Clo là gì? Clo có gây hại không? Tại sao Clo lại được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước?

Clo là gì? Clo có gây hại không? Tại sao Clo lại được sử dụng rộng rãi trong nước máy?

1. Tại sao Clo được sử dụng rộng rãi nhất trong xử lý nước?

Clo và các hợp chất của nó là hóa chất được sản xuất và tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới cho nhiều mục đích như khử trùng, tẩu trắng, tẩy rửa,…. Cách đây hàng trăm năm, Clo đã được sử dụng như là một tác nhân xử lý nguồn nước. Với ưu điểm hiệu quả khử trùng cao, giá thành rẻ và ít gây nguy hiểm cho người sử dụng, cho đến nay khử trùng bằng Clo vẫn là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để xử lý nước cấp, nước bể bơi và nước thải.

Hình ảnh clo dạng viên và dạng bột dùng trong xử lý nước

2.Clo dư là gì? Clo tổng là gì?

Clo được thêm vào nước thường ở dạng Clo nguyên chất Cl2 hoặc hợp chất của Clo như: Natri hypoclorit (NaClO), Canxi hypoclorit (Ca(OCl)2). Cl2 sẽ nhanh chóng phản ứng với nước tạo thành các sản phẩm như phương trình bên dưới:
Cl2 + H2O → HOCl + H+ + Cl-
Muối hypoclorit cũng phản ứng với nước cho ra sản phẩm có HOCl:
Ca(OCl)2 + 2H2O → Ca2+ + 2HOCl + 2OH-
NaOCl + H2O → Na+ + HOCl + OH-
HOCl là một acid yếu nên sẽ phân ly trong nước theo phương trình:
HOCl ⇔ H+ + OCl-
HOCl là chất khử trùng mạnh hơn, có khả năng diệt khuẩn chỉ trong vài giây, trong khi HClO- có thể mất đến 30 phút. Ở pH <7.5, HClO chiếm ưu thế, ngược lại ở pH >7.5, ClO- chiếm ưu thế trong dung dịch.
Clo phản ứng với rất nhiều chất tồn tại trong nước như kim loại, các hợp chất có chứa Nito (ammoniac (NH3), các chất hữu cơ chứa Nito (amino acid,…)).
Clo phản ứng với ammoniac tạo thành nhiều sản phẩm:
NH3 + HOCl → NH2Cl (monochloramine) + H2O
NH2Cl + HOCl → NHCl2 (dichloramine) + H2O
NHCl2 + HOCl → NCl3 (trichloramine) + H2O
Clo phản ứng với các chất hữu cơ tạo thành Chloramin hữu cơ.
Monochloramin, dichloramin, trichloramin và chloramine hữu cơ được gọi là Clo liên kết.
Cl2, HClO, ClO- chưa phản ứng với bất kì chất nào trong nước được gọi là Clo dư hoặc Clo tự do.
Clo tổng = Clo dư + Clo liên kết.
Sự có mặt của Clo dư trong nước chứng tỏ các vi sinh vật gây bệnh trong nước đã bị tiêu diệt.
 
3. Tại sao cần phải kiểm soát hàm lượng Clo trong nước.

Dù ít gây nguy hiểm cho người sử dụng nhưng nếu nồng độ Clo vượt ngưỡng cho phép thì vẫn gây khó chịu cho một số người nhạy cảm với CLo. Hàm lượng Clo cao gây ra mùi hăng khó chịu và có thể làm kích ứng mắt, kích ứng da; hít phải Clo trong thời gian dài có thể tổn thương hệ hô hấp của trẻ em. Clo dư cao làm vải nhanh bạc màu, rách hỏng, làm xà phòng không tạo bọt dẫn đến hao tốn nhiều xà phòng. Nồng độ Clo cao ăn mòn thiết bị và đường ống.
 

Hàm lượng Clo trong nước cao có thể gây khó thở, đau đầu, kích ứng da và mắt

 

Tuy nhiên, nồng độ Clo trong nước quá thấp cũng không hẳn là tốt, nếu Clo dư trong nước bằng 0 thì không thể đảm bảo vi sinh vật gây hại tồn tại trong nước đã bị tiêu diệt hoàn toàn, hàm lượng Clo dư quá thấp thì chưa đủ để giữ nước khỏi tái nhiễm vi sinh cho đến khi sử dụng.
Theo Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống, sinh hoạt thì nồng độ Clo dư cho phép trong nước là 0.3-0.5mg/l, trong khi cần tới 1000ppm trở lên mới bắt đầu gây nguy hiểm.

Kết luận: Clo cần thiết cho quá trình lưu chuyển và lưu trữ nguồn nước nhằm bảo quản nguồn nước khỏi các vi sinh vật gây hại. Tuy nhiên, cần phải lọc bỏ clo trước khi sử dụng để đảm bảo an toàn tuyệt đối.

Xem thêm: Hệ thống lọc nước trung tâm (lọc nước tổng đầu nguồn)