X
تبلیغات
مهندسی تكنولوژی صنايع شيميايی - کلر ( تاریخچه ، کاربرد ، ویژگی و ... )

مهندسی تكنولوژی صنايع شيميايی

مطالب مربوط به رشته تکنولوژی صنایع شیمیایی

کلر ( تاریخچه ، کاربرد ، ویژگی و ... )

کلر ( Chlorine )


کلر عنصر شیمایی با عدد اتمی ۱۷ است که به صورت Cl نوشته می‌شود این عنصر در گروه ۱۷(هالوژن‌ها) جدول تناوبی قرار دارد چون یون کلر قسمتی از نمک و ترکیبات دیگر است به وفور در طبیعت یافت می‌شود و کاربرد فراوانی در زندگی بشر دارد. کلر در فرم عنصری خود(Cl2) تحت شرایط استاندارد، کلرید(oxidant) قوی است که برای سفید سازی پارچه‌ها و به عنوان ضد عفونی کننده به عنوان یک عامل مهم در صنعت کاربرد دارد. گاز کلر زرد مایل به سبز است، دو و نیم مرتبه از هوا سنگین تر، دارای بوی بسیار بد و خفه کننده و بسیار سمی است. این عنصر عاملی اکسید کننده، سفیدکننده و گندزدا می‌باشد. کلر به‌عنوان بخشی از نمکهای طعام و ترکیبات دیگر به مقدار زیادی در طبیعت و لزوماً در بیشتر جانداران وجود دارد. کلر به عنوان ماده ضد عفونی کننده رایج در استخرهای شنا برای تمیزی و بهداشت آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، گاهی در اتمسفر فوقانی ترکیبات کلرداری مانند کلرفلوئورکربن وجود دارند که در تخریب لایه اوزون موثرند.

کلر عنصری گازی شکل به رنگ زرد مایل به سبز است که در سال 1774 توسط carl wihelm scheele شیمیست سوئدی کشف شد وی اشتباهاً تصور کرد این عنصر حاوی اکسیژن است. Humphry Davy در سال ۱۸۱۰ نام کلر را برای این ماده انتخاب کرد و اصرار داشت که این ماده در واقع یک عنصر است.


موارد مصرف کلر

كلر ، عنصر شيميايي مهمي در تصفيه آب ، مواد گندزدا در سفيد كننده و نيز در گاز خردل به‌شمار مي‌رود. همچنين كلر در ساخت طيف وسيعي از اقلام روزمره كاربرد دارد. براي از بين بردن باكتري و ساير ميكروبهاي موجود در ذخائر آب آشاميدني بكار مي‌رود. امروزه حتي به ذخائر كوچك آب همواره كلر افزوده مي‌گردد. در توليد محصولات كاغذي ، مواد ضدعفوني كننده ، رنگدانه‌ها ، مواد غذائي ، حشره كشها ، رنگها ، فرآورده‌هاي نفتي ، پلاستيك ، دارو ، منسوجات ، حلالها و محصولات مصرفي بسيار زياد ديگري كاربرد دارد. در تركيبات آلي در صورتيكه كلر جايگزين هيدروژن شود، (لاستيك مصنوعي) ، اغلب باعث ايجاد خصوصيات مورد نياز در اين تركيبات مي‌گردد، لذا در تركيب آلي از اين عنصر بعنوان عامل اكسيد كننده و جانشين ، بطور گسترده استفاده مي‌گردد. ساير موارد كاربرد كلر در توليد كلراتها ، كلروفرم ، تترا كلريد كربن و در استخراج برم مي‌باشد. موارد مصرف : مايعات سفيد كننده و بهداشتي ، صنايع كاغذ و مقوا ، تصفيه آب آشاميدني ، ضد عفوني آب استخر و فاظلاب ، تهيه كلر و بنزنها ، كلر و فنل ها ، كلر و پارافين ها ، سموم كشاورزي و صنايع شيميايي


کاربرد کلر در صنعت

1- گندزدایی فاضلاب با کلر

استفاده از کلر ارزانترین روش گندزدایی فاضلاب است.کاربرد کلر گازی ارزانتر و موثرتر از هیپو کلریت کلسیم یا سدیم است . کاربرد کلر گازی امکان آلودگی محیط زیست به ویژه مسمومیت کارگران تصفیه خانه را به همراه دارد .کلر بلا فاصله پس از ورود به آب تجزیه شده و اسید هیپو کلرو و یون اکسید کلر تولید می نماید .
خاصیت گند زدایی اسید هیپو کلرو بیشتر از یون اسید کلر است . نسبت تبدیل کلر به اسید هیپو کلرو و یون اکسید کلر تابعی است از درجه ی اسیدی و درجه ی گرمای فاضلاب .

Cl2+H2O --> Cl+HOCl+H

HOCl--> OCl- +H+

پس از تجزیه و به علت وجود موادی اکسید پذیر مانند آهن ، منگنز، اسید سولفوریک و مواد آلی در فاضلاب نخست قسمتی از کلر صرف اکسیداسیون مواد ، تولید کلرورهای گوناگونی را می کند که اثر کشنده ای بر باکتریها نداشته و به علت ثبات آنها کلر آنها آزاد نمی باشد.
سپس کلر روی ترکیبات ازتی به ویژه آمونیاک تاثیر گذاشته و به تدریج و بسته به درجه ی اسیدی فاضلاب کلرامین های مختلفی را تولید می نماید.

NH3+HOCl-->NH2Cl+H2O

NH2Cl+HOCl--> NHCl2+H2O

NHCl2+HOCl--> NCl3+H2O

مراحل مختلف تاثیر کلر بر فاضلاب

در مرحله ی اول کلری که اضافه می کنیم کلر صرف تولید کلرور میشود و از حوزه ی عمل بیرون می آید و در نتیجه اگر ما کلر را اندازه بگیریم صفر است

در مرحله ی دوم کلر صرف تولید کلرآمین ها می گرددو اگر کلر را اندازه بگیریم شاهد افزایش مقدار کلر آب می شویم .

در مرحله سوم کلر اندازه گیری شده کاهش مییابد به دلیل اینکه کلر بر کلر آمین ها اثر کرده و آنها را اکسید می کند تا به نقطه ی می رسد که به آن نقطه ی شکستBreak point می گویند .

در مرحله چهارم که در واقع بعداز نقطه ی شکست یا Break point می باشد کلر آزاد و ترکیبات کلردار آلی تولید می شود که صرف گندزدایی می شود .

نکته :اثر میکروب کشی کلر در PHپایین بهتر است به طوری که کارایی کلر در PH=7 حدود 85 درصد ، PH =8  حدود 30درصد ودر PH=9  تنها حدود 5 درصد است .

نکته:اسید هیپو کلرو موثرترین عامل گندزدایی است.

نکته:نقطه ی شکست بستگی به مقدار ماده اکسید پذیر و آمونیاک می باشد .

در فاضلاب باید مدت زمان تماس کلر با فاضلاب 15تا 30دقیقه انتخاب می گردد.
در محاسبات تقریبی می توان مقدار کلر لازم برای گندزدایی فاضلاب خانگی را نزدیک به 2تا5 گرم برای هر نفر در شبانه روز پیش بینی  نمود.
کاربرد کلر بجز گندزدایی موجب کاهش بوی فاضلاب سبب کاهش مواد روغنی و درجه ی کدری فاضلاب می شود . همچنین بوی کلر حشرات را از فاضلاب دور می کند .
در موقع راهبری تصفیه خانه کلرزنی باید به اندازه ی با شد که هنوز دست کم 0.3تا0.5 میلی گرم در لیتر کلر آزاد باقی مانده باشد.
ضمنا برای کلرزدایی پساب از ترکیبات گوگردی نظیر گاز SO2 و یا تیو سولفات سدیم Na2S2O3 استفاده می شود. 

2- استفاده از دی اکسید کلر به عنوان گندزدا

دی اکسید کلر بسیاری از خواص مشابه ازون را دارا می‌باشد. این ماده اکسیدکننده‌ای قوی است که تشکیل کلروفرم و کلروآمین نمی‌دهد و برای کنترل فنلها مورد استفاده قرار می‌گیرد. از مزایای دیگر دی‌اکسیدکلر این است که در آب تولید باقیمانده می‌کند. کاربرد اصلی آن در گندزدایی فاضلاب است. دی‌اکسیدکلر باید در محل تولید شود.
دی اکسید کلر یک باکتری‌کش و ویروس کش موثر است که در محدوده‌ی وسیعی از pH عمل می‌کند، اما ناپایدار بوده و به صورت گازی قابلیت انفجار دارد. تولید در محل ClO2 را می‌توان با ترکیب کلریت سدیم با کلر گازی یا مایع انجام داد. همچنین با ترکیب کلریت سدیم با اسیدهیدروکلریک نیز می‌توان ClO2 تولید کرد.

مزایای دی‌اکسیدکلر

·     دی‌اکسیدکلر در غیرفعالسازی ویروسها، ژیاردیا و کریپتوسپوریدیوم موثرتر از کلر و کلرآمینهاست.
·       آهن، منگنز و سولفیدها را اکسید می‌کند.
·       می‌تواند موجب تقویت فرایند زلالسازی شود.
·       طعم و بوی حاصله از جلبکها و تجزیه‌ی گیاهان و همچنین ترکیبات فنلی را کنترل می‌کند.
·       تحت شرایط تولید صحیح (مثلا عدم کلر زیادی)، محصولات جانبی هالوژنه تولید نمی‌کند.
·       تولید آن آسان است.
·       ویژگی زنده‌کشی آن تحت تاثیر pH قرار نمی‌گیرد.
·       باقیمانده ایجاد می‌کند.

معایب دی‌اکسیدکلر

·        دشواری بهینه‌سازی و کارایی ژنراتور می‌تواند موجب افزایش کلر تزریقی در نقطه‌ی کاربرد

         شود و این مورد می‌تواند پتانسیل تشکیل DBPهای هالوژنه را ایجاد کند.

·       هزینه‌های مربوط به آموزش، نمونه‌برداری و تستهای آزمایشگاهی کلریت و کلرات بالاست.
·         تجهیزات معمولا اجاره می‌شوند و هزینه‌ی کلریت سدیم بالاست.
·         گاز دی‌اکسیدکلر خاصیت انفجاری دارد، پس باید درمحل تولید شود.
·         دی‌اکسیدکلر در معرض نور خورشید تجزیه می‌شود.
·         دی‌اکسید کلر باید در محل تولید شود.
·         می‌تواند منجر به تولید بوهای زننده در برخی سیستم‌ها شود.
·         محصولات جانبی کلریت و کلرات تولید می‌کند.

تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه

اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ، جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر نشری

.
ویژگی های کلی عنصر کلر :


خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر کلر :


فشار بخار عنصر کلر :


ویژگی های اتمی عنصر کلر :


پایدار ترین ایزوتوپ ها در عنصر کلر :


سایر اطلاعات :

اشکال دیگر :

مونوکسید کلر Cl2O ، دی اکسید کلر ClO2 و هپتا اکسید دی کلر Cl2O7
اسید کلریدریک HCl
کلر Cl2

منابع :

آب نمک و کانی هالیت

کاربرد :

از کلر در تصفیه آب ، سفید کننده ها و دیگر ترکیباتی نظیر CFC ها استفاده می شود .

کلر در آب

وجود کلر به مقدار کم در آب بسیار مفید است. روی دیاستازهایی که برای زندگی میکروبی لازمند، اثر و آنها را تخریب می‌کند. به‌علاوه ، قدرت اکسایش کلر در برابر مواد آلی بسیار زیاد است. کلر به شکل گاز یا به شکل هیپوکلریت ( آب ژاول ) مورد استفاده قرار می‌گیرد. مقدار کلر لازم را می‌توان با نقطه بحرانی تعیین کرد. اگر آب مورد تصفیه ، نظیر آبهای خام سطحی ، دارای مواد آلی و بطور معمول ، آمینه ، باشد، ظهور این نقطه قابل توجه بسیار مشخص است. کلر در ترکیب با این مواد ، مواد معین کمکی و کلرامین تولید می‌کند.

منحنی تغییرات مقادیر کلر فعال موجود در آب

اگر منحنی تغییرات مقادیر کلر فعال موجود در آب یعنی کلر باقیمانده ، بر حسب کلری که به آن افزوده می‌شود، رسم شود، خواهیم دید که اگر مقدار کلر افزوده شده کم باشد، کلر باقیمانده وجود نخواهد داشت و تمام کلر ترکیب می‌شود. با افزایش مقدار کلر ، منحنی صعود می‌کند، اما از یک نقطه حداکثر M که با حداکثر مواد معین کمکی و کلرامین مطابقت دارد، عبور می‌‌کند.
کلر به حالت ترکیب و عفونت آب کم است. بالاتر از M ، یعنی با افزایش مقدار کلر ، کلر فعال کاهش می‌یابد و منحنی ، از یک نقطه حداقل m که با انهدام ترکیبات آلی و کلرامین مطابقت دارد، می‌گذرد. این نقطه ، نقطه بحرانی است. در اینجا ، عفونت حداکثر است. اگر باز هم مقدار کلر زیاد شود، کلر اضافه شده ، به‌صورت کلر فعال آزاد درمی‌آید و کلر فعال ترکیب شده ثابت می‌ماند. برای این نوع آب ، زمان تماس لازم با توجه به اندازه‌گیری در نقطه بحرانی به یک تا دو ساعت می‌رسد.

اگر در آبی ، مواد آلی وجود نداشته باشد، نقطه بحرانی نخواهد داشت. اگر PH این چنین آبی از 7.5 کمتر باشد، اندازه طوری تعیین می‌شود که پس از 20 دقیقه تماس ، باقیمانده در حدود 0.2mg/l باشد. در تمام موارد ، باید از آمیختن مناسب سترون کننده با آب مطمئن شد.

مزایا و معایب کلر در آب آشامیدنی

همانطور که می دانید، منابع تامین آب مصرفی ما انسانها ( اعم از رودخانه ها، چاهها، چشمه ها، سدها و ... ) آلوده به میکروب ها و میکروارگانیزمهایی هستند که استفاده از این آبها را بدون ضدعفونی کردن، برای ما غیر ممکن می سازند. سازمانهای آب و فاضلاب شهری برای از بین بردن میکروارگانیزمهای بیماری زا و تامین آب مصرفی بهداشتی برای شهروندان، اقدام به اضافه کردن کلر به آب می کنند.
کلرزنی امروزه به عنوان متداولترین روش گندزدایی آب آشامیدنی در دنیا مورد استفاده قرار می گیرد. اما استفاده از کلر علیرغم اینکه مزایا و فواید بسیاری به همراه دارد، دارای معایب و مضراتی نیز هست. به همین دلیل متخصصان ضمن توصیه روشهای جایگزین کلرزنی، تاکید دارند که کلر باقیمانده در آب شهری، در نقطه مصرف و درست قبل از نوشیدن، از آب حذف شود.

کلرزنی

كلر ابتدا در سال 1908 در شیكاگو به یك سیستم آب همگانی افزوده شد و در از بین بردن بسیاری انواع بیماری های منتقل شده آبی مثل وبا و تب تیفوئید قابل استفاده بود. پیش از كلرزدن بسیاری شهرهای عمده دارای آمار مرگ و میر 1 در 1000 نفر به تنهایی از تیفوئید بودند. كلر برای گندزدایی كردن آب شهرداری به مدت بیش از 80 سال استفاده شده و دارای اثرات مثبت بر بهداشت همگانی بوده است.
هرچند كه كلرزنی یكی از متداولترین روشهای شیمیایی گندزادایی است ، اما ازن زنی در فرانسه ، آلمان ، كانادا و شوروی سابق معمول است. در كشورهای اروپایی از دی اكسید كلر برای ضدعفونی كردن استفاده میشود. به طور كلی ماده ضد عفونی كننده شیمیایی ممكن است به دو صورت زیر عمل كند :

1-   اكسیداسیون و یا پاره كردن دیواره سلول و نهایتا تجزیه میكروارگانیزم
2-   نفوذ به داخل سلول و اختلال در فعالیت سلولی

چنانچه مشهود است در هر دو صورت لاشه میكروارگانیزم در آب باقی خواهد ماند. این لاشه ها ممكن است خود منبع غذایی مناسبی برای سایر انگل ها و باكتریهای كه پس از گندزدایی اولیه وارد آب می شوند، گردد.

كلر باقیمانده چیست؟

ممكن است پس از گندزدایی ، آلودگی های میكروبی ثانویه ای در شبكه لوله كشی سلامت آب را تهدید كند. یكی از خصوصیات مهم كلر ازاد آنست كه علاوه بر قدرت گندزدایی بالا جهت گندزدایی اولیه، پایداری شیمیایی لازم برای باقی گذاردن كلر باقیمانده را جهت رسیدن به اهداف ثانویه گندزدایی دارا می باشد. این مورد نتایج رضایت بخشی در امر گندزدایی با كلر دارد كه در مورد هیچ یك از مواد گندزدای دیگر قابل مشاهده نیست زیرا در استفاده از سایر مواد برای رسیدن به این دو هدف مجبور به جدا نمودن گندزدایی اولیه و ثانویه هستیم كه هزینه سرمایه ای زیادی را می طلبد.

تری هالومتان ها، محصول خطرناک کلرزنی

تری هالومتان ها ( THM ) معمولترین محصول فرعی حاصل از كلرزنی به آبهای آشامیدنی هستندو غلظت آنها از دیگر مواد آلاینده بیشتر است. هنگامی كه كلر به عنوان گندزدایی كننده در تصفیه آب بكار می رود،‌در اثر تركیب كلر با مواد آلی موجود در آب تولید تری هالومتان ها یا هالوفرم ها را سبب می شوند. تری هالومتان های اصلی عبارتند از كلروفرم ، برمودی كلرومتان ، دی برموكلرومتان و برموفرم. شواهدی در دست است كه این تركیبات خاصیت سرطانزایی دارند.

در سال 1992 مجله امریكایی بهداشت همگانی گزارشی منتشر كرد كه یك افزایش بین 15 تا 35 درصدی در انواع بخصوصی از سرطان برای افرادی كه آب كلرزده مصرف می كنند نشان میداد. این گزارش همچنین بیان می كرد كه مقدار زیادی از این اثرات ناشی از دوش گرفتن در آب كلرزده بود. انستیتو ملی سرطان خطرات سرطان را برای مردمی كه آب كلرزده مصرف می كنند 93 درصد بالاتر از كسانی می داند كه آب كلرزده مصرف نمی كنند. اثرات نوشیدن آب كلرزده شده بمدت چند دهه مورد بحث بوده اند. بهرحال بیشتر متخصصان حالا توافق دارند كه بعضی ریسكهای قابل ملاحظه مرتبط با مصرف كلر و محصولات فرعی كلرزده شده وجود دارند.

کریپتوس پوریدیوم، با کلرزنی از بین نمی رود!

کریپتوس پوریدیوم تک یاخته انگلی است که در آب رودخانه ها و دریاچه ها به وفور یافت می شود خصوصا در اماکنی که آب با مدفوع و فضولات حیوانات و پرندگان در تماس باشد وارد آب می شود. این انگل باعث ایجاد عفونت در روده انسان شده و بیماری به نام کریپتوس پوریدیوسیس را باعث می شود. این انگل نسبت به روشهای سنتی ضدعفونی آب مانند کلرزنی مقاوم بوده و از بین نخواهد رفت. بهترین راه حذف این انگل، جوشاندن آب است. البته روشهایی نظیر اسمز معکوس نیز می تواند در حذف این انگل از آب موثر باشد. استفاده از اشعه ماوراء بنفش و فیلترهای UF نیز توصیه می شود.

خلاصه

فرآیند کلرزنی امروزه یکی از متداولترین روشهای گندزدایی آب در دنیاست. مهمترین مزایای این فرآیند عبارتند از:


کلرزنی فرآیندی ارزان و کم هزینه جهت ضدعفونی کردن آب مصرفی انسان است.
کلر دارای اثر باقیمانده در آب است که باعث تضمین نسبی سلامتی آب در تمام مسیر شبکه آب رسانی می شود.

اما معایب و مضرات کلرزنی عبارتند از:

کلرباقیمانده در اثر ترکیب با مواد آلی موجود در آب تولید ترکیباتی موسوم به تری هالومتان ها را می کند که بیشتر متخصصان بر سرطان زا بودن این ترکیبات تاکید دارند.
کلرزنی باعث کشته شدن میکروارگانیزمهای موجود در آب می شود. این درحالی است که لاشه این میکرو ارگانیزمها در آب باقی می مانند و ممکن است خود منشا آلودگی شوند.
تماس کلر با پوست و موی انسان باعث ایجاد حساسیت، ریزش مو و مشکلات دیگر شود.
استنشاق گاز کلر ( در استخر یا حمام ) برای ریه انسان مضر می باشد.
گروهی از میکروارگانیزمها مانند کریپتوس پرودیوم نسبت به کلر مقاوم هستند و با این روش از بین نخواهند رفت.

بنابراین کارشناسان توصیه می کنند که جهت مقابله با اثرات زیانبار کلر در آب آشامیدنی، در نقطه مصرف کلر باقیمانده آب را حذف کرده و سپس اقدام به نوشیدن آب کنیم.

اثرات کلر بر سلامتي انسان

کلر يکي از گازهاي بسيار فعال است. به طور طبيعي به صورت عنصر وجود دارد. عمده ترين مصرف کنندگان کلر شرکتهايي هستند که کلريد اتيل و ساير محلولهاي داراي کلر، چسبهاي کلر پلي وينيل (PVC)، کلروفلوئوروکربن و اکسيدهاي پروپيلن را ميسازند. در شرکتهاي کاغذ سازي از کلر براي سفيد کردن کاغذ استفاده ميکنند. گياهاني که در آب يا فاضلاب براي تصفيه به کار ميروند اغلب از انواعي هستند که ميزان کلر آب را افزايش ميدهند تا از انتشار ميکروارگانيسمهايي که سبب بيماري انسان ميشود، جلوگيري کنند.

تماس با کلر ممکن است در محل کار يا در هر محيطي که کلر در هوا، آب يا زمين منتشر ميشود، صورت گيرد. افرادي که از سفيد کننده ها و مواد شيميايي ضد عفوني کننده استخر استفاده ميکنند، فقط با کلر در تماس نيستند. کلر معمولاً در صنعت به کار ميرود.
زماني که در هواي تنفسي کلر وجود داشته باشد، يا آب و غذا به کلر آغشته باشد، کلر وارد بدن انسان ميشود. به دليل اينکه کلر، خاصيت واکنشي بالايي دارد، در بدن باقي نمي ماند.
تاثير کلر بر بدن انسان به مقدار کلر موجود و مدت زمان تماس آن با بدن بستگي دارد. تاثير کلر همچنين به سلامت فرد يا شرايط محيطي که کلر در آن پرتودهي ميکند، وابسته است.
تنفس مقدار اندک کلر در مدت زمان کوتاه بر سيستم تنفسي انسان اثر ميگذارد. کلر تاثير متفاوتي بر دستگاه تنفس دارد اين اثرات ميتواند شامل سرفه، درد سينه يا جمع شدن آب در ششها باشد. کلر سبب تحريک پوست، چشمها و دستگاه تنفس ميشود. اگر مقدار کلر در محيط زيست در حد مجاز باشد، بيماريهاي ذکر شده بروز نخواهند کرد.
تاثير تنفس يا مصرف مقدار اندکي کلر در مدت زمان طولاني بر بدن انسان هنوز ناشناخته است. برخي از مطالعات نشان ميدهد که کلر اثرات معکوس دارد، به طوري که برخي از کارگراني که در تماس طولاني مدت با کلر هستند مشکل تنفسي يا ساير مشکلات و ناهنجاريها را از خود نشان نميدهند، در حاليکه برخي اين علائم را از خود بروز ميدهند.


تاثيرات زيست محيطي کلر

زمانيکه کلر با آب مخلوط ميشود، در آب حل ميشود. تحت شرايط خاصي کلر ميتواند از آب خارج شده و وارد هوا شود. قسمت اعظم کلري که آزاد ميشود، وارد هوا و آبهاي سطحي ميگردد.

برخي اوقات ممکن است که کلر در هوا و در آب با ساير مواد شيميايي واکنش کند. کلر با مواد غير آلي داخل آب واکنش داده و نمکهاي کلر را تشکيل ميدهد و همراه با مواد آلي آب، سبب تشکيل مواد شيميايي آلي کلر ميشود.
به دليل واکنش پذيري کلر، اين عنصر شيميايي نميتواند وارد زمين يا آبهاي زيرزميني شود.
گياهان و جانوران کلر را در خود ذخيره نميکنند. اما، مطالعات آزمايشگاهي نشان ميدهد که تماس مکرر با کلر در هوا ميتواند بر سيستم ايمني بدن، گردش خون، قلب و دستگاه تنفسي جانوران اثر بگذارد. مقدار اندک کلر نيز بر محيط زيست اثرات مخرب دارد. همچنين کار براي ارگانيسمهاي موجود در آب و خاک خطرناک است.

استنشاق گاز کلر و عوارض آن

کلر در طبیعت به علت میل زیاد آن به واکنش‌پذیری به صورت آزاد یافت نمی‌شود و بیشتر به حالت ترکیب با سایر عناصر وجود دارد. کلر در شرایط متعارفی به صورت گازی به رنگ زرد مایل به سبز، محرک و با بوی نافذ می‌باشد. از کلر در صنعت برای ساخت بسیاری از مواد شیمیایی مانند حلال‌های آلی کلره (نظیر کلروفرم، تری کلرواتان و تتراکلریدکربن) و سایر هیدروکربن‌های کلرینه آلیفاتیک و آروماتیک، آفت کش‌ها، مواد پلاستیکی و پلیمرها (مانند پلی وینیل کلراید و پلی کلروپرن)، کاغذ، سنتز اسید کلریدریک و هیپوکلریدریک، فسژن و کلریدهای فلزی استفاده می‌شود.
از گاز کلر در صنایع باتری‌سازی، آرایشی و بهداشتی، نساجی و برودتی نیز استفاده می‌شود. علاوه بر اینکه کلر در ساخت بلیچ (یا هیپوکلریت سدیم) که یکی از اجزای اصلی فرآورده‌های سفیدکننده‌ی خانگی است مصرف دارد، جهت ضدعفونی آب آشامیدنی، تصفیه‌ی آب استخرهای شنا و فاضلاب‌ها نیز از آن استفاده می‌شود.
یکی دیگر از موارد مصرف گاز کلر به دلیل ماهیت سمی آن، در مقاصد نظامی و به عنوان سلاح شیمیایی است. اولین بار در جریان جنگ جهانی اول در تاریخ ۲۲ آوریل ۱۹۱۵ آلمانی‌ها از این گاز علیه نیروهای انگلیسی استفاده نمودند. این حمله منجر به کشته شدن ۵۰۰۰ نفر و مصدوم شدن ۱۵۰۰۰ نفر از نیروهای متحدین گردید. از آن تاریخ گاز کلر به عنوان یک سلاح شیمیایی از دسته عوامل خفه‌کننده (Chocking Agents) طبقه‌بندی شد.
امروزه مسمومیت با گاز کلر بیشتر به صورت مسمومیت‌های تصادفی و صنعتی مشاهده می‌شود. نشت گاز کلر از لوله‌ها و مخازن‌ حاوی این ماده یکی از علل بروز مسمومیت‌های تصادفی و شغلی در صنایع می‌باشد. یکی دیگر از علل بروز مسمومیت با این گاز در محیط‌های غیر صنعتی مانند منازل، مخلوط کردن ترکیبات اسیدی (لوله بازکن و جرم بر) با فرآورده‌های سفیدکننده‌ی خانگی که حاوی هیپوکلریت می‌باشند، به ویژه در محیط‌های در بسته و فاقد تهویه‌ی مناسب می‌باشد. افزودن اسید به محلول حاوی هیپوکلریت موجب متصاعد شدن گاز کلر می‌گردد. افزودن آمونیاک به این نوع فرآورده‌ها ممکن است سبب ایجاد گونه‌های فعال کلر مانند کلرآمین شود.

علایم مسمومیت با کلر و نحوه تشخیص آن

علایم و نشانه‌های مسمومیت با گاز کلر بسته به غلظت و زمان تماس با آن به اشکال مختلف ظاهر می‌شود. در غلظت‌های زیر ppm۱، علایم و نشانه‌ها به صورت خفیف و جزیی می‌باشند. در غلظت‌های ppm۵-۱ تحریک خفیف غشاهای مخاطی به وجود می‌آید. غلظت‌های ppm۱۵-۵ ممکن است منجر به تحریک متوسط راه‌های هوایی فوقانی گردد. غلظت‌های بیشتر از ppm۳۰ ممکن است سبب ایجاد تنگی نفس، تهوع، درد قفسه‌ی صدری و سرفه به صورت فوری گردد. نتایج بررسی‌ها نشان داده‌اند مواجهه با گاز کلر با غلظت‌های ppm۵۱-۳۴ به مدت یک ساعت ممکن است کشنده باشد. استنشاق غلظت ppm۱۰۰۰ از گاز کلر ممکن است به مدت چند دقیقه مرگ‌آور باشد.

گاز کلر در غلظت‌های بالا (مانند آنچه که در حوادث صنعتی اتفاق می‌افتد) ممکن است سبب تخریب بافت‌های مخاطی راههای تنفسی گردد. این امر به علت تولید گونه‌های فعال اکسیژن موسوم به «اکسیژن نوزاد» در اثر واکنش کلر با آب موجود در بافت‌ها می‌باشد. اسید کلریدریک تولید شده در اثر واکنش کلر با آب نیز به صورت ثانویه ممکن است سبب بروز آسیب بافتی گردد. در تماس با غلظت‌های پایین کلر (مانند آزاد شدن گاز کلر در اثر اضافه کردن اسید به فرآورده‌های پاک‌کننده‌ی خانگی) سوزش در راه‌های تنفسی ایجاد می‌شود.
علایم بالینی در مسمومیت حاد ناشی از تماس با گاز کلر ممکن است به صورت علایم و نشانه‌های چشمی (مانند احساس سوزش در چشم‌ها، اشک ریزش، فتوفوبی و ورم ملتحمه)، تظاهرات ریوی (مانند سوزش گلو، بینی و مخاط دستگاه تنفسی فوقانی، آب ریزش از بینی، سرفه، تنگی نفس، تاکی پنه، برونکواسپاسم، لارنگواسپاسم، پنومونی، آسیب حاد ریوی، برونشیت، برونشیولیت حاد، هیپوکسی، خفگی و ایست تنفسی)، تظاهرات قلبی (تپش قلب، تاکیکاردی، کاهش اولیه و سپس افزایش فشار خون، دیس ریتمی و کلاپس قلب و عروق)، تظاهرات عصبی (سردرد، گیجی، بیقراری و سنکوپ)، علایم گوارشی (تهوع، استفراغ، سیلان بزاق و دردهای شکمی)، تظاهرات پوستی (سوزش، درد، اریتم، درماتیت و سوختگی شیمیایی) و اختلالات اسید- باز (اسیدوز متابولیک ثانویه به هیپوکسمی) باشند. این علایم ممکن است به صورت فوری و یا به صورت تاخیری (تا چند ساعت بعد از تماس با کلر و بسته به غلظت و زمان تماس) ظاهر شوند.
در اثر مواجهه‌ی حاد با کلر آزاد شده در اثر اختلاط عوامل اسیدی با فرآورده‌های سفیدکننده‌ی خانگی محتوی هیپوکلریت، علایم و نشانه‌های بالینی اغلب به صورت سرفه، اشک ریزش، کونژنکتیویت، احساس سوزش در قفسه‌ی سینه، پنومونی و تاکیکاردی ظاهر می‌شود. در تعداد کمی از بیماران تهوع، تعریق و سردرد بروز می‌نماید. آسیب حاد ریه در موارد شدید نیز گزارش شده است.
تشخیص مسمومیت بر پایه‌ی تاریخچه، اخذ شرح حال بیمار و علایم و نشانه‌های بالینی استوار است. آزمون‌های آزمایشگاهی اختصاصی مانند اندازه‌گیری غلظت خونی کلر به علت تبدیل آن به اسید کلریدریک در بافت ریه، فاقد ارزش بالینی می‌باشد. سایر آزمون‌های عمومی مانند شمارش کامل سلول‌های خونی (CBC)، بررسی الکترولیت‌های سرم، آنالیز کامل ادرار، پالس اکسی‌متری، اندازه‌گیری گازهای خون شریانی، رادیوگرافی قفسه‌ی سینه و آزمون‌های بررسی عملکرد ریه در صورت پایداری علایم و نشانه‌های مسمومیت توصیه می‌شوند.

نحوه برخورد با بیمار مسموم

در موارد برخورد با بیماران دچار مسمومیت‌های شدید، انجام اقدامات درمانی اورژانس، تثبیت بیمار و انجام حمایت‌های قلبی و تنفسی الزامی است. در صورت تماس استنشاقی، خروج سریع بیمار از محیط آلوده و انتقال وی به محلی با هوای آزاد و تازه توصیه می‌شود.

در صورت وجود آلودگی لباس‌های بیمار با کلر، خارج ساختن لباس‌های بیمار از تن و شستشوی پوست بدن با مقادیر کافی آب و یا آب و صابون ضروری است. در صورت تماس چشمی، باید چشم‌ها را با مقادیر کافی از نرمال سالین و یا آب به مدت حداقل ۱۵دقیقه شستشو داد. در صورتی که بیمار از لنزهای تماسی استفاده می‌کند، خارج سازی‌ این لنزها از چشم الزامی است. در صورت دوام سوزش، درد، تورم، اشک ریزش و فتوفوبی بعد از ۱۵ دقیقه شستشو، معاینه‌ی بیمار توسط چشم پزشک توصیه می‌شود.
در موارد تماس از راه تنفسی، بعد از انتقال و خروج بیمار از محیط آلوده، بیمار باید از نظر بروز علایم و نشانه‌های دیسترس تنفسی تحت نظر باشد. در صورت تشدید سرفه و سختی تنفس، بیمار باید از نظر بروز هیپوکسی، تحریک راه‌های تنفسی، برونشیت و پنومونی ارزیابی شود.

درمان مسمومیت با کلر:

درمان اولیه شامل تجویز اکسیژن ۱۰۰% و مرطوب برای مدت کوتاهی به بیمار می‌باشد. سپس براساس میزان راحتی در تنفس بیمار، باید غلظت اکسیژن را تنظیم نمود. هدف اصلی درمان، ایجاد درصد اشباع اکسیژن (Oxygen Saturation) ۱۰% و یا بالاتر در بیمار است. در صورت بروز برونکواسپاسم و لارنگواسپاسم در بیمار مسموم، استفاده از عوامل برونکودیلاتور از دسته آگونیست‌های گیرنده‌های بتا آدرنرژیک (مانند سالبوتامول) به صورت استنشاقی توصیه می‌شود. نتایج بررسی‌ها نشان داده‌اند که تجویز توام اکسیژن مرطوب با آگونیست‌های بتا آدرنرژیک دارای نقش موثری در درمان برونکواسپاسم در بیماران مسموم با گاز کلر می‌باشند.
هر چند از نظر تئوری و تجربیات حیوانی استفاده از نبولایزر بیکربنات سدیم و تجویز کورتیکواستروئیدها به صورت استنشاقی ممکن است در درمان عوارض ریوی ناشی از کلر موثر واقع شوند، با این وجود شواهد و بررسی‌های انسانی در خصوص تجویز این عوامل در درمان بیماران مسموم کافی نیست و در مورد به کارگیری این عوامل بین محققان اتفاق نظر وجود ندارد.
در صورت وجود شواهدی از بروز آسیب حاد ریوی، برقراری تهویه و اکسیژناسیون کافی (با پایش مداوم پالس اکسی متری و گازهای خون شریانی)، تجویز مایعات کریستالوئیدی (با پایش مداوم برون ‌ده قلبی و ادراری و فشار خون گوه‌ای شریان پولمونر) ضروری است. در صورت وجود عفونت‌ ریوی، تجویز آنتی بیوتیک‌های مناسب الزامی است. سایر عوارض در بیماران (مانند دیس ریتمی‌های بطنی، اختلالات اسید- باز و سوختگی‌های شیمیایی) در صورت وجود باید به صورت علامتی- حمایتی درمان شوند.
بیماران دچار دیسترس شدید تنفسی که به درمان چندین ساعته با اکسیژن مرطوب و برونکودیلاتورها پاسخ مناسبی نداده‌اند و دارای شواهدی از هیپوکسی و آسیب حاد ریوی، ناپایداری در وضعیت همودینامیک و یا سوختگی‌های شدید می‌باشند باید در بیمارستان بستری شوند.
در بسیاری از بررسی‌ها مشخص گردید بیمارانی که در مواجهه با کلر آزاد شده از اختلاط اسیدها با فرآورده‌های پاک‌کننده‌ی خانگی قرار گرفته‌اند، دارای درجات خفیفی از مسمومیت می‌باشند. در این بیماران، در صورت نیاز به درمان، می‌توان بعد از اینکه بیمار حداقل به مدت ۶ ساعت در یک مرکز درمانی تحت نظر بوده و دارای پالس اکسی متری و رادیوگرافی طبیعی قفسه‌ی صدری باشد، وی را مرخص نمود و درمان را در منزل ادامه داد. کلیه‌ی بیماران دچار مسمومیت‌های شدید ناشی از کلر بعد از ترخیص از بیمارستان باید از نظر وضعیت تنفسی و عوارض درازمدت ریوی پایش شوند.
لازم به ذکر است، چندی پیش در یکی از بیمارستان‌های تهران به دلیل عدم آگاهی نیروهای خدماتی و نظافتچی، اختلاط مواد سفیدکننده و جرم بر (در مقادیر بالا و برای نظافت کف بیمارستان) سبب آزادسازی حجم بالایی از گاز کلر و انتشار آن در بخش‌های بستری گردید. این امر ضمن آن که سبب بروز اختلال در امور جاری بیمارستان شد، موجب گردید تا بیماران بستری با کمک پرسنل بیمارستان از بخش‌های در معرض خطر که بوی کلر در آنها استنشاق می‌شد، به دیگر بخش‌ها و یا فضای آزاد منتقل شوند. صدمات جبران ‌ناپذیری نیز به سلامت نیروی خدماتی سهل‌انگار به دلیل استنشاق گاز کلر وارد شد.
علاوه بر این مورد، DPIC همه ساله خصوصا در روزهای پایانی سال و همزمان با نظافت منازل، با موارد متعددی از مسمومیت با گاز کلر به دلیل عدم استفاده صحیح از مواد شوینده و پاک‌کننده روبروست. 

هشدارها

کلر ، موجب تحریک دستگاه تنفسی بخصوص در کودکان و کهنسالان می‌شود. کلر در حالت گازی ، باعث تورم غشای مخاطی شده ، درحالت مایع موجب سوختگی پوست می‌شود. مقدار 3.5ppm آن لازم است تا بعنوان بویی متمایز شناخته شود و مقدار ppm 1000 آن کشنده است. به همین علت ، در طول جنگ جهانی اول ، کلر یکی از گازهایی بود که بعنوان گاز جنگی مورد استفاده قرار گرفت.

مواجهه با این گاز نباید از 0.5 ppm فراتر رود ( با میانگین وزنی زمان 8 –40 ساعت در هفته ). مواجهه شدید با مقدار زیاد کلر غلیظ ( اما نه مقدار کشنده) می‌تواند باعث ادم ریه یا آب آوردن آن که وضعیتی بسیار ناگوار است، گردد. تماس دائم با مقادیر کم آن ریه‌ها را ضعیف کرده ، آسیب پذیری ریه‌ها را در برابر بیماری‌های دیگر افزایش می‌دهد. در صورت مخلوط شدن مواد سفید کننده با آمونیاک ، اوره و سایر محصولات شوینده ، احتمال تولید گازهای سمی وجود دارد. این گازها حاوی مخلوطی از گاز کلر و تری‌کلرید نیتروژن هستند؛ بنابراین باید از چنین ترکیبی اجتناب کرد. 

گرد آوری : N . A . m



http://jubilant.blogfa.com



+ نوشته شده در  پنجشنبه هفدهم آذر 1390ساعت 0:5  توسط N . A  |