А якщо зовсім без хлору?

   Дуже часто виникає питання у щасливих володарів басейнів: «А чи можна зовсім обійтися без хлору?» Зрозуміло, при цьому мається на увазі питання дезінфекції води. Відповідь однозначна - безумовно, можна. Це неодмінно спричинить за собою непередбачені труднощі і більшу витрату коштів, але чого тільки не зробиш заради власного спокою, а іноді, і власної безпеки. Адже давно відомо, що продукти взаємодії хлору з органічними субстанціями далеко не безпечні. Серед них чимало не просто шкідливих речовин, але і тих які здатні провокувати мутацію клітин, речовин, що подразнюють шкіру, канцерогенних сполук.

   Коли мова заходить про безхлорну обробку води в басейнах, ми в першу чергу згадуємо про активний кисень. І справді, це один з основних альтернативних способів водопідготовки. Але що таке активний кисень? Як він діє? Яким він буває?

   Кисень абсолютно необхідний для всіх організмів, а для життя людини особливо. Усього кілька хвилин без кисню призводять до незворотного пошкодження мозку. Мозок людини, що становить лише 2% від маси його тіла, споживає близько 20% одержуваного організмом кисню. Людина може прожити без їжі до 40 днів, без води - не більше 5 днів, а без повітря - лише кілька хвилин. Значить, роль двох простих субстанцій - кисню і води в підтримці життя набагато важливіше, ніж сотні набагато складніших молекул, що містяться в їжі - білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, і інших. Звичайно, без останніх повноцінне життя також неможливе, але в її основі лежать все-таки вода і кисень.

   Ще древні порівнювали життя з полум'ям свічки. Свічка горить, якщо в повітрі достатньо кисню і якщо є чому горіти. Але щоб полум'я зайнялося, обов'язково потрібна іскра. Кисень, не будучи збудженим, активованим, вступати в реакцію з парами воску не може, а іскра перетворює кисень з неактивного в активний. Як тільки займається полум'я, його енергія, що виділяється не тільки у вигляді тепла, але і у вигляді світла, активує всі нові молекули кисню, і полум'я вже не згасає. Якщо ж з якихось причин полум'я загасає, а пальна речовина продовжує тліти, додаткова активація кисню тим чи іншим способом дозволяє полум'ю спалахнути знову. В свічці досить горючої речовини, вона знаходиться на повітрі, в якому достатньо кисню, але мимоволі пари воску навряд чи загоряться. Для цього необхідно якимсь чином активувати кисень у районі гніту.

   Кисень унікальний серед важливих для життєдіяльності молекул. Він містить два неспарених електрона на валентних осях. Такі частинки характеризуються значно більшим запасом енергії, ніж молекули в збудженому стані, коли всі їхні електрони спарені. О2 може стати активним, тільки отримавши чималу порцію енергії. Надлишкова енергія О2 (180 ккал / моль) звільняється, коли він відновлюється до 2-х молекул води, отримавши з атомами водню 4 електрони, повністю зрівноважених електронних оболонок обох атомів кисню.

   Незважаючи на великий надлишок енергії, О2 насилу реагує з речовинами, що їх окислюють. Якщо ж кисень тим чи іншим способом набуває додатковий електрон, то наступні він може отримати вже легко. На шляху одноелектронного відновлення О2 - утворюються проміжні сполуки, названі активними формами кисню (АФК), завдяки їх високій хімічній активності. Отримавши перший електрон, О2 перетворюється на су пероксид - аніон радикал O2-á. Додавання другого електрона (разом з двома протонами) перетворює останній в перекис водню, H2O2. Перекис, не будучи радикалом, а малостійкою молекулою, може легко отримати третій електрон, перетворившись в надзвичайно активний гідроксил-радикал, HOá, який легко забирає в будь-якій органічній молекулі атом водню, перетворюючись на воду.

   Може бути дуже складно зрозуміти все це «на слух»? Тоді, давайте спробуємо розібратися детальніше.

   На відміну від звичайних молекулярних реакцій вільні радикали - частки з непарним числом електронів - породжують реакційні кола, що обриваються тільки при рекомбінації радикалів. Вільні радикали відрізняються від звичайних молекул не тільки високою хімічною активністю, а й тим, що породжують ланцюгові реакції. "Відібравши" доступний електрон, опинившись поруч з молекулами, радикал перетворюється на молекулу, а донор електрона - в радикал, який може продовжити ланцюг далі (малюнок). Дійсно, коли в розчинах біоорганічних сполук розвиваються вільно-радикальні реакції, нечисленні вихідні вільні радикали можуть викликати пошкодження величезного числа біомолекул. Саме тому АФК традиційно розглядаються в біохімічній літературі як надзвичайно агресивні частки. Не треба лякатися, не для нас з вами, а для мікроорганізмів, для одноклітинних, для вірусів, спор, бацил, і т. ін.

   Де ж ми беремо ці самі АФК, які знищать всю органіку у воді басейну?

  • По-перше, використовуємо препарати, що містять активний кисень. Вони, як правило, двокомпонентні. Другий компонент завжди служить альгіцидом і активатором. А ось основною діючою речовиною в них практично завжди служать сполуки перекису, завдяки яким і запускається ланцюговий механізм утворення суперактивних частинок.
  • По-друге, використовуємо системи озонування води. Озон, на шляху перетворення в кисень, також утворює вільні супероксид - аніон радикали, що запускають описані вище процеси. Тому й він пишається поправу своїми видатними окисними здібностями.
  • І, по-третє, використовуємо установки ультрафіолетової обробки води. Мало того, що ультрафіолетові промені згубно діють на клітини, спори та міцели, вони ще й провокують реакції фотоокиснення, оскільки перетворюють звичайний кисень, розчинений у воді в активні його форми. Іншими словами, ультрафіолетове випромінювання служить тією іскоркою, яка запалює полум'я воскової свічки.

   І, нарешті, кілька слів про най прогресивніший метод UV + O3. В процесі озон / УФ, одному з удосконалених процесів окислення (Advanced Oxidation Processes, AOP), явно збільшуються переваги застосування озону та ультрафіолетового випромінювання. При опроміненні води, що містить розчинений озон, відбувається ефективне виникнення гідроксильних радикалів, і одночасно проходить повне розкладання озону. ОН-радикали - це частинки, що відрізняються надзвичайно коротким терміном життя, приблизно, мікросекунди, але, в той же час, вони відносяться до найсильніших відомих нам окислювачів. Завдяки їхньому впливу проходить процес високоефективної дезінфекції та окислення речовин, присутніх в воді. Органічний матеріал окислюється до нешкідливого вуглекислого газу, води і неорганічних солей.