§1. Синонимы

Немецкий: Chlor.

Английский: chlorine.

Французский: chlore.

Итальянский: cloro

Испанский: cloro

§2. Историческая справка

Хлор и отщепляющие хлор соединения, главным образом хлорная известь, начали использоваться в медицине как дезинфицирующее средство уже в начале XIX века. Особенно сенсационным был успех Земмельвайса, достигнутый им в 1847 году в борьбе с родильной горячкой, – он дезинфицировал руки и инстру­менты хлором.

Позднее хлор стали использовать для обеззараживания оборудования при производстве и хранении пищевых продуктов, а также питьевой и технической воды. Обеззараживание питьевой воды с помощью хлора вытеснило более ста­рый, но более дорогой способ, использующий озон60.

§3. Товарные формы, производные

Хлор используется как сам по себе, так и в форме выделяющих хлор соеди­нений, главным образом гипохлоритов натрия и калия, а иногда и дихлоризоциануратов этих элементов. Хлор поступает в пролажу в сжиженном виде в бал­лонах. Диоксид хлора проявляет самостоятельное антимикробное действие.

§4. Свойства

Хлор Cl₂ при обычных условиях представляет собой зеленовато-жёлтый газ, который можно обнаружить в воздухе по запаху уже при концентрации 0,001 мг/л. Плотность хлора примерно в 2.5 раза выше плотности воздуха. При 0°С под давлением 3,76 атм он сжижается. В 1 л воды при 0°С растворяется 4,6 л, а при 20°С - 2,3 л хлора.

Гипохлорит натрия NaClO представляет собой расплывающиеся на воздухе, легко растворимые в воде кристаллы. В продажу поступает в виде водного рас­твора (лаббаракова вода).

Из других солей хлорноватистой кислоты применяются: гипохлорит каль­ция Са(СlO)₂, хлорная известь СаОCl₂, и гипохлорит магния Mg(СlO)₂. Все они представляют собой белые пахнущие хлором порошки.

Диоксид хлора СlO₂ представляет собой жёлтый газ, легко растворимый в воде.

§5. Аналитические сведения

Хлор вытесняет иод из иодидов. При добавлении хлорсодержащих жидко­стей к раствору иодида калия с крахмалом появляется синее окрашивание. Рас­творы о-толуидина под действием хлора приобретают окраску от желтой до оран­жевой. Это окрашивание можно измерить колориметрически. Быстрое полу-количественное определение хлора можно проводить с помощью специальных тестовых трубок.

§6. Получение

Хлор получают электролизом соляной кислоты или растворов хлоридов ще­лочных металлов. Диоксид хлора из-за трудностей обращения с ним62 получают на месте употребления из раствора хлорита63 натрия и соляной кислоты.

§7. Токсиколого-гигиеническая оценка

Свободный хлор обладает сильным раздражающим действием на кожу и сли­зистые оболочки. Вдыхание воздуха, содержащего 2 г хлора на 1 м3, приводит к быстрой смерти, так как альвеолы легких необратимо повреждаются образую­щейся соляной кислотой. Вдыхание воздуха с концентрацией хлора 60 мг/м3 в течение четверти часа опасно для жизни. Значение ПДК для хлора составляет 1.5 мг/м.

§8. Законодательные аспекты применения в пищевых продуктах

Во многих странах для обеззараживания питьевой воды и других пищевых продуктов разрешены свободный хлор и выделяющие ею соединения: гипохлориты натрия, кальция и магния, хлорная известь, диоксид хлора; в случае войны и катастрофических событий – дихлоризоцианураты натрия и калия66. Предель­но допустимые концентрации для хлора и гипохлоритов в воде составляют 1,2 мг/л, а для диоксида хлора – 0,4 мг/л.

§9. Действие на микроорганизмы

Общие критерии действия. Хлор в соответствующей концентрации быстро убивает микроорганизмы; поэтому он скорее является дезинфицирующим аген­том, чем консервантом.

Антимикробные свойства хлора основаны на сильном окислительном дей­ствии и быстром связывании с белками. Хлор очень легко присоединяется к двой­ным связям биомолекул. Эти реакции ведут к прекращению обмена веществ в микроорганизмах и их гибели. Кроме того, хлор разрушает клеточные мем­браны и вступает в реакции с ДНК.

Действию хлора сильно мешает присутствие органических веществ, так как последние с ним отчасти реагируют. Аммиак и аминосоединения тоже реагиру­ют с хлором, ослабляя его действие. Это «пожирание хлора» следует учитывать на практике и в случае сильно загрязнённых сред (например, для сточных вод) рассчитывать на действующую часть – «фактический свободный хлор».

Антимикробное действие хлора значительно усиливается при повышении температуры. Например, при одинаковой концентрации хлора споры бактерий рода Bacillus погибают при 50°С в 10 раз быстрее, чем при 20°С.

Лучше всего хлор действует в нейтральной и слабокислой среде, например при pH 6 в 2-60 раз (в зависимости от вида микробов) быстрее, чем при pH 10.

Спектр действия. Хлор имеет очень широкий спектр антимикробного дейст­вия. Он эффективен как против бактерий (включая споры), дрожжей и плесне­вых грибов, так и против водорослей, простейших и многих вирусов. Некоторые бактерии в оптимальных условиях (низкая обсеменённость, pH 7, температура 20-25°С) погибают уже при концентрации хлора 0,05-0,1 мг/кг. Несколько бо­лее устойчивы туберкулёзные палочки, бактерии родов Salmonella. Proteus и Pseudomonas. Плесневые грибы примерно в 10 раз устойчивее бактерий.

§10. Области применения

Важнейшая область применения хлора – обеззараживание питьевой воды. Большая её часть обрабатывается «непрямым хлорированием». Оно состоит в том, что газообразный хлор из баллонов в соответствующем устройстве растворяют в воде, получая концентрат с содержанием хлора 1-5 г/л, который добавляют к обрабатываемой воде. Применение растворов гипохлоритов и других выделяю­щих хлор соединений пока не имеет большого значения.

При использовании хлора для обеззараживании питьевой воды возможно про­текание галоформной реакции. При этом из свободного хлора и органических Загрязнений питьевой воды, таких, как аминокислоты и гуминовые вещества, образуются тригалометаны, например канцерогенный хлороформ. Исполь­зуя диоксид хлора вместо самого хлора, опасность галоформной реакции можно уменьшить.

Хлор применяют для дезинфекции ёмкостей, аппаратов и другого оборудо­вания и инвентаря, используемого в производстве пищевых продуктов. В по­следнее время в США водные растворы хлора и диоксида хлора используют для уничтожения бактерий рода Salmonella в мясе птицы. Описано добавление их в промывную воду для фруктов и применение в «slow-release» форме в поли­мерных упаковках для пищевых продуктов.

§11. Прочие действия

Хлор и выделяющие хлор соединения являются сильными окислителями и тем самым сильными корродирующими агентами.

Следует обратить внимание на высокую токсичность свободного хлора. До­зы, используемые при обработке питьевой воды, считаются безвредными, но мо­гут отрицательно влиять на вкус и запах.