Cloração da água - Water chlorination

Verificando o nível de cloro da fonte de água local em La Paz, Honduras .

A cloração da água é o processo de adição de cloro ou compostos de cloro, como hipoclorito de sódio, à água . Este método é usado para matar bactérias, vírus e outros micróbios na água. Em particular, a cloração é usada para prevenir a propagação de doenças transmitidas pela água , como cólera , disenteria e febre tifóide .

História

Em um artigo publicado em 1894, foi formalmente proposto adicionar cloro à água para torná-la "livre de germes". Duas outras autoridades endossaram essa proposta e a publicaram em muitos outros artigos em 1895. As primeiras tentativas de implementar a cloração da água em uma estação de tratamento de água foram feitas em 1893 em Hamburgo , Alemanha. Em 1897, a cidade de Maidstone , na Inglaterra, foi a primeira a ter todo o seu abastecimento de água tratado com cloro.

A cloração permanente da água começou em 1905, quando um filtro de areia lento e defeituoso e um suprimento de água contaminado causaram uma grave epidemia de febre tifóide em Lincoln , Inglaterra. Alexander Cruickshank Houston usou a cloração da água para interromper a epidemia. Sua instalação alimentou a água tratada com uma solução concentrada do chamado cloreto de cal . Não era simplesmente o cloreto de cálcio moderno, mas continha cloro gasoso dissolvido em água-cal (hidróxido de cálcio diluído) para formar hipoclorito de cálcio (cal clorada). A cloração do abastecimento de água ajudou a interromper a epidemia e, como precaução, a cloração continuou até 1911, quando um novo abastecimento de água foi comissionado.

Clorador de controle manual para a liquefação de cloro para purificação de água, início do século XX. De Chlorination of Water por Joseph Race, 1918.

O primeiro uso contínuo de cloro nos Estados Unidos para desinfecção ocorreu em 1908 no reservatório Boonton (no rio Rockaway ), que serviu de suprimento para Jersey City, New Jersey . A cloração foi obtida por adições controladas de soluções diluídas de cloreto de cal ( hipoclorito de cálcio ) em doses de 0,2 a 0,35 ppm. O processo de tratamento foi concebido por John L. Leal , e a planta de cloração foi projetada por George Warren Fuller. Nos anos seguintes, a desinfecção com cloro usando cloreto de cal (hipoclorito de cálcio) foi rapidamente instalada em sistemas de água potável em todo o mundo.

A técnica de purificação da água potável pelo uso de gás cloro liquefeito comprimido foi desenvolvida por um oficial britânico no Serviço Médico Indiano , Vincent B. Nesfield, em 1903. De acordo com seu próprio relato, "Ocorreu-me que o gás cloro poderia ser considerado satisfatório ... se meios adequados pudessem ser encontrados para usá-lo ... A próxima questão importante era como tornar o gás portátil. Isso pode ser feito de duas maneiras: Liquefazendo-o e armazenando-o em ferro revestido de chumbo vasos, de jato com canal capilar muito fino e dotados de torneira ou tampa de rosca. A torneira é aberta e o cilindro colocado na quantidade de água necessária. O cloro borbulha e em dez a quinze minutos a água é absolutamente segura. Este método seria útil em grande escala, como para carrinhos de água de serviço. "

O Major Carl Rogers Darnall , Professor de Química na Escola de Medicina do Exército , deu a primeira demonstração prática disso em 1910. Esse trabalho se tornou a base para os sistemas atuais de purificação de água municipal . Pouco depois da demonstração de Darnall, o major William JL Lyster, do Departamento Médico do Exército, usou uma solução de hipoclorito de cálcio em um saco de linho para tratar a água.

Por muitas décadas, o método de Lyster permaneceu o padrão para as forças terrestres dos EUA em campo e em campos, implementado na forma da conhecida Lyster Bag (também conhecida como Lister Bag). A lona "bolsa, água, esterilização" era um componente comum das cozinhas de campanha, emitida uma para cada 100 pessoas, com capacidade padrão de 36 galões, pendurada em um tripé frequentemente improvisado no campo. Em uso desde a Primeira Guerra Mundial até a Guerra do Vietnã, foi substituído por sistemas de osmose reversa que produzem água potável por filtração da água local por pressão através de filtros de nível microscópico: a Unidade de Purificação de Água de Osmose Reversa (1980) e o Sistema Tático de Purificação de Água ( 2007) para produção em grande escala e a unidade Light Water Purifier para necessidades de menor escala que inclui tecnologia de ultrafiltração para produzir água potável de qualquer fonte e usa ciclos de retrolavagem automatizados a cada 15 minutos para simplificar as operações de limpeza.

O gás cloro foi usado pela primeira vez de forma contínua para desinfetar o abastecimento de água na fábrica de filtros Belmont, Filadélfia , Pensilvânia , usando uma máquina inventada por Charles Frederick Wallace, que a apelidou de Clorador. Foi fabricado pela empresa Wallace & Tiernan no início de 1913. Em 1941, a desinfecção da água potável nos Estados Unidos por cloro gasoso substituiu em grande parte o uso de cloreto de cal.

Bioquímica

Como um halogênio , o cloro é um desinfetante altamente eficiente e é adicionado ao abastecimento público de água para matar patógenos causadores de doenças, como bactérias , vírus e protozoários , que comumente crescem em reservatórios de abastecimento de água, nas paredes de adutoras e em tanques de armazenamento. Os agentes microscópicos de muitas doenças, como cólera , febre tifóide e disenteria, matavam inúmeras pessoas anualmente antes que os métodos de desinfecção fossem empregados rotineiramente.

De longe, a maior parte do cloro é fabricada a partir do sal de cozinha (NaCl) por eletrólise no processo cloro-álcali . O gás resultante à pressão atmosférica é liquefeito em alta pressão. O gás liquefeito é transportado e utilizado como tal.

Como um forte agente oxidante , o cloro mata por meio da oxidação de moléculas orgânicas. O cloro e o ácido hipocloroso produto da hidrólise não são carregados e, portanto, penetram facilmente na superfície carregada negativamente dos patógenos. É capaz de desintegrar os lipídios que compõem a parede celular e reagir com enzimas e proteínas intracelulares , tornando-as não funcionais. Os microorganismos morrem ou não são mais capazes de se multiplicar.

Princípios

Quando dissolvido em água, o cloro se converte em uma mistura de equilíbrio de cloro, ácido hipocloroso (HOCl) e ácido clorídrico (HCl):

Cl 2 + H 2 O HOCl + ⇌ HCl

Em solução ácida, as principais espécies são Cl
2
e HOCl, enquanto em solução alcalina, efetivamente apenas ClO - ( íon hipoclorito ) está presente. Concentrações muito pequenas de ClO 2 - , ClO 3 - , ClO 4 - também são encontradas.

Cloração de choque

A cloração de choque é um processo usado em muitas piscinas, poços de água , nascentes e outras fontes de água para reduzir os resíduos de bactérias e algas na água. A cloração de choque é realizada pela mistura de uma grande quantidade de hipoclorito na água. O hipoclorito pode estar na forma de pó ou líquido, como alvejante de cloro (solução de hipoclorito de sódio ou hipoclorito de cálcio em água). Água que está sendo clorada de choque não deve ser nadada ou bebida até que a contagem de hipoclorito de sódio na água desça para três partes por milhão (PPM) ou até que a contagem de hipoclorito de cálcio desça para 0,2 a 0,35 PPM.

Desvantagens

A desinfecção por cloração pode ser problemática em algumas circunstâncias. O cloro pode reagir com compostos orgânicos de ocorrência natural encontrados no abastecimento de água para produzir compostos conhecidos como subprodutos de desinfecção (DBPs). Os DBPs mais comuns são trihalometanos (THMs) e ácidos haloacéticos (HAAs). Os trihalometanos são os principais subprodutos desinfetantes criados a partir da cloração com dois tipos diferentes, bromofórmio e dibromoclorometano , que são os principais responsáveis ​​por riscos à saúde. Seus efeitos dependem estritamente da duração de sua exposição aos produtos químicos e da quantidade ingerida pelo corpo. Em altas doses, o bromofórmio desacelera principalmente a atividade cerebral regular, que se manifesta por sintomas como sonolência ou sedação. A exposição crônica ao bromofórmio e ao dibromoclorometano pode causar câncer de fígado e rim, bem como doenças cardíacas, inconsciência ou morte em altas doses. Devido à potencial carcinogenicidade desses compostos, os regulamentos de água potável em todo o mundo desenvolvido exigem o monitoramento regular da concentração desses compostos nos sistemas de distribuição dos sistemas municipais de água. A Organização Mundial da Saúde declarou que "os riscos para a saúde decorrentes desses subprodutos são extremamente pequenos em comparação com os riscos associados a uma desinfecção inadequada".

Existem também outras preocupações em relação ao cloro, incluindo sua natureza volátil, que faz com que ele desapareça muito rapidamente do sistema de água, e questões organolépticas , como sabor e odor.

Declorador

Um anti - cloro é um aditivo químico que remove o cloro ou a cloramina da água. Onde a água da torneira é clorada, ela deve ser desclorada antes do uso em um aquário , uma vez que o cloro pode prejudicar a vida aquática da mesma forma que mata microrganismos . O cloro mata peixes e causa danos ao filtro biológico do aquário . Os produtos químicos que têm essa função são agentes redutores que reduzem as espécies de cloro a cloreto , que é menos prejudicial aos peixes.

Alguns compostos empregados em descloradores comerciais são tiossulfato de sódio, hidroximetanossulfonato de sódio e ácido hidroximetanossulfínico de sódio.

Veja também

Referências

links externos