فيمَ يُستخدم حمض الهيبوكلوروز؟
آخر تحديث:
حمض الهيبوكلوروز (HOCl) حمض كلور ضعيف يُستخدم للتطهير الصحي والتطهير الكامل للأسطح الملامسة للغذاء، والمنتجات الطازجة، ومياه معالجة اللحوم والدواجن، وقشور البيض، ومساكن الحيوانات، والأسطح السريرية1,5,4. ويُحضَّر بالتحليل الكهربائي للماء المالح، وهو الشكل النشط القاتل للجراثيم من الكلور في المحلول، ويعمل على أفضل وجه على الأسطح المنظفة عند درجة حموضة حمضية قليلًا إلى متعادلة1,2,3.
ما هو حمض الهيبوكلوروز؟
حمض الهيبوكلوروز (HOCl، ويُكتب أيضًا HClO) حمض أكسجيني للكلور: حمض ضعيف شديد عدم الاستقرار لا يوجد إلا في المحلول1. ويتكوّن كلما ذاب غاز الكلور أو أملاح الهيبوكلوريت، مثل هيبوكلوريت الصوديوم الذي يُباع كمبيض، في الماء، ويمكن أيضًا توليده مباشرة من الماء المالح بالتحليل الكهربائي، وحينها يُباع غالبًا باسم الماء المحلل كهربائيًا1.
ويصنعه الجسم أيضًا. إذ تستخدم العدلات، وهي نوع من خلايا الدم البيضاء، إنزيم الميلوبيروكسيداز لتحويل بيروكسيد الهيدروجين والكلوريد إلى حمض الهيبوكلوروز، الذي يرتبط بأغشية البكتيريا ويقتلها1,4.
| الخاصية | القيمة |
|---|---|
| الصيغة الكيميائية | HOCl (HClO)1 |
| رقم CAS | 7790-92-31 |
| الكتلة المولية | 52.46 g/mol1 |
| المظهر | محلول مائي عديم اللون1 |
| ثابت تفكك الحمض (pKa) | 7.531 |
| التكوّن من غاز الكلور | Cl2 + H2O ينتج HOCl + HCl1 |
كيف يقتل حمض الهيبوكلوروز الجراثيم، ولماذا تهم درجة الحموضة؟
حمض الهيبوكلوروز عامل مؤكسد. فمركبات الكلور النشطة تُتلف أغشية الميكروبات، وتشمل آليات العمل الأخرى المبلّغ عنها نزع الكربوكسيل من الأحماض الأمينية، والتفاعل مع الأحماض النووية، وفقدان إنزيمات أساسية1. ويُعتقد عمومًا أن HOCl هو النوع النشط المبيد للجراثيم في محاليل الكلور، بينما أيون الهيبوكلوريت (OCl-) هو المحرك الرئيسي لعملية التنظيف2.
لأن HOCl حمض ضعيف، فإنه يتفكك إلى أيون الهيبوكلوريت وبروتون تبعًا لدرجة الحموضة2. وهو نوع الكلور السائد بين درجة حموضة نحو 2 و7.5، وعند درجة حموضة 6.5 يكون نحو 95% من الكلور في صورة HOCl، وهو النطاق الذي يعطي أكبر أثر تطهيري1. وتحت درجة حموضة نحو 4، قد يُفقد غاز الكلور المذاب بالتطاير، مما يُضعف المحلول ويسبب مشكلات صحية وتتعلق بالسلامة وقد يؤدي إلى تآكل المعدات1.
| النوع | درجة الحموضة (pH) | جهد الأكسدة والاختزال | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| حمضي (جهة المصعد) | 2 إلى 6 | 1,000 mV أو أعلى | 10 إلى 90 ppm كلور1 |
| حمضي قليلًا | 5.0 إلى 6.5 | 974 mV في دراسة حظيرة الدجاج البياض | يُستخدم لتطهير حظائر الدواجن بالرش5 |
| متعادل | 6 إلى 7.5 | نحو 750 mV | أساسًا HOCl وأيون الهيبوكلوريت وآثار من الكلور؛ مخاوف أقل من التآكل وتهيج اليدين1 |
| قاعدي (جهة المهبط) | 7.5 إلى 13 | نحو -800 إلى -900 mV | جهة هيدروكسيد الصوديوم في الخلية1 |
كيف يُحضَّر حمض الهيبوكلوروز؟
يُحضَّر معظم حمض الهيبوكلوروز المبيع للتطهير بالتحليل الكهربائي لمحلول مخفف من كلوريد الصوديوم (الملح)1. وفي خلية ثنائية الحجرة، يفصل غشاء بين الأقطاب: فيكوّن الكلوريد عند المصعد الكلور وحمض الهيبوكلوروز والهيبوكلوريت وحمض الهيدروكلوريك، بينما ينتج المهبط غاز الهيدروجين وهيدروكسيد الصوديوم1. وتنتج الخلايا التي لا تحتوي على غشاء ماءً محللًا كهربائيًا متعادلًا1. ويغيّر تركيز الملح والتيار وزمن التحليل الكهربائي ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة جميعها المحلول النهائي وأثره التطهيري1.
وفقًا للمراجعة الفنية لوزارة الزراعة الأمريكية (USDA) لعام 2015، تسجّل EPA مواد التطهير الصحي والمطهرات كمبيدات، بينما لا يُشترط تسجيل أجهزة التوليد في الموقع التي تصنع محاليل مضادة للميكروبات من الملح والماء كمبيدات؛ ويجب على صانعيها توثيق الامتثال للقواعد الفيدرالية الخاصة بأجهزة المبيدات1.
فيمَ يُستخدم حمض الهيبوكلوروز في التنظيف والتطهير؟
دُرس الماء المحلل كهربائيًا واستُخدم كمطهر للمنتجات الطازجة، وذبائح الدواجن، والبيض بقشره، وألواح التقطيع، وأسطح تصنيع الغذاء1. وتعفي القواعد الفيدرالية بقايا حمض الهيبوكلوروز من حدود التحمل الغذائية عند استخدامه في محاليل التطهير على الأسطح الملامسة للغذاء مع تصريف كافٍ قبل ملامسة الغذاء، شريطة ألا يتجاوز المحلول الجاهز للاستخدام 200 ppm من الكلور المتاح الكلي6. وقد أجازت دائرة سلامة الأغذية والتفتيش التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية استخدام حمض الهيبوكلوروز المولَّد كهربائيًا في تصنيع اللحوم والدواجن، بما في ذلك الذبائح ومياه تبريد الدواجن، بتركيز 5 إلى 50 ppm من الكلور الحر المتاح حسب المنتج1.
في مساكن الحيوانات، عطّل الماء المحلل كهربائيًا الحمضي قليلًا بتركيز 250 mg/L من الكلور المتاح ودرجة حموضة 6.19 جميع البكتيريا والفطريات في عينات الغبار والروث والريش والعلف المأخوذة من حظيرة دجاج بياض، وتفوّق على محاليل كلوريد البنزالكونيوم والبوفيدون اليودي5. كما خفّض الميكروبات بشكل ملحوظ على الأرضيات والجدران والمعالف وأسطح أنابيب المياه، وأدى ترطيب الأسطح بماء الصنبور قبل الرش دورًا مهمًا في النتيجة5. وفي البيئات السريرية، تفيد مراجعة عام 2020 بأن HOCl بتركيز 200 ppm أزال تلوث الأسطح الحاملة للفيروسات النوروية وغيرها من الفيروسات المعوية خلال زمن تلامس قدره 1 دقيقة4.
| بيئة الاستخدام | الاستخدام | التركيز المذكور |
|---|---|---|
| الأسطح الملامسة للغذاء | محلول تطهير يُصرَّف قبل ملامسة الغذاء | حتى 200 ppm من الكلور المتاح الكلي6 |
| تصنيع اللحوم والدواجن | الذبائح والقطع ومياه التبريد والتصنيع | 5 إلى 50 ppm من الكلور الحر المتاح1 |
| حظائر الدجاج البياض | رش الأسطح والغبار والفرشة والمعدات | 250 mg/L من الكلور المتاح عند درجة حموضة 6.195 |
| الأسطح السريرية | إزالة تلوث الأسطح الصلبة | 200 ppm مع زمن تلامس قدره 1 دقيقة4 |
| نظافة اليدين | مطهر اليدين | 100 إلى 200 ppm4 |
هل يعمل رذاذ حمض الهيبوكلوروز، وما الذي يُضعفه؟
يعمل الرذاذ عندما يصل قدر كافٍ من المحلول النشط إلى السطح لمدة كافية. فزمن التلامس والتركيز هما العاملان الرئيسيان في فعاليته، كما تهم طريقة التطبيق أيضًا4. وقد خفّض التضبيب الكلور الحر المتاح بنحو 70% ورفع درجة الحموضة بنحو 1.3 في الدراسات التي تصفها مراجعة عام 2020، لذا يجب ضبط التركيز ودرجة الحموضة قبل التضبيب4.
يُستهلك HOCl بسهولة. فالبروتينات والكربوهيدرات وغيرها من المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين أو الألدهيد، والأيونات مثل النتريت والكبريتيت والحديد والنحاس، تستهلكه بسرعة وتقلل نشاطه ضد البكتيريا بشكل كبير3. وفي مصانع التصنيع، تقلل البقايا والأوساخ فعالية المطهر، لذا تحتاج المحاليل إلى مراقبة وتجديد1. نظفوا الأسطح واشطفوها أولًا، ثم اتبعوا ملصق المنتج بشأن التركيز وزمن التلامس.
ويحلله الضوء والهواء والحرارة أيضًا: فـ HOCl غير مستقر تحت الأشعة فوق البنفسجية وأشعة الشمس وعند ملامسة الهواء وفي درجات حرارة 25 °C وما فوق3.
هل حمض الهيبوكلوروز خطر على الناس أو الحيوانات أو البيئة؟
تصف المراجعة الفنية لوزارة الزراعة الأمريكية (USDA) حمض الهيبوكلوروز عند درجة حموضة 6.5 إلى 7.5 بأنه أقل خطرًا في الاستخدام من المطهرات الأخرى المحتوية على الكلور، مع كون التآكل وتهيج اليدين مخاوف أقل في حالة الماء المحلل كهربائيًا المتعادل1. ومع ذلك، تسببت مطهرات الكلور في التهاب الجلد المهني وتهيج الجلد، وقد تطلق المحاليل شديدة الحموضة غاز الكلور1.
وهو شديد السمية للحياة المائية: إذ تبلغ مستويات القلق لدى EPA المذكورة في المراجعة 0.009 ppm للافقاريات المائية و0.023 ppm لأسماك المياه العذبة1. ويتبدد الكلور الحر المتبقي في المياه المصرّفة بعمر نصف يتراوح بين 1.3 و5 ساعات، وتتحلل المحاليل المخففة أسرع تحت أشعة الشمس1. أبقوا المحلول المستخدم بعيدًا عن البرك والجداول والمصارف المؤدية إلى المياه السطحية.
من المقبول عمومًا أن محاليل HOCl المتعادلة والقريبة من التعادل لا تكوّن ثلاثيات الهالوميثان وأحماض الهالوأسيتيك، لكن HOCl عند درجة حموضة منخفضة وتركيز مرتفع قد يتحلل إلى أنواع مهلجنة منها الكلورات وثلاثيات الهالوميثان1.
أهم الخلاصات
- حمض الهيبوكلوروز (HOCl) هو الشكل النشط القاتل للجراثيم من الكلور في المحلول، وتبلغ قيمة pKa له 7.53.
- يُحضَّر معظم HOCl المستخدم في التطهير في الموقع بالتحليل الكهربائي للماء المالح.
- يعمل على أفضل وجه عند درجة حموضة حمضية قليلًا إلى متعادلة وعلى الأسطح المنظفة مسبقًا، لأن المادة العضوية تستهلكه.
- الحد الأقصى لمحاليل تطهير الأسطح الملامسة للغذاء هو 200 ppm من الكلور المتاح الكلي.
- خزّنوه في مكان بارد ومظلم، وأبقوا المحلول المستخدم بعيدًا عن المياه السطحية.
المراجع
- Hypochlorous Acid, Handling: Technical Evaluation Report
- Mechanisms of Actions of Sodium Hypochlorite in Cleaning and Disinfection Processes
- Stability of Weakly Acidic Hypochlorous Acid Solution with Microbicidal Activity
- Hypochlorous Acid: A Review
- Application of slightly acidic electrolyzed water for inactivating microbes in a layer breeding house
- 40 CFR 180.940 Tolerance exemptions for active and inert ingredients for use in antimicrobial formulations (Food-contact surface sanitizing solutions)
الأسئلة الشائعة
هل حمض الهيبوكلوروز هو نفسه المبيض؟
لا، لكنهما مرتبطان ارتباطًا وثيقًا. فعندما تذوب أملاح الهيبوكلوريت مثل هيبوكلوريت الصوديوم في الماء، تكوّن حمض الهيبوكلوروز في توازن مع أيون الهيبوكلوريت1. وHOCl هو الشكل المبيد للجراثيم الرئيسي، وأيون الهيبوكلوريت هو شكل التنظيف الرئيسي، ودرجة الحموضة تحدد أيهما يغلب2. وتُحضَّر محاليل HOCl المحللة كهربائيًا عند درجة حموضة حمضية إلى متعادلة، حيث يكون HOCl النوع السائد1.
كم يدوم حمض الهيبوكلوروز بعد تحضيره؟
هل يُستخدم حمض الهيبوكلوروز على الجلد والعينين؟
نعم، إلى جانب تطهير الأسطح. فقد خفّض محلول ملحي لنظافة الجفون يحتوي على 100 ppm من HOCl الحمل العنقودي على الجلد حول العين بأكثر من 99% في غضون 20 دقيقة، ويُستخدم HOCl بتركيز 100 إلى 200 ppm في مطهرات اليدين4. استخدموا أي منتج HOCl فقط للغرض المذكور على ملصقه.
هل يترك حمض الهيبوكلوروز بقايا على الطعام؟
عند نحو 200 ppm وما فوق، وُجد أن الكلور من HOCl يرتبط بمستويات منخفضة بالدهون والبروتينات والكربوهيدرات في اللحوم والدواجن والأسماك المغمورة1. وبالنسبة للأسطح الملامسة للغذاء، تحدد القواعد الفيدرالية الحد الأقصى للمحلول الجاهز للاستخدام بـ 200 ppm من الكلور المتاح الكلي، وتشترط التصريف الكافي قبل ملامسة الغذاء6.