Chlor a anorganické sloučeniny (jako HCl)

*Jedná se sice o širokou skupinu látek, avšak fakt, že je uveden jen ohlašovací práh emisí do ovzduší, velmi zužuje spektrum možných sloučenin. V úvahu připadají zejména chlor a chlorovodík, což jsou za normálních podmínek plyny. Pro tyto dvě látky jsou uvedeny i H- a P-věty.

* Indexové číslo, harmonizovaná klasifikace dle přílohy VI, nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1272/2008 o klasifikaci, označování a balení látek a směsí, ve znění pozdějších předpisů.

* Indexové číslo, harmonizovaná klasifikace dle přílohy VI, nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1272/2008 o klasifikaci, označování a balení látek a směsí, ve znění pozdějších předpisů.

Chlor je za normálních podmínek zelenožlutý plyn s extrémně silným štiplavým zápachem. Jeho teplota varu je -34 °C, tání -101 °C a hustota 1,42 kg.m^-3, což znamená, že je mírně těžší než vzduch (hustota vzduchu je 1,29 kg.m^-3). Jedná se o velmi reaktivní plyn, který je schopen oxidovat mnohé kovy již při pokojové teplotě. Co se týče rozpustnosti ve vodě, plynný chlor s vodou reaguje za vzniku chlorové vody, resp. rovnovážné směsi chloru, kyseliny chlorné a kyseliny chlorovodíkové. Ve vyšších koncentracích vzniká kyselina chlorovodíková rozpouštěním chlorovodíku ve vodě. Kyselina chlorovodíková (neboli rozpuštěný chlorovodík) je čirá, nebo mírně nažloutlá kapalina. Její neutralizací vznikají chloridy. Plynný chlorovodík se projevuje velmi štiplavým agresivním zápachem. Jeho hustota činí 1,18 kg.m^-3, je tudíž jen nepatrně lehčí než vzduch. Je to velmi agresivní a korozivní plyn. Chlor a chlorovodík jsou dvě nejvýznamnější anorganické plynné látky s obsahem chloru, proto se v dalším textu zaměříme právě na ně.

V chemickém průmyslu je chlor velmi důležitou surovinou. Velmi hojně se využívá při výrobě mnoha běžných materiálů, například polyvinylchloridu (PVC) a mnoha dalších organických hmot. Dále se využívá pro výrobu chloroformu, trichlorbenzenů, propylenoxidu a kupříkladu fosgenu a yperitu (chemické zbraně). Je také používán pro výrobu anorganických sloučenin a desinfekčních prostředků. Chlor či některé jeho sloučeniny se užívají k bělení buničiny, celulózy a papíru. Baktericidních vlastností chloru se využívá pro desinfekci pitné vody i vody v nádržích a bazénech určených pro rekreaci. Dále je chlor (a jeho sloučeniny) využíván v mnohých desinfekčních přípravcích, barvivech, insekticidech, lacích, rozpouštědlech, textilu či lékařství.

Chlorovodík je využíván pro hydrochloraci pryže, ve výrobě vinylchloridů a alkylchloridů, při oddělování bavlny od vlny a při čištění bavlny. Užívá se také pro leptání polovodičových krystalů a je meziproduktem v mnoha průmyslových výrobních procesech.

Kyselina chlorovodíková se užívá při moření povrchu oceli. Lze jí využít k odstranění koroze (oxidů železa) před dalším zpracováním oceli. Nejčastěji se k tomuto účelu využívá technická 18% kyselina chlorovodíková. Kyselina chlorovodíková je také užívána při výrobě polyaluminium chloridu. Hojně je používána v elektrochemickém průmyslu při galvanizaci a výrobě baterií. Další její využití je v organických chemických výrobách, například polykarbonátů, aktivního uhlí a kyseliny askorbové. Dále je přítomna při výrobě ingrediencí a aditiv do jídla, aspartamu, fruktózy nebo kyseliny citronové.

Kyselina chlorovodíková je látka přirozeně se vyskytující v trávicím traktu mnoha živočichů i člověka, kde se významným způsobem podílí na trávení přijímané potravy.

Mezi přirozené zdroje emisí můžeme zařadit chlorovodík unikající při vulkanické činnosti a vznikající při přirozených lesních požárech. Během úhynu či poranění živočichů může dojít k uvolnění trávicích šťáv obsahujících kyselinu chlorovodíkovou, jedná se ale v globálním měřítku o naprosto zanedbatelná množství.

Vzhledem k možnému ohrožení životního prostředí jsou mnohem významnější antropogenní zdroje emisí. Jmenovat můžeme následující:

• Úniky chloru a chlorovodíku z průmyslu (jejich výroba, organické výroby, anorganické výroby – viz „použití“);
• úniky chloru při bělení papíru a buničiny;
• úniky chloru při jeho využívání k desinfekčním účelům (chlorování vody, lékařství) a odpařování chloru a jeho sloučenin z rozpouštědel a přípravků (např. prostředek SAVO);
• chlorovodík pocházející ze spalovacích procesů (Během spalování paliv, které obsahují chloridy, jako je například uhlí.);
• vznik chlorovodíku během spalování odpadů s obsahem chloru (plasty);
• úniky kyseliny chlorovodíkové při zpracování oceli.

Dostane-li se chlor do životního prostředí například v důsledku havárie, může bezprostředně popálit blízké rostliny, ale pak rychle zareaguje se vzdušnou vlhkostí na chlorovodík. Chlorovodík je velmi korozivní látka, která napadá mnohé kovy a vápenec, což vede k narušení budov i kulturních památek. Plynný chlorovodík se velmi rychle rozpouští ve vodě (i ve vzdušné vlhkosti) za vzniku silné kyseliny chlorovodíkové, která je při vyšších koncentracích toxická pro vodní organismy a poškozuje také rostliny. Akutní ohrožení volně žijících živočichů a rostlin emisemi ze spalovacích procesů je však s výjimkou případných havárií nepravděpodobné.

Chlorovodík vznikající v atmosféře přispívá ke kyselosti dešťů tím, že se rozpouští ve vodních částicích mraků a způsobuje tak zvýšení kyselosti dešťové vody oproti normálu. Určité typy půd a jezer mohou být obzvlášť citlivé na výskyt kyselých dešťů. Hlavní plyny podílející se na vzniku kyselých dešťů jsou oxid siřičitý a oxidy dusíku, ale i chlorovodík může hrát určitou roli. Tyto látky mohou být díky používání vysokých komínů rozptylujících znečišťující látky vysoko v ovzduší transportovány atmosférickými proudy na vzdálenosti tisíců kilometrů.

Chlor je velice nebezpečný a agresivní plyn. Jeho výhodou je velmi silný zápach, který je člověku patrný již při nízkých koncentracích. To varuje před blížícím se nebezpečím a umožňuje zasažený prostor urychleně opustit. Chlor může být do organismu vdechnut. Ihned reaguje s vlhkostí za vzniku agresivního chlorovodíku (a kyseliny chlorné).

Proto nelze přesně odlišit dopady expozice chlorem a chlorovodíkem. U exponované osoby chlorem (resp. chlorovodíkem) se mohou projevit následující rizika a potíže:

• Podráždění nosu, dýchacích cest, vznik trhlinek na dýchacích cestách, silné kašlání, krvácení z nosu a bolest na hrudi;
• dráždění plic, dušnost, tvorba tekutiny v plicích (edém) i nebezpečí udušení;
• popálení očí a kůže s nevratným poškozením;
• opakované expozice mohou nenávratně poškodit plíce a zuby a vyvolat vyrážky.

V České republice platí pro koncentrace chlorovodíku následující limity v ovzduší pracovišť: PEL – 8 mg.m^-3, NPK – P – 15 mg.m^-3.

Chlor a jeho anorganické sloučeniny jsou velmi reaktivní a korozivní látky. Při jejich úniku do životního prostředí mohou způsobit akutní ohrožení živých organismů (zejména vodních), rostlin a mnohých materiálů. Vzhledem k jejich vysoké reaktivitě ale v životním prostředí nesetrvávají po dlouhou dobu, a proto jejich dlouhodobý globální negativní dopad není zvlášť významný.

Chlor i chlorovodík je velmi výrazně štiplavě zapáchající látka, proto k prvnímu určení úniku může posloužit čich.

Hrubou představu o únicích, například v průmyslových procesech, je možné učinit ze spotřeby látek či bilance procesu (vstup x výstup).

Stanovení chlorovodíku v plynných směsích je zpravidla spojené se stanovením kapalných částic kyseliny chlorovodíkové a chloridů na tuhých částicích aerosolů. Záchyt vzorku probíhá tak, že plyn, ve kterém chceme stanovit obsah chloru a jeho sloučenin probubláváme v absorbéru přes 0,5M roztok octanu sodného. Chlor okamžitě zreaguje na kyselinu chlorovodíkovou (resp. chloridy), proto se speciace jednotlivých forem obvykle neprovádí a výsledkem analýzy je celková hmotnostní koncentrace chloridů. Nejběžnější používanou analytickou koncovkou je potenciometrické stanovení iontově selektivní elektrodou (ISE).

Pro stanovení chloru byly zavedeny metody založené na fotometrickém stanovení obsahu chloru (ČSN 834751-3), odměrném stanovení obsahu chloru (ČSN 834751-4) a stanovení obsahu chloru a chlorovodíku vedle sebe (ČSN 834751-6) ve vzorcích odpadních plynů.

Analytické stanovení chloru ve formě rozpustných chloridů je možné uskutečnit argentometrickou titrací roztokem dusičnanu stříbrného AgNO₃ na indikátor chroman draselný K₂CrO₄. Bod ekvivalence je indikován vznikem oranžověhnědého chromanu stříbrného Ag₂CrO₄ (stanovení podle Mohra).

Pro stanovení volného a celkového chloru lze použít druhou část normy ČSN EN ISO 7393-2 (757419). Část 2: Kolorimetrická metoda s N,N-dialkyl-1,4-fenylendiaminem se používá pro běžnou kontrolu chloru v odpadních vodách.

Pro stanovení chlorovodíku (a chloridů) v odpadních plynech byla vypracována evropská normovaná referenční metoda ČSN EN 1911, která sestává ze tří částí věnovaných jednotlivým krokům analýzy odpadních plynů. Tato metoda se vztahuje na proudící plynné směsi emitované spalovnami odpadů a všeobecně na všechny odpadní plyny obsahující HCl v rozmezí hmotnostních koncentrací 1 mg/m³ až 5 000 mg/m³. Touto metodou se stanoví obsah všech sloučenin, které jsou za teploty filtrace těkavé a v průběhu vzorkování se rozpouštějí za vzniku chloridových iontů, což odpovídá obsahu těkavých anorganických chloridů vyjádřených jako HCl. Ve většině případů odpovídá tato hodnota obsahu chlorovodíku. Zjištění speciace chlorovodíku a těkavých chloridů lze dosáhnout použitím dodatečných zkoušek.

Bude-li z průmyslového podniku unikat vzduch kontaminovaný chlorovodíkem například v koncentraci 10 mg.m^-3, bude ohlašovací práh 10 000 kg představovat jednu miliardu m³ takto kontaminovaného vzduchu (za stejného tlaku a teploty jako byl uveden koncentrační údaj).

• Pitter P: Hydrochemie, Vydavatelství VŠCHT Praha, 1999
• Skácel F.: Analýza ovzduší, Vydavatelství VŠCHT Praha, 2002
• Encyklopedie Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Chlorine; http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrochloric_acid; https://cs.wikipedia.org/wiki/Chlor;  https://cs.wikipedia.org/wiki/Kyselina_chlorovod%C3%ADkov%C3%A1
• Environmental Agency, http://webarchive.nationalarchives.gov.uk/20110313212129tf_/http://www.environment-agency.gov.uk/business/topics/pollution/297.aspx
• Hazardous Substance Fact Sheet, New Jersey Department of Health, http://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/1012.pdf
• Scorecard, The Pollution Information Site, http://scorecard.goodguide.com/chemical-profiles/summary.tcl?edf_substance_id=7782%2d50%2d5; http://scorecard.goodguide.com/chemical-profiles/summary.tcl?edf_substance_id=7647%2d01%2d0
• Databáze Eurochem, http://www.eurochem.cz/app/recordDetail/K3BidmdTdG85SzQ9; http://www.eurochem.cz/app/recordDetail/S2FhNForK0pSdlE9
• Encyklopedie Britannica, https://www.britannica.com/science/chlorine
• Skácel F., Tekáč V.: Podklady pro Ministerstvo životního prostředí k provádění Protokolu o PRTR - přehled metod měření a identifikace látek sledovaných podle Protokolu o registrech úniků a přenosů znečišťujících látek v únicích do ovzduší, VŠCHT Praha, MŽP Praha, 2007
• Paleček J., Linhart I., Horák J.: Toxikologie a bezpečnost práce v chemii, Praha 2006, ISBN 80-7080-266-9