Flasche beweist also nicht, dass dort auch der andere entsteht. Chlor hat den scharfen, vertrauten Geruch eines gechlorten Schwimmbads. Ozon riecht metallischer und erinnert eher an den Geruch in der Nähe eines Laserdruckers oder nach einem Gewitter. Wer „chemischen Geruch“ als ein einziges Problem betrachtet, überspringt die nützlichere Frage: Wohin leitet das Kammerdesign die Stoffe, die es vom Wasser fernhalten soll?

Warum manche Flaschen die Gase nach außen leiten und andere nicht

Bei einer Flasche mit nur einer Kammer befindet sich das Wasser um beide Elektroden herum im selben Behälter wie das Wasser, das Sie trinken. Was auch immer an der Anode entsteht – eine Spur Chlor, eine Spur Ozon oder einfach gewöhnlicher Sauerstoff –, kann also nirgendwo anders hin und vermischt sich direkt wieder mit dem Wasser. Bei einem durch eine Membran getrennten Design, das oft als SPE oder PEM bezeichnet wird, ist die Anodenseite durch eine Festpolymermembran physisch von der Wasserkammer getrennt. Die Gase werden dadurch durch eine eigene Öffnung nach außen geleitet, anstatt in der Kammer zu bleiben, aus der Sie trinken. So beschreibt es auch Hydrions eigene Erklärung zur Funktionsweise dieser Flaschen: Die Aufgabe der Membran ist es, die Elektrodenbereiche voneinander zu trennen, damit die dort entstehenden Nebenprodukte durch eine separate Öffnung entweichen und nur Wasserstoff ins Trinkwasser gelangt. Wenn Sie eine ausführlichere Erklärung des allgemeinen SPE/PEM-Mechanismus suchen und nicht die hier behandelte Frage zu Nebenprodukten, finden Sie sie in diesem Artikel.

Woran man ein Design mit getrennten Kammern an der Flasche erkennt

Eine Flasche mit getrennten Kammern hat normalerweise an der Unter- oder Seitenseite eine kleine Öffnung, die sich von der Einfüllöffnung unterscheidet. Es lohnt sich, auf Produktfotos danach zu suchen, anstatt Werbeaussagen wie „reiner Wasserstoff“ einfach für bare Münze zu nehmen. Diese Öffnung ist auch der Grund für das Zischen oder den Widerstand, den manche beim Öffnen einer Flasche direkt nach einem Zyklus bemerken. Das ist eine separate, druckbedingte Frage, die in einem eigenen Artikel darüber, warum Wasserstoffflaschen zischen oder sich schwer öffnen lassen, behandelt wird. Was die Öffnung genau ist und warum die Flasche überhaupt eine braucht, wird ausführlicher in einem genaueren Blick auf die Entlüftungsöffnung an der Unterseite der Flasche erklärt.

Warum der Geruch – oder sein Ausbleiben – ein nützlicher Hinweis, aber nicht die ganze Geschichte ist

Der menschliche Geruchssinn ist besonders empfindlich gegenüber Ozon. Die meisten Menschen können es in der Luft bereits in Konzentrationen von etwa 0,01 ppm wahrnehmen – deutlich unterhalb des Bereichs von 0,1 bis 1 ppm, in dem es Kopfschmerzen oder Reizungen der Augen und Atemwege auslösen kann (Quelle: Ozon). Der Abstand zwischen diesen beiden Werten ist aus zwei Gründen wichtig. Ein leichter Hauch aus einer geöffneten Flasche ist an sich kein medizinischer Notfall, da man ihn in einer Konzentration wahrnimmt, die weit unter dem Wert liegt, ab dem Reizungen auftreten. Er ist jedoch ein Hinweis darauf, dass etwas in die Luft um die Flasche gelangt, was ein gut entlüftetes Design an eine andere Stelle leiten sollte.

Grenzwerte für die Belastung am Arbeitsplatz sind ein nützlicher Maßstab, aber kein Urteil über eine einzelne Flasche. Der von NIOSH empfohlene Höchstwert für Ozon liegt bei 0,1 ppm. Auch der zulässige Grenzwert der OSHA für eine anhaltende Belastung am Arbeitsplatz beträgt 0,1 ppm, obwohl die beiden Werte unterschiedlich definiert sind: Der NIOSH-Wert ist ein Höchstwert, der niemals überschritten werden darf, während der OSHA-Wert einem zeitgewichteten Durchschnitt über acht Stunden entspricht. Der Wert für eine unmittelbar lebens- oder gesundheitsgefährdende Konzentration liegt bei 5 ppm (Quelle: NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Ozon). Diese Werte beschreiben eine kontinuierliche Belastung während einer Arbeitsschicht – eine andere Situation als ein kurzer Moment in der Nähe einer geöffneten Wasserflasche. Sie sind daher nützlich, um zu verstehen, wie empfindlich die Nase bereits ist, und nicht als Grenzwerte, anhand derer sich die Flasche hier als unbedenklich oder bedenklich einstufen lässt.

Auch eine geruchlose Flasche beweist nichts. Ein gut entlüftetes Design sollte sich geruchlich nicht merklich von dem Wasser unterscheiden, das eingefüllt wird, denn die Nebenprodukte sollen durch die Öffnung entweichen und nicht in die Luft nahe der Trinköffnung gelangen. Der Geruch allein verrät in beide Richtungen nur begrenzt etwas. Hier kommen unabhängige Labortests ins Spiel, deren Aussagekraft tatsächlich wichtig, aber enger gefasst ist, als es zunächst scheinen mag. Ein unabhängiger SGS-Laborbericht zu Hydrions Core- und Pulse-Flaschen untersuchte 34 Parameter zur Wassersicherheit, darunter Platin und Titan, die von den Elektroden selbst stammen könnten, sowie gängige Anionen und den pH-Wert. Alle Werte lagen unterhalb der Nachweis- oder Bestimmungsgrenzen. Dieses Ergebnis belegt, dass die Elektroden keine Metalle an das Wasser abgeben. Das ist eine echte, aber von der hier behandelten Frage zu Chlor und Ozon getrennte Form der Absicherung, denn der Prüfbericht untersucht keines der beiden Gase. Nach einem Bericht, der das Herauslösen von Metallen aus den Elektroden so umfassend dokumentiert, lohnt es sich bei jeder Flasche zu suchen, nicht nur bei Hydrion-Flaschen. Er beantwortet jedoch die Frage, ob Metalle ins Wasser gelangen, nicht, ob Chlor oder Ozon hineingelangt ist. Für diese konkretere Frage braucht es eine spezifische chemische Prüfung, etwa den anschließend beschriebenen Teststreifen für freies Chlor, oder einen Laborbericht, der Chlor und Ozon ausdrücklich untersucht.

Eine einfache Prüfung für zu Hause

Ein Teststreifen für freies Chlor ist ein kostengünstiges Verbraucherprodukt, das zur Prüfung von Pool- oder Leitungswasser verkauft wird. Er verfärbt sich bei freiem Chlor und funktioniert bei Wasserstoffwasser genauso wie bei jeder anderen Wasserprobe. Bereiten Sie eine frische Portion Wasserstoffwasser zu, tauchen Sie den Streifen kurz entsprechend der Anleitung ein und vergleichen Sie die entstehende Farbe mit der Farbskala auf dem Behälter oder der Verpackung. Wenn Sie eine zweite Flasche zur Hand haben, können Sie beide gleichzeitig mit demselben Teststreifen prüfen. So erhalten Sie einen direkten Vergleich statt eines einzelnen Messwerts, den Sie für sich allein interpretieren müssen.

Betrachten Sie das Ergebnis als Teilantwort, nicht als endgültige Aussage. Ein Teststreifen kann freies Chlor anzeigen, was nützlich ist, aber er kann weder Ozon noch andere Gase nachweisen. Ein unauffälliger Teststreifen bedeutet daher nicht, dass die Flasche frei von allen möglichen Nebenprodukten ist. Interessanterweise ist ein leichter Chlorgeruch in einem anderen Zusammenhang nicht immer ein schlechtes Zeichen: In Empfehlungen zur Notfallversorgung mit Trinkwasser gilt ein leichter Chlorgeruch sogar als praktische Bestätigung dafür, dass behandeltes Leitungswasser eine Desinfektionsdosis enthält (Quelle: Notfall-Desinfektion von Trinkwasser – EPA). Dieser Zusammenhang lässt sich jedoch nicht direkt auf eine Wasserstoffflasche übertragen, da das Chlor dort durch Elektrolyse und nicht durch eine gezielte Behandlung entstehen würde. Er erinnert dennoch daran, dass ein Chlorgeruch nicht automatisch so alarmierend ist, wie er ohne Kontext klingen kann.

Worauf Sie bei der Wahl einer Flasche achten sollten

Achten Sie zunächst auf das Kammerdesign und nicht auf die Werbesprache im Produktangebot. Suchen Sie nach einer ausdrücklichen Beschreibung eines Designs mit getrennten Kammern oder eines SPE/PEM-Designs sowie nach einer sichtbaren Entlüftungsöffnung auf den Produktfotos. Ein Angebot, das lediglich „reinen Wasserstoff“ verspricht, aber nicht erklärt, wie mit der Elektrodenseite umgegangen wird, sagt Ihnen nicht, wohin die Nebenprodukte gelangen. Achten Sie außerdem auf Prüfdaten von akkreditierten unabhängigen Dritten, statt sich auf die Beschreibung der Wasserqualität durch den Verkäufer zu verlassen – so wie der oben erwähnte SGS-Bericht konkrete Parameter dokumentiert, anstatt allgemein Reinheit zu behaupten.

Der Preis ist kein zuverlässiger Ersatz für eine dieser Informationen. Ein höherer Preis garantiert keine getrennte Kammer und ein niedrigerer schließt sie nicht aus. Die Konstruktionsdetails und der Laborbericht sagen daher weit mehr aus als der Preis im Angebot. Die Hydrion Core Wasserstoffwasser-Flasche ist ein dokumentiertes Beispiel für ein Design mit getrennten Kammern, zu dem ein veröffentlichter unabhängiger Prüfbericht vorliegt. Sie ist daher ein nützlicher Anhaltspunkt dafür, worauf man bei jeder Flasche achten sollte, die man in Betracht zieht – auch bei Flaschen anderer Marken.

Wenn Sie sich über weitergehende Sicherheitsfragen jenseits der Nebenprodukte informieren möchten – von der Desinfektion bis hin zu allgemeinen Nebenwirkungen –, werden diese separat in einem umfassenderen Überblick zu Sicherheit, Nebenwirkungen und Mythen rund um Wasserstoffwasser behandelt, statt sie in diesen Artikel aufzunehmen.

Ein Schwimmbad- oder metallischer Geruch bei einer Wasserstoffwasser-Flasche hat eine tatsächliche chemische Erklärung; er ist weder grundsätzlich harmlos noch automatisch gefährlich. Chlor und Ozon können beide als Nebenreaktionen an der Anode während der Elektrolyse entstehen. Ob eines von beiden in Ihr Glas gelangt, hängt davon ab, ob das Kammerdesign der Flasche diese Seite der Reaktion vom Wasser weg nach außen leitet oder sie im selben Bereich belässt. Ein Teststreifen, ein Blick auf die Entlüftungsöffnung und ein echter unabhängiger Laborbericht sagen Ihnen über eine bestimmte Flasche mehr als der Geruch allein jemals kann.