Ozonas ir chloras vandenilinio vandens buteliuose: kodėl pigūs buteliai skleidžia kvapą ir kaip patikrinti savąjį

Jei iš vandenilinio vandens butelio kada nors sklido silpnas baseino kvapas arba aštresnis, primenantis kvapą kopijavimo aparatų patalpoje, tai nebūtinai reiškia pavojų, tačiau rodo vykstant tikrą cheminį procesą, kurį verta suprasti prieš sprendžiant, ką tai reiškia vandeniui, kurį ruošiatės gerti. Elektrolizė – reakcija, nuo kurios priklauso kiekvieno vandenilinio vandens butelio veikimas, – viename elektrode skaido vandenį į vandenilį, kitame – į deguonį. Tam tikromis sąlygomis oksidacijos vietoje ji taip pat gali sukelti šalutines reakcijas, per kurias susidaro nedideli chloro arba ozono kiekiai. Ar šie šalutiniai produktai patenka į geriamą vandenį, mažiau priklauso nuo butelio kainos ir kur kas labiau nuo to, ar jo vidinės kameros konstrukcija fiziškai atskiria tą reakcijos pusę nuo geriamojo vandens kameros.

• Chloras gali susidaryti, kai vandentiekio vandenyje natūraliai esantys chlorido pėdsakai anode oksiduojami, užuot ten, kaip įprasta, susidarius deguoniui.
• Ozonas susidaro per atskirą šalutinę reakciją, kurios tikimybė didėja, kai elemento darbinė įtampa viršija tą, kurios griežtai reikia vandeniui skaidyti.
• Membrana atskirta (SPE/PEM) kameros konstrukcija nukreipia šias anodo pusėje susidarančias dujas į specialią išleidimo angą, užuot leidusi joms vėl susimaišyti su vandeniu kameroje.
• Laisvojo chloro testo juostelė gali padėti per kelias minutes patikrinti, ar namuose yra chloro, tačiau neigiamas rezultatas nieko nepasako apie ozoną ar kitus šalutinius produktus.
• Nepriklausomi laboratoriniai tyrimai, o ne vien kvapas, yra patikimesnis būdas patvirtinti, ką konkretaus butelio konstrukcija iš tiesų sulaiko ir neleidžia patekti į vandenį.

Iš kur iš tikrųjų atsiranda baseino kvapas

Vandentiekio vandenyje beveik visada lieka nedideli chlorido kiekiai po savivaldybės atliekamo vandens valymo. Kai elektrolizės metu vanduo yra tarp elektrodų, chlorido jonai anode gali būti oksiduojami ir susidaro chloro dujos, užuot anode, kaip gryname vandenyje, susidarius deguoniui (šaltinis: Vandens elektrolizė). Ta pati pagrindinė chemija pramoniniu mastu vyksta chloralkalio procese: anodo pusreakcija paprastai aprašoma kaip chlorido jonų elektronų netekimas, dėl kurio susidaro chloro dujos (šaltinis: Chloralkalio procesas). Vandenilinio vandens butelyje naudojama kur kas mažesnė srovė ir ji veikia kur kas trumpiau, tačiau reakcija, dėl kurios ten gali susidaryti chloras, yra tokia pati.

Ozonas susidaro per susijusį, tačiau atskirą procesą. Jis gali susidaryti elektrocheminio elemento anode kaip nepageidaujama šalutinė reakcija, kai elemento įtampa pakeliama aukščiau tos, kurios griežtai reikia vandeniui suskaidyti į vandenilį ir deguonį. Toks reiškinys užfiksuotas laboratorinėse elektrolizės sistemose, kuriose įtampa viršija šią ribą (šaltinis: Ozonas). Ar konkretaus butelio elektronika ciklo metu išlieka gerokai žemiau šios ribos, ar ją peržengia, priklauso nuo konstrukcijos ir gamybos detalių, kurių paprastai neįmanoma pamatyti iš išorės. Todėl kameros konstrukcijai verta skirti daugiau dėmesio nei vienam specifikacijų skaičiui produkto puslapyje.

Chloras ir ozonas: dvi skirtingos reakcijos, du skirtingi kvapai

Kadangi chloras ir ozonas susidaro per skirtingas reakcijas, jie nebūtinai atsiranda kartu, o tai, kad butelyje susidaro vieno iš jų pėdsakų, neįrodo, kad susidaro ir kitas. Chloras turi aštrų, gerai pažįstamą chloruoto baseino kvapą. Ozonas kvepia metališkai, panašiai kaip prie lazerinio spausdintuvo arba po perkūnijos. Laikant „cheminį kvapą“ viena problema, nepastebimas naudingesnis klausimas: ar jūsų butelio kameros konstrukcija iš tiesų skirta nukreipti šalutinius produktus nuo vandens?

Kodėl vieni buteliai dujas išleidžia, o kiti – ne

Vienos kameros butelyje abiejų elektrodų aplinkoje esantis vanduo yra tas pats vanduo, kurį gersite, todėl viskas, kas susidaro anode – ar tai būtų chloro pėdsakai, ozono pėdsakai, ar tiesiog įprastas deguonis, – neturi kur kitur patekti ir iškart susimaišo su vandeniu. Membrana atskirta konstrukcija, dažnai vadinama SPE arba PEM, kieta polimerine membrana fiziškai atskiria anodo pusę nuo vandens kameros. Taip šios dujos nukreipiamos į specialią išleidimo angą, užuot likusios kameroje, iš kurios geriate. Būtent taip Hydrion paaiškinime apie tai, kaip veikia šie buteliai apibūdinama membranos paskirtis: atskirti elektrodų puses, kad ten susidarę šalutiniai produktai būtų išleidžiami per atskirą angą, o į geriamą vandenį patektų tik vandenilis. Jei norite bendro SPE/PEM veikimo paaiškinimo, o ne šiame straipsnyje aptariamo klausimo apie šalutinius produktus, išsamesnės informacijos rasite tame straipsnyje.

Kaip atskirų kamerų konstrukcija atrodo pačiame butelyje

Atskirtų kamerų butelis paprastai turi nedidelę išleidimo angą apačioje arba šone, atskirai nuo vandens pripildymo angos. Verta jos paieškoti produkto nuotraukose, o ne aklai tikėti užrašu „grynas vandenilis“. Ta pati anga yra ir priežastis, kodėl kai kurie žmonės iškart po ciklo atidarę butelį girdi šnypštimą arba jaučia pasipriešinimą. Tai atskiras, su slėgiu susijęs klausimas, aptariamas atskirame straipsnyje apie tai, kodėl vandeniliniai buteliai šnypščia arba juos sunku atidaryti. Išsamiau apie tai, kas yra išleidimo anga ir kodėl buteliui jos apskritai reikia, rašoma straipsnyje apie butelio dugne esančią išleidimo angą.

Kodėl kvapas arba jo nebuvimas yra naudingas signalas, bet ne visa istorija

Žmogaus uoslė yra išties jautrus ozono detektorius. Dauguma žmonių gali užuosti jį ore, kai koncentracija siekia apie 0,01 dalies milijonui, gerokai mažiau nei 0,1–1 ppm koncentracija, nuo kurios ima skaudėti galvą arba dirginamos akys ir kvėpavimo takai (šaltinis: Ozonas). Šių skaičių skirtumas svarbus dėl dviejų priežasčių. Silpnas kvapas prie atidaryto butelio pats savaime nėra skubi medicininė grėsmė, nes užuodžiate jį esant daug mažesnei koncentracijai, nei prasideda dirginimas, tačiau tai vis tiek rodo, kad į orą aplink butelį patenka medžiaga, kurią tinkamai įrengta išleidimo sistema turėtų nukreipti kitur.

Leistinos profesinio poveikio ribos padeda suprasti mastelį, bet nėra konkretaus butelio įvertinimas. NIOSH rekomenduojama ozono ribinė koncentracija yra 0,1 ppm, o OSHA leidžiama ozono koncentracija darbo aplinkos ore taip pat yra 0,1 ppm, nors šios ribos apibrėžiamos skirtingai: NIOSH nurodyta riba niekada neturi būti viršijama, o OSHA riba yra per aštuonias valandas apskaičiuojamas svertinis vidurkis. Iškart gyvybei ar sveikatai pavojinga koncentracija nustatyta ties 5 ppm (šaltinis: NIOSH cheminių pavojų vadovas – ozonas). Šie skaičiai nusako nuolatinį poveikį per darbo pamainą, o tai skiriasi nuo trumpo momento prie atidaryto vandens butelio. Todėl juos verta žinoti tam, kad suprastumėte, kokia jautri jau yra jūsų uoslė, o ne laikyti leistina ar neleistina riba šiuo atveju.

Jei butelis bekvapis, tai taip pat nieko neįrodo. Tinkamai įrengtas dujų išleidimas turėtų užtikrinti, kad butelis pastebimai nekvepėtų kitaip nei į jį pilamas vanduo, nes šalutiniai produktai turi pasišalinti per išleidimo angą, o ne patekti į orą prie gėrimo angos. Vien kvapas, kad ir koks jis būtų, pasako tik tiek, todėl nepriklausomi laboratoriniai tyrimai iš tiesų naudingi, nors jų vaidmuo siauresnis, nei gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio. Nepriklausomoje „SGS“ laboratorijos ataskaitoje apie „Hydrion Core“ ir „Pulse“ butelius buvo ištirti 34 vandens saugos rodikliai, tarp jų platina ir titanas, galintys patekti iš pačių elektrodų, taip pat įprasti anijonai ir pH. Nustatyta, kad visų jų vertės nesiekė aptikimo arba kiekybinio nustatymo ribų. Šis rezultatas rodo, kad elektrodai į vandenį neišskiria metalų. Tai tikras, tačiau atskiras saugumo patvirtinimas, nes šioje dalyje aptariami chloro ir ozono dujų tyrimai į ataskaitą neįtraukti. Verta ieškoti tokios išsamios ataskaitos apie elektrodų medžiagų išsiskyrimą iš bet kurio butelio, ne tik „Hydrion“ gaminių, tačiau ji atsako į klausimą, ar į vandenį patenka metalų, o ne tai, ar į jį pateko chloro arba ozono. Norint atsakyti į šį siauresnį klausimą, reikia atlikti konkrečios cheminės medžiagos tyrimą, pavyzdžiui, toliau aprašytą laisvojo chloro testo juostele, arba rasti laboratorijos ataskaitą, kurioje aiškiai nurodyti chloro ir ozono tyrimų rezultatai.

Paprastas patikrinimas, kurį galite atlikti namuose

Laisvojo chloro testo juostelė – nebrangi buitinė priemonė, parduodama baseinų arba vandentiekio vandeniui tikrinti. Esant laisvajam chlorui, ji pakeičia spalvą, ir vandeniliniam vandeniui ji tinka taip pat kaip bet kuriam kitam vandens mėginiui. Paruoškite naują vandenilinio vandens porciją, trumpam pamerkite juostelę pagal instrukciją ir palyginkite jos spalvą su lentele, atspausdinta ant juostelių talpyklės arba pakuotės. Jei turite dar vieną butelį, vienu metu atlikę tą patį testą su abiem galėsite tiesiogiai palyginti rezultatus, užuot aiškinęsi vieną atskirą rodmenį.

Rezultatą laikykite daliniu atsakymu, o ne galutine išvada. Juostelė gali parodyti, ar yra laisvojo chloro, ir tai naudinga, tačiau ji negali aptikti ozono ar kitų dujų, todėl švarus testas nereiškia, kad butelyje nėra jokių galimų šalutinių produktų. Įdomu tai, kad silpnas chloro kvapas kitomis aplinkybėmis ne visada yra blogas ženklas: skubiosios geriamojo vandens saugos rekomendacijose nedidelis chloro kvapas laikomas praktišku požymiu, kad išvalytame vandentiekio vandenyje yra dezinfekcijai naudota dozė (šaltinis: Skubi geriamojo vandens dezinfekcija – EPA). Tačiau šis kontekstas tiesiogiai netinka vandeniliniam buteliui, nes jame chloras susidarytų dėl elektrolizės, o ne būtų įdėtas vandeniui apdoroti. Vis dėlto tai primena, kad chloro kvapas ne visada reiškia tokį nerimą keliantį rezultatą, kaip gali pasirodyti nežinant aplinkybių.

Į ką atkreipti dėmesį renkantis butelį

Pirmiausia įvertinkite kameros konstrukciją, o ne produkto puslapio rinkodaros kalbą. Ieškokite aiškaus nurodymo, kad konstrukcija yra su atskiromis kameromis arba SPE/PEM, taip pat nuotraukose matomos išleidimo angos. Jei produkto puslapyje tik teigiama, kad butelyje yra „grynas vandenilis“, nepaaiškinant, kaip atskirta elektrodų pusė, apie tai, kur nukreipiami šalutiniai produktai, jums iš tiesų nepasakyta nieko. Tada ieškokite akredituotos trečiosios šalies tyrimų duomenų, o ne pasikliaukite vien pardavėjo teiginiais apie vandens kokybę – taip pat kaip anksčiau aptartoje „SGS“ ataskaitoje nurodomi konkretūs rodikliai, o ne tik bendrai teigiama, kad vanduo yra grynas.

Kaina nėra patikimas nė vieno iš šių dalykų pakaitalas. Didesnė kaina negarantuoja atskirtų kamerų, o mažesnė jų neatmeta, todėl gaminio konstrukcijos detalės ir laboratorinė ataskaita pasako kur kas daugiau nei produkto puslapyje nurodyta kaina. „Hydrion Core“ butelis yra dokumentuotas atskirtų kamerų konstrukcijos pavyzdys, pagrįstas paskelbta trečiosios šalies ataskaita. Jis gali būti naudingas atskaitos taškas vertinant bet kurį svarstomą butelį, įskaitant kitų prekės ženklų gaminius.

Jei domina ir platesni saugos klausimai, ne tik šalutiniai produktai, pavyzdžiui, dezinfekcija ar bendras šalutinis poveikis, jie atskirai aptariami išsamesniame straipsnyje apie vandenilinio vandens saugumą, šalutinį poveikį ir mitus, o ne šiame straipsnyje.

Baseiną arba metalą primenantis kvapas iš vandenilinio vandens butelio turi realų cheminį paaiškinimą: jis nėra nei savaime nekenksmingas, nei automatiškai pavojingas. Elektrolizės metu anode kaip šalutinės reakcijos gali susidaryti ir chloras, ir ozonas. Ar kuris nors iš jų patenka į jūsų stiklinę, priklauso nuo to, ar butelio kameros konstrukcija nukreipia tą reakcijos pusę nuo vandens, ar palieka ją toje pačioje erdvėje. Testo juostelė, išleidimo angos apžiūra ir tikra trečiosios šalies laboratorinė ataskaita apie konkretų butelį pasakys kur kas daugiau nei vien jo kvapas.