Tratarea cu brom – o alternativa similara clorului !

Posted on Posted in Articole

In 1825, C. Löwig, un student chimist neamt a descoperit pentru prima data bromul, in timp ce facea niste cercetari asupra unor mostre de apa din niste mlastini. Insa initial a crezut ca este un compus al iodului, nefiind sigur ca este un element chimic nou. Independent de acesta, in 1926 un chimist francez, A. Ballard, a descoperit si el bromul intr-un esantion de alge marine din care extrasese clor. Diferenta a fost ca francezul a inteles ca descoperise o substanta noua, asa ca a denumit-o si a facut cunoscuta descoperirea sa.

In natura bromul sa gaseste sub forma de bromuri sau substante organice bromurate produse de organisme marine. Bromul se gaseste in principal in apa de mare, lacuri sarate sau alte lichide sarate, dar se poate gasi si in roci sau in scoarta terestra.

De cand a fost descoperit, bromul a fost folosit in multe scopuri. Un domeniu major il constituie purificarea si dezinfectarea apei. Compusi ai bromului sunt folositi pentru tratarea apei din piscine, spa-uri sau turnuri de racire. Dar nu se foloseste si in tratarea apei potabile deoarece bromul liber ( Br2) reactioneaza prea rapid cu substantele organice si deci dispare prea repede. In plus bromul da apei un gust de medicament si nu este prea placut. Dar poate fi folosit in cazuri de urgenta !
Alte aplicatii sunt in agricultura – ca pesticide, atat ca fumiganti pentru sol cat si pentru depozitele in care sunt stocate granele sau alte produse; pentru masini – in trecut se punea in benzina cu plumb ca o componenta anti-detonatie ( un aditiv); in sanatate – la fabricarea multor medicamente; in fotografie – pentru producerea unei componente foto-sensibile din emulsia fotografica si probabil cea mai importanta utilizare o constituie inhibitorii de ardere – compusi chimici ce sunt folositi in productia de computere, televizoare, celulare, materiale textile, mobila, saltele si panouri izolatoare pentru a creste rezistenta la foc a acestora, a face aprinderea lor mai dificila si a incetini propagarea focului.

Ca si clorul, bromul este un halogen ce reactioneaza foarte usor cu alte elemente, fiind un dezinfectant puternic, dar si un algicid foarte bun, mai bun decat clorul. Distruge bacteriile, virusii, ciupercile, deseurile organice aduse de catre inotatori sau din mediu. La fel ca si clorul, bromul are caracteristica de a ramane in apa. Insa spre deosebire de clor, nu poate fi stabilizat ( cum este clorul stabilizat cu acid izocianuric) si atunci este o problema mai ales la piscinele exterioare, unde soarele va consuma rapid bromul si va trebui sa completam incontinuu – lucru costisitor. Dar, pentru piscinele interioare avem avantaje. Bromul nu produce produsi secundari nedoriti precum iritantele si urat mirositoarele cloramine. Formeaza propriile « cloramine » numite bromamine care sunt mult mai bune. In primul rand nu miros si sunt ele insele niste dezinfectanti puternici care omoara bacteriile, astfel ca nu ne deranjeaza deloc, ba dimpotriva. In plus bromul este activ si la pH-uri si temperaturi ridicate. De aceea se foloseste mai ales la spa-uri.

Bromul este singurul nemetal care se afla sub forma lichida la temperatura camerei si la presiune normala, dar se evapora usor si miroase, este coroziv si otravitor pentru piele, ochi si caile respiratorii. La peste 58,8 °C devine gazos, iar la sub -7,3°C devine solid.

Dar care este reactia chimica ce sta la baza procesului de tratare a apei ?
Cand este adaugat in apa, bromul formeaza acidul hipobromos ( HOBr), un acid slab, cu caracter dezinfectant si oxidant, ce omoara microorganismele.

Br2 + 2H2O → HOBr + H3O + + Br –
Acesta mai departe poate partial disocia si forma ioni de hidrogen si ioni de hipobromit (BrO-)

HOBr + 2H2O → BrO – + H3O –
Proportia intre acidul hipobormos si ionii hipobromit este influentat de pH-ul apei. Cand ph-ul este situat intre 6,5 si 9 ambii compusi se pot forma in apa. Vedeti in tabelul de mai jos:

    Acid hipobromos (HOBr)       Ioni hipobromit (BrO)
% brom ca HOBr pH % brom ca BrO
100 6,0 0,0
99,4 6,5 0,6
98,0 7,0 2,0
94,0 7,5 6,0
83,0 8,0 17,0
57,0 8,5 43,0

 

In plus, in combinatie cu amoniul, produs ce se gaseste intotdeauna intr-o piscina, formeaza bromaminele (NH2Br, NHBr2 and NHBr3). Tot de pH-ul apei depinde formarea de mono-, di-, sau tribromamine. La pH intre 7 si 8,5 dibromamina este cea mai uzuala forma ce apare. Dibromamina este aproape la fel de eficienta precum clorul liber in omorarea microorganismelor. Este foarte activa si disociaza repede in ioni de bromura.

Dar pentru piscine nu este folosit bromul pur, in starea lui lichida fiind prea periculos de manipulat. Pentru tratarea piscinelor bromul se foloseste intotdeauna sub forma unor pastile sau tablete cu doza unica, plasate intr-un dozator de brom sau intr-un brominator in care se dizolva lent. Astfel ca bromul utilizat la dezinfectarea apei din piscine si spa-uri actioneaza prin doua mecanisme diferite, corespunzatoare a doua forme diferite de comercializare.

1. Prima forma in care este folosit este bromo-cloro-dimetilhidantoina, prescurtat BCDMH, cu formula chimica C5H6BrClN2O2. Atat clorul cat si bromul sunt atasati atomului de azot, care se comporta ca un suport organic pentru cele doua substante.
Cum actioneaza :
In contact cu apa dimetilhidantoina ( DMH), o notam R, hidrolizeaza si formeaza acidul hipocloros si acidul hipobromos :

BrClR + 2 H2O → HOBr + HOCl + RH2
O parte din acidul hipobromos disociaza in apa formand ionii de hipobromit:

HOBr → H+ + OBr−
Restul de acid hipobromos oxideaza substantele din apa transformandu-se in ioni de brom ( brom liber) :

HOBr + agenti patogeni vii → Br− + agenti patogeni morti
Apoi ionii de brom oxideaza cu acidul hipocloros ce s-a format initial din BCDMH producand mai mult acid hipobromos, adica refacand “stocul” de dezinfectant, in timp ce clorul se degaja:

Br− + HOCl → HOBr + Cl−
In plus pana a se combina cu Br si acidul hipocloros actioneaza ca dezinfectant.

Putem trage lesne concluzia ca o piscina odata tratata cu brom va fi intotdeauna o piscina tratata cu brom, in afara cazului in care o golim complet si reumplem cu apa prospata. Bromul ramane in apa mult mai multa vreme decat clorul si chiar daca ulterior adaugam doar clor, dezinfectia se va face tot cu brom!
DMH este un produs secundar al dezinfectiei care este totusi asociat cu iritatii ale pielii daca are o concentratie prea mare in apa. De aceea ea trebuie mentinuta sub valoarea de 200mg/l. Acest lucru se atinge prin diluare cu apa prospata si in plus la spa-uri intens folosite se recomanda golirea si curatarea saptamanala a cuvei. Din timp in timp trebuie ajustata si valoarea pH-ului.

2. Cel de-al doilea mecanism corespunde folosirii bromurii de sodiu (NaBr) ce trebuie activata cu un oxidant precum hipocloritul, peroxidul de hidrogen, monopersulfatul de potasiu sau ozonul. Doar asa se poate forma acidul hipobromos. Dar trebuie mentinut echilibrul intre cantitatea de bromura si cantitatea de activator. Astfel ne asiguram ca nu generam activatori in exces ( de exemplu ozon) care sa se evapore din piscina. In cazul in care folosim ozonul este nevoie de cunostinte temeinice si pricepere astfel incat nici sa nu generam prea mult ozon, care s-ar degaja in aer periclitand siguranta utilizatorilor, dar si sa obtinem destul acid hipobromos pentru o dezinfectie corecta.

Prin comparare cu o piscina clorinata, o piscina tratata cu brom necesita mai rar adaugarea de brom. Bromura de sodiu se pune de cateva ori pe an, iar in mod regulat se adauga oxidantul de care vorbeam, pentru a mentine nivelul de brom liber ( a-l reactiva).

In anume situatii ( dupa repunerea in functiune primavara, dupa un timp in care piscina a stat parasita, in caz de acumulare de biofilm dupa un uz intens) se poate aplica tratamentul soc cu clor sau cu oxidant nehalogenat precum peroxidul de hidrogen sau monopersulfatul de potasiu.

Nivelul de brom intr-o piscina trebuie sa se afle in intervalul 3-5 ppm ( sau mg/l), iar intr-un spa 4-6 ppm. Americanii merg pe intervalul 2 – 4 ppm pentru piscine.

Acum putem sa tragem linie si sa rezumam :

Avantajele tratarii cu brom
•Este un bun dezinfectant si algicid
•Este un adevarat perpetuum-mobile in dezinfectare. Si dupa ce a neutralizat agentii patogeni bromul ramane in piscina si se reactiveaza, gata de alte batalii (asta spre deosebire de clor care dupa ce s-a combinat cu microorganismele devine inactiv si dispare din piscina odata cu acestea, prin filtrare)
•Usor de folosit, cu instruirea adecvata
•Nu irita pielea si nu are miros. Totusi, pot exista inotatori care sa experimenteze iritatii ale pielii sau ale ochilor in cazuri in care exista un nivel mare de contaminanti in apa si o dozare incorecta. Bromaminele formate sunt pana la urma similare cloraminelor si pot provoca, in cazuri mult mai rare, efecte asemanatoare.
•Eficace la temperaturi ridicate si de aceea este mai des folosit in spa-uri
•Produsii secundari ( bromaminele) sunt si ei dezinfectanti si ucid bacteriile si virusii.
Limitele sale
•Scump in folosire: bromul este mai confortabil decat clorul de folosit dar si foarte scump de utilizat in mod regulat. Totusi fiind mai stabil in apa si nedisparand dupa ce omoara microbii, precum o face clorul, trebuie adaugat mai rar in apa.
•Intrucat bromul se dizolva mai greu decat clorul, nu poate fi “aruncat “ in piscina precum acesta. Bromul poate fi introdus in apa doar prin intemediul dozatorului ce necesita oparatiuni de instalare.
•Nu este indicat, din punct de vedere al costurilor, la piscinele exterioare ( este distrus de soare si trebuie completat foarte des).

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *