คลอรีนและการประยุกต์ใช้

คลอรีน เป็นสารเคมีที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับใช้ฆ่าเชื้อโรค ที่สามารถนำไปใช้ในด้านต่างๆมากมาย ทั้งในด้านอุตสาหกรรม เกษตรกรรม ตลอดจนสาธารณสุข ไม่ว่าจะ เป็นการฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ในขบวนการผลิตน้ำดื่ม-น้ำใช้ ในโรงงานอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม ในฟาร์มเลี้ยงปศุสัตว์ ในฟาร์มเลี้ยงสัตว์น้ำ ในตลาดสดหรือครัวเรือน ในสระว่ายน้ำ รวมทั้งใช้ในการบำบัดน้ำเสียจากแหล่งต่างๆ เป็นต้น นอกจากนั้นคลอรีนยังมีปลอดภัยสูง เพราะสามารถฆ่าเชื้อโรคได้ดีมาก และสามารถสลายตัวได้อย่างรวดเร็วในธรรมชาติ

ปฏิกิริยาและการออกฤทธิ์ของคลอรีน

• คลอรีน มีคุณสมบัติเป็นตัวออกซิไดซ์ที่รุนแรง เมื่อละลายน้ำจะเกิดปฏิกิริยากับน้ำแตกตัวให้คลอรีน ซึ่งจะไปทำลายสารอินทรีย์ ที่ทำให้เกิดสีและกลิ่นในน้ำ ช่วยตกตะกอน ลดการเกิดฟอง และทำลายเชื้อจุลินทรีย์ รวมทั้งสิ่งมีชีวิตต่างๆในน้ำ
• ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น เมื่อสารประกอบคลอรีนละลายน้ำ
• ความสามารถในการออกฤทธิ์ ของคลอรีนจะขึ้นอยู่กับ

ปริมาณของ Free คลอรีน ซึ่งได้แก่

• OCl- ( Hypochlorite Ion ) และ HOCl ( Hypochlorus Acid ) ซึ่ง HOCl จะออกฤทธิ์ได้รุนแรงกว่า OCl- 80-200 เท่า การเปลี่ยนจาก OCl- เป็น HOCl จะขึ้นกับ pH ของน้ำ
• โดยที่ pH ของน้ำยิ่งต่ำ(มีฤทธิ์เป็นกรด) OCl- ก็จะเปลี่ยนไปเป็น HOCl มากขึ้น และจะเปลี่ยนหมดที่ pH ต่ำกว่า 5 ลงมา จึงเป็นเหตุผลที่ว่าทำไมคลอรีนจึงออกฤทธิ์ได้ดีขึ้น
• เมื่อ pH ของน้ำต่ำลง ซึ่งโดยทั่วไปแล้วคลอรีน จะออกฤทธิ์ได้ดีในช่วง pH 6-7
• ปริมาณของคลอรีนที่ใช้คลอรีนจะออกฤทธิ์ฆ่าเชื้อได้ดี จะต้องใช้ให้ได้ปริมาณความเข้มข้นที่เหมาะสม
• อินทรีย์วัตถุ และอนินทรีย์วัตถุในน้ำ ได้แก่พวกตะกอนแขวนลอยในน้ำ ถ้ามีมากจะต้องใช้คลอรีนในปริมาณที่มากตามไปด้วย

คลอรีนชนิดต่างๆที่ใช้กันโดยทั่วไป

คลอรีนที่ใช้กันโดยทั่วไป ในธุรกิจต่างๆ มีข้อดี-ข้อเสีย แตกต่างกัน ดังนั้นการใช้คลอรีนให้ได้ผลจำเป็นต้อง กำหนดวัตถุประสงค์ของการใช้ แล้วทำการเปรียบเทียบข้อดี-ข้อเสีย ของคลอรีนชนิดต่างๆ เพื่อให้สามารถใช้คลอรีนได้ถูกต้องได้ผลสูงสุดตามที่ต้องการ

แคลเซี่ยม ไฮโปคลอไรท์ (Calcium Hypochlorite)

เป็นคลอรีนที่ใช้กันแพร่หลายที่สุด มีหลายความเข้นข้นให้เลือกใช้ตั้งแต่ 35-70% หาได้ง่ายและมีหลายระดับราคา เนื่องจากมีหินปูนเป็นองค์ประกอบ ดังนั้นเวลาละลายน้ำจะมีตะกอนที่ไม่ละลายน้ำค่อนข้างมาก จึงมีความจำเป็นต้องวาง ทิ้งไว้ให้ตกตะกอนก่อน แล้วนำเฉพาะส่วนที่ใสไปใช้ เพื่อป้องกันการอุดตันของถังจ่ายคลอรีน

หลังละลายน้ำคลอรีนจะแตกตัวให้ Hypochlorite ion ( OCl- ) ซึ่งมีประจุลบ ทำให้มีบางส่วนไปจับกับตะกอนแขวน ลอยในน้ำก่อน และมีส่วนน้อยเปลี่ยนรูปเป็น HOCl ซึ่งมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อได้รุนแรงกว่า ทำให้การใช้ในน้ำที่มีตะกอนมากจะได้ ผลลดลง

เนื่องจากเป็นคลอรีนที่มี pH มากกว่า 9 จึงมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง และเพื่อให้ใช้ได้ผลดี จำเป็นต้องกำจัดตะกอนในน้ำ ก่อนและควรปรับค่า pH ของน้ำให้เป็นกรดเล็กน้อยที่ 6-6.8 โดยใช้กรดเกลือจะทำให้คลอรีนออกฤทธิ์ดีขึ้น

โซเดี่ยม ไฮโปคลอไรท์ (Sodium Hypochlorite)

เป็นคลอรีนชนิดน้ำ ความเข้มข้นของ Available Chlorine 10% ทำให้สะดวกและง่ายต่อการใช้ แต่เนื่องจากอยู่ในรูปน้ำ ทำให้มีความคงตัวต่ำมาก ต้องใช้ให้หมดภายใน 2 วัน เพราะหลังจากนั้น Available Chlorine จะลดลงอย่างรวดเร็ว จนมีประสิทธิภาพไม่เพียงพอในการฆ่าเชื้อโรค

ถึงแม้จะเป็นคลอรีนรูปน้ำ เป็น Free Chlorine ทั้งหมด แต่เนื่องจากตัวคลอรีนมี pH มากกว่า 9 ทำให้ Free Chlorine อยู่ในรูป OCl- ซึ่งจะไปจับกับตะกอนในน้ำก่อน และมีส่วนน้อยที่เปลี่ยนรูปเป็น HOCl จึงมีประสิทธิภาพต่ำในการใช้งานทั่วๆไป ยกเว้นจะมีการกำจัดตะกอนต่างๆในน้ำก่อน และปรับ pH ของน้ำให้ไม่เกิน 7 จึงจะใช้ได้ผลดี แต่ก็ยังมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง

คลอรีนชนิด DCCNa (Sodiumdichloro Isocyanurate)

เป็นสารประกอบคลอรีนที่พัฒนาล่าสุด ให้มีความคงตัวสูงเก็บรักษาได้นาน สามารถละลายน้ำได้อย่างรวดเร็ว และไม่มีตะกอนหลงเหลือ มี pH ที่เหมาะสมที่ 6.4-6.8 สามารถผลิตได้ทั้งในรูป ผง ,เกล็ด และเม็ด ( Tablet ) ทำให้นำไปใช้งานได้อย่างหลากหลาย และเหมาะสมต่อสภาพการใช้งาน

DCCNa หลังจากละลายน้ำแล้ว จะแตกตัวให้ HOCl ( Hypochlorous acid ) และ Cyanuric Acid ( ที่ช่วยทำให้ HOCl มีความคงตัวในน้ำเพิ่มมากขึ้น ) ไม่มีผลกระทบต่อค่า pH ของน้ำ สามารถออกฤทธิ์ได้ดีแม้แต่ในน้ำที่มี pH 8-9 โดยมีผลทำให้ประสิทธิภาพลดลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

DCCNa สามารถออกฤทธิ์ได้ดีกว่า คลอรีนชนิด Hypochlorite 2-10 เท่า จึงใช้น้อยแต่สามารถฆ่าเชื้อได้ดี ไม่ทำให้หัวจ่ายคลอรีนอุดตัน สามารถสลายตัวได้เร็ว และมีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยกว่าคลอรีนชนิดอื่นๆ

คลอรีน 90% (Trichloroisocyanuric Acid)

เป็นคลอรีนที่มีความเข้มข้นสูงถึง 90% สามารถละลายน้ำได้หมด ไม่มีตะกอนหลงเหลือ แต่ละลายได้ช้ามากใช้เวลาในการละลายน้ำนาน เมื่อละลายน้ำแล้วจะแตกตัวให้ HOCl และ Cyanuric Acid ทำให้มีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อสูงมาก สามารถออกฤทธิ์ได้ดีกว่า คลอรีนชนิด Hypochlorite 8-10 เท่า

แต่เนื่องจากเป็นสารประกอบคลอรีน ที่มีฤทธิ์เป็นกรดแก่ pH 2-3 ทำให้ค่อนข้างอันตรายในการใช้ และยังทำให้ pH ของน้ำลดลง และมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง

การคำนวณและอัตราการใช้คลอรีน และวิธีการใช้คลอรีนที่ถูกต้อง

วิธีการใช้คลอรีนที่ถูกต้อง

คลอรีนน้ำ

• เตรียมสารละลายคลอรีนเข้มข้น ในปริมาณที่ต้องการ จากน้ำนำไปใส่ในน้ำที่ต้องการโดยตรง หรือจ่ายผ่านเครื่องจ่ายคลอรีนในสัดส่วนที่เหมาะสม เพื่อให้น้ำมี คลอรีน ตาม ppm. ที่กำหนด

คลอรีนผง หรือเกล็ด

• ละลายคลอรีนผงจำนวนตามที่ต้องการ ในน้ำสะอาดปราศจากตะกอน ตั้งทิ้งไว้ให้ตกตะกอน ดูดตะกอนไปทิ้งในที่ที่ปลอดภัย นำสารละลายคลอรีนที่ใสไม่มีตะกอนไปใช้ โดยใส่ในน้ำโดยตรง หรือจ่ายผ่านเครื่องจ่ายคลอรีน ระวังอย่าให้มีตะกอนติดไปด้วย เพราะจะทำให้เครื่องจ่ายคลอรีนอุดตัน

เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด คลอรีนเข้มข้นที่เตรียมไว้ต้องใช้ให้หมดภายในเวลา 2 วัน และต้องใช้คลอรีน ให้ได้ความเข้มข้นเป็น ppm. ที่เหมาะสมและต้องมีระยะเวลาสัมผัสเชื้อที่นานเพียงพอ

การใช้คลอรีนในกิจการต่างๆ

คลอรีนที่ใช้กันโดยทั่วไปในกิจการต่างๆ จำเป็นต้องมีความเข้าใจและใช้ให้ได้ความเข้มข้นที่เหมาะสม เพื่อให้ได้ผลสูงสุด

การใช้คลอรีนในการเลี้ยงกุ้ง

ใช้ในบ่อเพาะลูกกุ้ง

• ใช้ในขั้นตอนการเตรียมน้ำ  ใช้คลอรีนในระดับความเข้มข้นไม่ต่ำกว่า 200 ppm. และต้องพักน้ำไว้ไม่ควรต่ำกว่า 7 วัน ก่อนนำน้ำไปใช้

ใช้ในบ่อเลี้ยงกุ้ง

• ใช้เตรียมบ่อ  ใช้คลอรีนในระดับความเข้มข้น 20 – 30 ppm. และพักน้ำ ไว้ไม่ต่ำกว่า 7 วัน ก่อนทำสีน้ำและลงลูกกุ้ง              
• ใช้ควบคุมปริมาณแพลงค์ตอน ใช้คลอรีนในระดับความเข้มข้น 0.1 – 0.2 ppm. ในระหว่างการเลี้ยงกุ้ง

การตรวจสอบปริมาณคลอรีนที่หลงเหลือ

เพื่อความปลอดภัยต่อลูกกุ้ง ช่วงพักน้ำต้องเปิดเครื่องตีน้ำไว้ตลอด หลังจากครบ 7 วัน ให้ตรวจสอบปริมาณคลอรีนที่หลงเหลือ โดยใช้สารโปตัสเซี่ยม ไอโอได (KI) หรือสาร Ortholidine ด้วยวิธีการไตเตรท หรือดูจากสีน้ำตาลของไอโอดีนที่เกิดขึ้น ถ้ามีสีน้ำตาลแสดงว่ายังมีคลอรีนหลงเหลือ

การใช้คลอรีนในฟาร์มปศุสัตว์

ใช้ฆ่าเชื้อในน้ำดื่มของสัตว์

• เติมคลอรีนในถังพักน้ำดื่มสำหรับสัตว์ ให้ได้ความเข้มข้น 20 ppm. พักทิ้งไว้ไม่ต่ำกว่า 12-24 ชั่วโมง ก่อนนำน้ำไปให้สัตว์ดื่ม และต้องตรวจสอบปริมาณคลอรีนคงเหลือก่อนใช้
• ค่าที่ปลอดภัยไม่ควรเกิน 14 ppm. หากใช้น้ำประปาให้ใช้ในระดับความเข้มข้น 0.5-1 ppm. พักน้ำไว้ 3-4 ชั่วโมง ก่อนนำน้ำไปให้สัตว์ดื่ม

ใช้ล้างอุปกรณ์เครื่องมือ

• ใช้สารละลายคลอรีนเข้มข้น 200 ppm. แช่อุปกรณ์ไว้ 15-30 นาที แล้วล้างให้สะอาดตั้งทิ้งไว้ให้หมดกลิ่นคลอรีน ล้างซ้ำด้วยน้ำสะอาดก่อนนำไปใช้

ใช้ล้างฆ่าเชื้อบริเวณโรงเรือน

• พ่นด้วยสารละลายคลอรีนเข้มข้น 5,000 ppm. ให้ทั่วทั้งพื้นและผนัง ทิ้งไว้ 10-15 นาที ล้างออกด้วยน้ำสะอาด ก่อนนำสัตว์เข้าเลี้ยง

การใช้คลอรีนในโรงงานผลิตอาหารกระป๋อง

ในขบวนการผลิตอาหารสำเร็จรูปบรรจุกระป๋อง จะต้องมีการฆ่าเชื้อด้วยวิธีการ Sterilize ซึ่งอาหารกระป๋องจะมีความร้อนสูง นำมาผ่านขบวนการลดอุณหภูมิโดยการจุ่มในน้ำเย็น

ซึ่งจะทำให้เกิดภาวะสูญญากาศภายในกระป๋อง มีผลทำให้น้ำที่ใช้ลดอุณหภูมิสามารถซึมผ่านเข้าไปในกระป๋องได้ทางรอยตะเข็บข้างกระป๋อง

ถ้าน้ำที่ใช้มีการปนเปื้อนของเชื้อจุลินทรีย์ จะทำให้อาหารที่บรรจุเกิดการเน่าเสีย ซึ่งทำให้เกิดความเสียหายและอาจเกิดอันตรายต่อผู้บริโภคได้

ดังนั้นน้ำที่นำมาใช้ จึงต้องมีการฆ่าเชื้อก่อนด้วยคลอรีน โดยการเติมคลอรีนให้มีความเข้มข้น 2 ppm. และรักษาระดับให้คงที่ตลอดทั้งระบบ จะทำให้น้ำสะอาดปราศจากเชื้อปนเปื้อน ลดความสูญเสียที่จะเกิดขึ้น

การใช้คลอรีนในโรงงานน้ำอัดลม

น้ำที่ใช้ในกระบวนการผลิต

• ทำความสะอาด โดยการเตรียมสารละลายคลอรีนเข้มข้น 10,000 ppm. จ่ายลงในน้ำโดยใช้เครื่องจ่ายคลอรีน (Chlorinator)  โดยปรับการจ่ายให้น้ำมีความเข้มข้นของคลอรีน 0.1-0.2 ppm. ตลอดเวลา และเมื่อนำน้ำไปใช้ ต้องกำจัดคลอรีนให้หมดก่อน เพื่อความปลอดภัยของผู้บริโภค

 อุปกรณ์ที่ใช้ในกระบวนการผลิต

• ก่อนที่จะเริ่มกระบวนการบรรจุเครื่องดื่มลงภาชนะ ควรส่งสารละลายคลอรีนเข้มข้น 300 ppm. ผ่านปั๊ม ท่อ เครื่องบรรจุให้ทั่ว เพื่อกำจัดเชื้อจุลินทรีย์ ผ่านด้วยน้ำสะอาดอีกครั้ง
• เพื่อล้างคลอรีนออกก่อนเริ่มบรรจุ และภายหลังบรรจุเครื่องดื่มแต่ละครั้ง ฉีดพ่นทำความสะอาดถังบรรจุด้วยสารละลายคลอรีนเข้มข้น 300 ppm. ทิ้งไว้ 30 นาที แล้วล้างออกด้วยน้ำสะอาด

การใช้คลอรีนในระบบประปา

• ใช้สารละลายคลอรีนเข้มข้น 2,500 ppm. จ่ายเข้าตามระบบเส้นท่อ โดยให้มีความเข้มข้นของคลอรีนในระบบ 0.5 ppm. เป็นระยะเวลาอย่างน้อย 30 นาที  และให้มีความเข้มข้น
  ของคลอรีนปลายทาง 0.3 ppm.
• ปริมาณการจ่ายสารละลายคลอรีนเข้มข้นเข้าสู่ระบบประปา จะขึ้นอยู่กับวิธีการผลิต และกำลังการผลิตของแต่ละวิธี
• สารละลายคลอรีนเข้มข้น 2,500 ppm. เตรียมได้จากคลอรีนรูปแบบต่างๆ และต้องให้เพียงพอต่อการใช้ไม่เกิน 2 วัน เนื่องจากหากเกิน 2 วันแล้ว  ปริมาณของ Free Chlorine ในสารละลายจะลดต่ำลง จนไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอต่อการฆ่าเชื้อ

การใช้คลอรีนในสระว่ายน้ำ

• ใช้ทำความสะอาดและฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ เชื้อรา และสาหร่าย ที่เกิดขึ้นในสระว่ายน้ำ
• ใช้เพื่อบำบัดน้ำในสระว่ายน้ำให้สะอาดถูกสุขอนามัย จะต้องรักษาระดับความเข้มข้นของ    คลอรีนในระดับ 0.6-1 ppm.  ที่ pH ของน้ำในสระที่ 7.2-7.6 ซึ่งจะสามารถควบคุมและ ป้องกันไม่ให้เกิดสาหร่ายขึ้นในสระว่ายน้ำ
• ถ้าหากเกิดสาหร่ายขึ้นแล้วซึ่งเป็นสาเหตุให้น้ำเปลี่ยนสี ให้หยุดใช้สระชั่วคราวแล้วทำการบำบัด  โดยใช้คลอรีนเติมในสระให้ได้ความเข้มข้น 5-10 ppm. ทิ้งไว้ 24 ชั่วโมง จะกำจัดสาหร่ายได้ พักสระไว้ 2-3 วัน จึงเปิดให้บริการตามปกติ
• ถ้าใช้คลอรีนชนิดไฮโปคลอไรท์ จะมีผลทำให้ pH ของน้ำในสระสูงขึ้น จำเป็นต้องใช้กรดเกลือ (HCl) เพื่อลด pH ของน้ำให้อยู่ในระดับเหมาะสมที่ 7.2 -7.6 (ยกเว้นถ้าใช้คลอรีนชนิด โซเดี่ยมไดคลอโร ไอโซไซยานูเรท ไม่จำเป็นต้องใช้กรดเกลือ เพราะไม่มีผลต่อค่า pH ของน้ำ)

การใช้คลอรีนในตลาดสด

• ใช้สาละลายคลอรีนเข้มข้น 5,000 – 10,000 ppm. เทราดให้ทั่วทิ้งไว้ 10-15 นาที แล้วล้างออกด้วยน้ำสะอาดอีกครั้งจะเป็นการฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ และดับกลิ่นในตลาดได้เป็นอย่างดี

ข้อแนะนำในการใช้คลอรีนอย่างปลอดภัย

การเก็บรักษา

• เก็บในภาชนะทีปิดสนิทมิดชิด และห่างจากสารที่ลุกไหม้ได้             
• เก็บไว้ในที่แห้งและเย็น ไม่โดนแสงแดด และมีอากาศถ่ายเทสะดวก

การใช้งาน

• ก่อนใช้ต้องอ่านฉลากข้างภาชนะบรรจุ และปฎิบัติตามวิธีการใช้อย่างเคร่งครัด
• ห้ามกลิ้งหรือโยนภาชนะบรรจุโดยเด็ดขาด
• การตักคลอรีนจากภาชนะบรรจุ ต้องใช้พลั่วพลาสติกที่แห้งและสะอาด
• ระวังอย่าให้คลอรีนสัมผัสกับกรดหรือด่าง วัตถุไวไฟ และเคมีภัณฑ์อื่นๆ เพราะ

อาจทำให้เกิดปฏิกิริยาอย่างรุนแรง

• ห้ามทำการละลายคลอรีน โดยการเทน้ำใส่เพราะอาจเกิดการระเบิดได้
• ขณะใช้ควรสวมแว่นตา ถุงมือ และชุดป้องกันอย่างรัดกุม
• กรณีถูกไฟไหม้ คลอรีนจะปล่อยก๊าซออกซิเจน ดังนั้นต้องใช้เครื่องดับเพลิงที่ให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หรือผงเคมีในการดับเท่านั้น

การปฐมพยาบาลหากได้รับอันตราย

• ถ้าสารเข้าตาหรือสัมผัสผิวหนัง ให้ล้างด้วยน้ำสะอาดปริมาณมากๆอย่างน้อย 15 นาที กำจัดเสื้อผ้าที่เปื้อนสาร แล้วนำส่งแพทย์
• กรณีสูกดมสาร ให้รีบนำตัวสู่บริเวณที่มีอากาศบริสุทธิ์ แล้วนำส่งแพทย์โดยทันที
• กรณีกลืนกินสาร ถ้าผู้ป่วยยังมีสติ ให้ดื่มน้ำมากๆแล้วตามด้วยน้ำมันพืช หากมีการอาเจียนให้ดื่มน้ำมากๆ แล้วนำส่งแพทย์ทันที ถ้าผู้ป่วยหมดสติ อย่าให้รับประทานสิ่งใดและห้ามทำให้อาเจียนโดยเด็ดขาด ให้รีบนำส่งแพทย์โดยเร็วที่สุด