نقش آب ژاول به عنوان ضدعفونی کننده و سفیدکننده

مقدمه

هیپوکلریت سدیم که معمولاً با نام ‌های آب ژاول یا وایتکس شناخته می ‌شود، یک ماده شیمیایی پرکاربرد است که به خاطر خواص گندزدایی قوی و قابلیت سفیدکنندگی مؤثر خود شناخته می ‌شود. با کاربردهای فراوان خود، آب ژاول برای اغلب مردم محصولی آشنا هستند. این ترکیب به یکی از ملزومات دائمی در خانه‌ ها و یک ابزار همه کاره در صنایع تبدیل شده است که برای حفظ بهداشت، کشتن میکرو ارگانیسم های مضر و از بین بردن لکه های سرسخت به کار می‌ رود. محلول‌ های سفیدکننده ارزان قیمت و استفاده از آن‌ ها آسان بوده و قدرت بسیار بالایی دارند و این ویژگی ‌ها آن‌ ها را به گزینه ‌ای ضروری در کاربردهای مرتبط با بهداشت و درمان، تصفیه آب، نظافت و شست ‌و شوی البسه تبدیل کرده است. در ادامه مروری جامع بر نحوه عملکرد هیپوکلریت سدیم و نقش های گوناگون آن به عنوان یک ماده گندزدا و سفیدکننده ارائه شده است.

آشنایی با هیپوکلریت سدیم: ترکیب شیمیایی و ویژگی ها

هیپوکلریت سدیم با فرمول شیمیایی NaClO یک نمک معدنی است که از کاتیون سدیم و آنیون هیپوکلریت تشکیل شده است. در عمل این ماده معمولاً به صورت محلولی شفاف با رنگ زرد کمرنگ و بوی تند شبیه کلر مشاهده می ‌شود. سفیدکننده ‌های خانگی حاوی کلر معمولاً محلول ۵٪ تا ۶٪ هیپوکلریت سدیم در آب هستند که اغلب با مقدار کمی سدیم هیدروکسید پایدار شده‌اند تا pH محلول قلیایی بماند. در فرمولاسیون های صنعتی قوی ‌تر، غلظت هیپوکلریت می ‌تواند از حدود ۱۰٪ تا نزدیک به ۱۵٪ باشد. این ماده به شدت واکنش پذیر است زیرا یک عامل اکسید کننده قوی محسوب می ‌شود. محلول هیپوکلریت سدیم به راحتی تجزیه می ‌شود و به خصوص هنگام گرم شدن یا تماس با اسیدها یا نور خورشید، گاز کلر آزاد می‌ کند. به همین دلیل محلول ‌های وایتکس باید در ظروف دربسته و مات و در جای خنک نگهداری شوند. قدرت اکسیدکنندگی هیپوکلریت سدیم اساس عملکرد گندزدایی آن و نیز توانایی اش در سفید کردن و از بین بردن رنگدانه ها است.

کاربرد تاریخی آب ژاول به عنوان گندزدا و سفیدکننده

سابقه استفاده از هیپوکلریت سدیم به بیش از دو قرن پیش باز می‌ گردد. در اواخر قرن هجدهم شیمیدان فرانسوی کلود برتوله برای اولین بار یک محلول مایع هیپوکلریت تولید کرد (که به نام آب ژاول معروف شد) و ابتدا از آن برای سفید کردن پارچه‌ ها استفاده شد. توانایی چشمگیر این محلول در از بین بردن رنگ الیاف، آن را به گزینه ای محبوب برای سفید کردن پنبه و سایر منسوجات تبدیل کرد. تا اوایل قرن نوزدهم دانشمندانی مانند آنتوان لاباراک دریافتند که محلول های هیپوکلریت خواص گندزدایی هم دارند. این محلول ‌ها می‌ توانستند بوی تعفن فاضلاب و اجساد را از بین ببرند، که نشانه ای اولیه از قابلیت میکروب کشی آن بود. به زودی وایتکس به ابزاری حیاتی برای کنترل عفونت تبدیل شد. به عنوان مثال در سال ۱۸۴۷ یک پزشک در بیمارستانی در وین استفاده از محلول های حاوی کلر را در بخش زنان و زایمان آغاز کرد تا جلوی شیوع تب زایمان را بگیرد. طی قرن نوزدهم و بیستم محلول های هیپوکلریت سدیم برای ضدعفونی زخم ها (مانند محلول داکین در جنگ جهانی اول)، گندزدایی آب آشامیدنی جهت پیشگیری از بیماری هایی مانند وبا و حصبه و تمیز کردن محیط بیمارستان ها به کار گرفته شدند. امروزه وایتکس همچنان یکی از قابل اعتمادترین و پرمصرف ترین مواد ضدعفونی کننده و سفیدکننده در سراسر جهان است.

مکانیسم ضدعفونی هیپوکلریت سدیم

قدرت گندزدایی وایتکس ناشی از واکنش های شیمیایی است که هنگام رقیق شدن آن در آب رخ می‌دهد. در آب، هیپوکلریت سدیم اسید هیپوکلروس (HOCl) تولید می‌کند که خود یک گندزدای حتی قوی تر است. اسید هیپوکلروس وارد سلول های میکروبی می‌شود و اجزای ضروری آن‌ها مانند پروتئین ها، آنزیم ها و اسیدهای نوکلئیک را اکسید می‌ کند. این فرایند اکسیداسیون عملاً ساختار سلول را می سوزاند و مرگ سریع سلول را به دنبال دارد. این فرآیند غیر اختصاصی است، به این معنی که همزمان بخش های متعددی از یک میکروب را مورد حمله قرار می ‌دهد؛ در نتیجه میکروارگانیسم ها نمی ‌توانند به راحتی در برابر آن مقاومت پیدا کنند. عملکرد اکسیدکنندگی وایتکس می ‌تواند غشاهای لیپیدی باکتری ها و ویروس ها را تخریب کرده، دیواره سلولی قارچ ها را نابود کند و پروتئین های میکروبی را دناتوره نماید و پاتوژن ها را بی خطر سازد. همین ویژگی واکنش پذیر است که وایتکس را تبدیل به لکه بر قدرتمندی نیز کرده است: این ماده پیوندهای شیمیایی ترکیبات رنگی را می ‌شکند. البته این بدان معناست که باید با احتیاط از وایتکس استفاده شود، زیرا همین خاصیت مخرب می ‌تواند در صورت استفاده نادرست به بافت های زنده آسیب بزند.

اثربخشی ضدمیکروبی گسترده وایتکس

یکی از دلایلی که هیپوکلریت سدیم به عنوان یک گندزدا بسیار ارزشمند است، اثربخشی وسیع الطیف آن می ‌باشد. سفیدکننده ‌های کلردار برای طیف گسترده ای از میکروب های مضر کشنده هستند، از جمله باکتری های متداول (مانند اشرشیا کولی، استافیلوکوک و سالمونلا)، ویروس ها مثل آنفولانزا، HIV و نوروویروس و قارچ ها (کپک ها و مخمرها). حتی جانداران مقاومی که در برابر بسیاری از مواد ضدعفونی دیگر مقاومت نشان می ‌دهند مانند مایکوباکتریوم توبرکلوزیس (عامل بیماری سل) و هاگ های باکتریایی (مثلاً هاگ های کلستریدیوم دیفیسیل) نیز با محلول های کافی قوی وایتکس و زمان تماس مناسب از بین می‌ روند. در مراکز بهداشتی درمانی اغلب از محلول های ۰٫۵٪ (رقیق شده ۱ به ۱۰ وایتکس معمولی خانگی) استفاده می ‌شود تا هاگ ها و ویروس های سرسخت را غیرفعال کنند. البته هیچ گندزدایی به طور مطلق کامل نیست. برخی کیست های انگلی مانند کریپتوسپوریدیوم در آب آشامیدنی تنها تا حد کمی تحت تأثیر سفیدکننده کلردار قرار می‌گیرند و نیاز به روش های جایگزین مانند تصفیه با فیلتر یا جوشاندن دارند. در همین راستا بسیاری از صنایع و مصرف‌ کنندگان به دنبال محصولاتی مطمئن برای ضدعفونی هستند و به همین دلیل خرید آب ژاول کیمیا کلر کبودان ارومیه فله به عنوان یک انتخاب اقتصادی و در عین حال مؤثر مطرح می‌ شود. این محصول به دلیل غلظت استاندارد و توانایی از بین بردن بیشتر عوامل بیماری‌ زا، در شرایط صنعتی و خانگی جایگاه ویژه‌ ای پیدا کرده است. با این حال برای اکثر قریب به اتفاق عوامل بیماری زای عفونی که سلامت عمومی را تهدید می‌کنند، هیپوکلریت سدیم یک روش سریع و مطمئن برای گندزدایی فراهم می‌کند. همچنان توسط سازمان های بهداشتی در سراسر جهان توصیه می ‌شود که برای کنترل شیوع بیماری های عفونی از آن استفاده شود، از ضدعفونی سطوح در فصل آنفولانزا گرفته تا گندزدایی مایعات آلوده در آزمایشگاه ها.

تمیزکاری و ضدعفونی سطوح در خانه

در خانه ها محلول های معمولی وایتکس نقش عمده ای در پاکسازی و ضدعفونی سطوح ایفا می ‌کنند. آشپزخانه ها، سرویس های بهداشتی، کف پوش ها و نقاطی که زیاد لمس می‌ شوند می‌ توانند محل تجمع باکتری ها و ویروس های بیماری زا باشند. استفاده از محلول رقیق شده وایتکس برای تی کشیدن کف یا پاک کردن میزهای پیشخان، روشی موثر برای کشتن میکروب ها و حفظ محیط بهداشتی است. به عنوان مثال یک دستورالعمل رایج توصیه می ‌کند حدود ۴ قاشق چای خوری وایتکس خانگی در هر لیتر آب (معادل تقریباً ۲۰ میلی لیتر در هر لیتر) استفاده شود تا یک محلول گندزدای عمومی برای سطوح تهیه گردد. این محلول می‌ تواند میکروب های روی تخته های خرد کردن، سینک ها، دستگیره درها و سایر سطوح را ظرف چند دقیقه غیرفعال کند. همچنین صاحبان خانه از وایتکس برای زدودن لکه های کپک و قارچ از کاشی ها یا دیوارهای حمام استفاده می ‌کنند، زیرا اثر سفیدکنندگی آن می‌ تواند رنگ بندکشی یا درزگیرهای تغییر رنگ داده را بازیابی کند، در حالی که خاصیت ضدعفونی کننده وایتکس هاگ های کپک را می‌ کشد و مانع رشد دوباره آن می ‌شود. هنگام نظافت با وایتکس، اطمینان از تهویه مناسب به دلیل بخارات قوی آن و پوشیدن دستکش برای محافظت از پوست مهم است. وایتکس ماده ای بسیار واکنش پذیر است؛ هرگز نباید با سایر شوینده ها مانند آمونیاک یا سرکه مخلوط شود، زیرا ترکیب آنها گازهای سمی تولید می‌ کند. با استفاده صحیح، وایتکس یک پاک کننده خانگی ارزان و نیرومند است که هم سطوح را ضدعفونی می ‌کند و هم سفید.

کاربرد هیپوکلریت سدیم در مراقبت های بهداشتی و محیط های پزشکی

بیمارستان ها و مراکز پزشکی برای کنترل عفونت های سختگیرانه به هیپوکلریت سدیم وابسته ‌اند. محلول های وایتکس به طور معمول برای ضدعفونی سطوح محیطی در اتاق های عمل، اتاق های بیماران و آزمایشگاه ها استفاده می ‌شوند، به ویژه در جاهایی که احتمال حضور میکروب های مقاوم وجود دارد. برخلاف برخی ضدعفونی کننده های ملایم تر، وایتکس می ‌تواند پاتوژن های مقاومی مانند MRSA (استافیلوکوک اورئوس مقاوم به متی سیلین) و نوروویروس را که در محیط های درمانی پخش می ‌شوند ریشه کن کند. محلول رقیق ۱:۱۰ وایتکس اغلب برای تمیز کردن و ضدعفونی ریختگی های خون یا مایعات بدن به کار می ‌رود، زیرا ویروس های منتقله از خون مانند HIV و هپاتیت را به طور موثری نابود می ‌کند. در آزمایشگاه ها وایتکس به پسماند زیستی مایع (مثل کشت های باکتریایی یا نمونه های ویروسی) اضافه می ‌شود تا پیش از دورریزی آنها را غیرفعال کند. علاوه بر این برخی ابزارهای پزشکی که در برابر خورندگی مقاومند (برای مثال قطعات دستگاه دیالیز یا تجهیزات غیر فلزی) را می ‌توان با وایتکس ضدعفونی کرد. به لحاظ تاریخی محلول رقیق شده هیپوکلریت سدیم (که در صورت بافر شدن به محلول داکین معروف است) حتی برای شستشوی زخم ها در جنگ جهانی اول به منظور جلوگیری از عفونت استفاده می ‌شد. امروزه مراقبت از زخم به مواد ضدعفونی کننده ملایم تر روی آورده است، اما حمام های رقیق وایتکس گاهی برای بیماران مبتلا به اگزمای مزمن یا دارای کلونیزاسیون MRSA روی پوست تحت نظر پزشک تجویز می ‌شود.

استفاده از وایتکس برای تصفیه آب و ضدعفونی استخرها

هیپوکلریت سدیم نقشی حیاتی در ایمن سازی آب برای آشامیدن و تفریحات آبی دارد. تاسیسات تصفیه آب شهری معمولاً از گندزداهای مبتنی بر کلر (از جمله محلول هیپوکلریت سدیم مایع یا گاز کلر) برای نابود کردن پاتوژن های منتقله از آب استفاده می ‌کنند. وایتکس به سرعت ارگانیسم های خطرناکی مانند ویبریو کلرا (عامل وبا) و سالمونلا تیفی (عامل تب تیفوئید) را در منابع آب می‌ کشد، بیماری هایی که پیش از ورود کلرزنی جان بسیاری را می ‌گرفتند. حتی در جوامع کوچک یا شرایط اضطراری می ‌توان از وایتکس معمولی خانگی برای تصفیه آب استفاده کرد: اضافه کردن چند قطره وایتکس به یک لیتر آب زلال و قرار دادن آن به مدت ۳۰ دقیقه می ‌تواند اکثر میکروب های مضر را خنثی کند و آب را قابل شرب نماید. در استخرهای شنا به طور منظم از هیپوکلریت سدیم یا هیپوکلریت کلسیم (یک ترکیب جامد آزاد کننده کلر) برای کنترل جلبک و از بین بردن باکتری ها و ویروس های آب استفاده می ‌شود. گردانندگان استخر یک میزان کلر آزاد (معمولاً چند قسمت در میلیون) را نگه می‌ دارند تا آب در حین گردش به طور مداوم ضدعفونی شود. از آنجا که هیپوکلریت pH آب را کمی بالا می ‌برد، نگهداری استخر اغلب شامل تعدیل pH برای بهینه سازی کارایی ضدعفونی است. هم در آب آشامیدنی و هم در استخرها، باقی مانده کلر مهم است زیرا محافظت مداومی در برابر آلودگی فراهم می ‌کند. استفاده از وایتکس در بهداشت آب سنگ بنای بهداشت عمومی بوده و عملاً اپیدمی های ناشی از آب را در مناطقی که آب تصفیه شده دارند ریشه کن کرده است. قدرت هیپوکلریت سدیم چنان است که حتی غلظت های بسیار پایین آن (در حد چند میلی گرم در لیتر) می ‌تواند آب را برای مصرف انسان ایمن سازد.

سفید کردن لباس ها و لکه بری با وایتکس

شاید شناخته شده ترین کاربرد هیپوکلریت سدیم، استفاده به عنوان عامل سفیدکننده در شستشوی لباس باشد. وایتکس می ‌تواند لباس های کدر و چرک مرده را از طریق تجزیه شیمیایی ترکیباتی که باعث لکه و تغییر رنگ شده اند، به سفید درخشان تبدیل کند. بسیاری از لکه های رایج روی پارچه ها (مانند لکه های قهوه، چای, شراب یا چمن) مولکول های آلی دارای کروموفور هستند ساختارهایی که به آن ها رنگ می ‌دهند. عملکرد اکسیدکنندگی وایتکس این کروموفورها را مورد حمله قرار می ‌دهد و ساختارشان را تغییر می ‌دهد تا دیگر رنگ را منعکس نکنند و عملاً لکه نامرئی شود. برای مثال یک پیراهن نخی سفید که سس گوجه فرنگی روی آن ریخته، با شستشو با وایتکس دوباره تمیز می ‌شود، زیرا ترکیبات رنگی موجود در سس طی فرآیند اکسیداسیون به مواد بی رنگ تبدیل می ‌شوند. معمولاً مایع سفیدکننده را به شکل رقیق همراه با شوینده به ماشین لباسشویی اضافه می‌ کنند تا قدرت پاک کنندگی را افزایش دهد. هیپوکلریت سدیم در از بین بردن زردی و لکه ها از روی ملحفه های سفید، حوله ها و لباس های نخی بسیار موثر است. البته اگر به شکل نادرست استفاده شود، می‌ تواند به بافت پارچه نیز آسیب بزند: الیاف پروتئینی مانند پشم یا ابریشم در تماس با وایتکس آسیب می ‌بینند و حتی پنبه هم اگر مدت طولانی یا با غلظت بیش از حد در معرض آن قرار گیرد، ضعیف می‌ شود. البسه رنگی نیز در تماس با وایتکس رنگ خود را از دست می ‌دهند و به همین دلیل برای آن ها از سفیدکننده های مطمئن برای رنگ (معمولاً مبتنی بر اکسیژن مثل پراکسید هیدروژن) استفاده می ‌شود. برای جلوگیری از هرگونه آسیب، هنگام استفاده از وایتکس در لباس شویی باید همیشه برچسب مراقبت لباس بررسی شده و شاید تست نقطه ای روی بخش کوچکی انجام شود. در صورت استفاده صحیح هیپوکلریت سدیم همچنان بهترین راه حل برای دستیابی به سفیدی درخشان و زدودن لکه های سرسخت لباس ها است.

سفید کردن صنعتی منسوجات و کاغذ

فراتر از شستشوی خانگی، هیپوکلریت سدیم کاربردهای صنعتی قابل توجهی به عنوان ماده سفیدکننده دارد. در صنعت نساجی، پارچه های تازه بافته اغلب به دلیل رنگدانه های موجود در الیاف طبیعی دارای ته رنگ خامه ای یا قهوه ای هستند. سفید کردن این پارچه ها با هیپوکلریت یک مرحله رایج است تا این رنگدانه ها تخریب شوند و پارچه سفید درخشانی که برای محصول نهایی یا به عنوان پایه ای قبل از رنگرزی نیاز است حاصل گردد. صنعت نساجی مدت ها از حمام های هیپوکلریت برای سفید کردن پنبه، کتان و سایر مواد استفاده کرده است، هرچند امروزه در عملیات مدرن گاهی اوقات اکسیدکننده های دیگر یا آنزیم ها را ترجیح می‌ دهند تا آسیب به الیاف به حداقل برسد. صنعت خمیر کاغذ و کاغذسازی نیز در گذشته برای سفید کردن خمیر چوب جهت تولید کاغذ سفید به سفیدکننده های حاوی کلر (از جمله هیپوکلریت سدیم) متکی بود. هرچند کلر عنصری و سفیدکننده هیپوکلریت در حذف لیگنین (جزئی که موجب رنگ زرد در کاغذ است) موثر هستند، اما می ‌توانند محصولات جانبی آلی کلردار تولید کنند. مقررات زیست محیطی کارخانه های کاغذ را واداشته است به سمت استفاده از دی اکسید کلر و سفیدکننده های بر پایه اکسیژن که محصولات جانبی سمی کمتری تولید می ‌کنند حرکت کنند. با این وجود هیپوکلریت سدیم هنوز هم در مراحل خاصی از فرآوری خمیر کاغذ و بازیافت کاغذ استفاده می ‌شود که به زدودن جوهر و روشن تر کردن الیاف بازیافتی کمک می‌ کند. صنایع دیگر نیز برای قابلیت سفیدکنندگی وایتکس را به کار می‌گیرند برای مثال در سفید کردن آرد (البته عوامل دیگر رایج ترند) و در فرآیندهای تمیزکاری که نیاز به لکه بری دارند. در هر محیط صنعتی، نظارت دقیق لازم است تا انتشار پساب های حاوی کلر مدیریت شود. در صورت استفاده صحیح، هیپوکلریت سدیم همچنان یک ماده مقرون به صرفه برای سفید کردن در مقیاس بزرگ مواد است.

محدودیت های وایتکس و ضدعفونی کننده های جایگزین

هیچ محصولی کامل نیست و وایتکس هم محدودیت های خود را دارد. یکی از اشکالات مهم آن خاصیت خورندگی اش است. وایتکس می ‌تواند به بسیاری از مواد آسیب برساند یا رنگ آن ها را از بین ببرد. این ماده برخی فلزات را زنگ می ‌زند، الیاف نایلون یا پشم را متلاشی می‌ کند و رنگ فرش یا پارچه هایی را که برای سفید شدن در نظر گرفته نشده اند پاک می ‌کند. این امر آن را برای برخی کارهای تمیزکاری که نیاز به ملایمت بیشتری دارند نامناسب می ‌سازد. همچنین اگر سطحی با مواد آلی به شدت آلوده باشد، وایتکس اثربخشی کمتری دارد؛ چرک، چربی یا مایعات بدن می‌ توانند کلر فعال وایتکس را مصرف کرده و قابلیت ضدعفونی آن را کاهش دهند. به همین دلیل معمولاً توصیه می ‌شود پیش از استفاده از محلول وایتکس برای ضدعفونی، سطح را ابتدا با صابون و آب تمیز کنید. محدودیت دیگر بوی تند و امکان ایجاد تحریک سلامت است؛ برخی افراد نمی ‌توانند بخارات وایتکس را تحمل کنند یا ممکن است به آن حساسیت داشته باشند. همچنین بعضی عوامل بیماری زا هم هست که وایتکس به طور قابل اعتمادی آن‌ ها را از بین نمی‌ برد (مانند کیست های انگلی که پیش تر اشاره شد) و وایتکس روی پریون ها (عامل بیماری هایی مانند جنون گاوی) اثری ندارد. نهایتاً از دید عملی وایتکس عمر مفید محدودی دارد به تدریج قدرت خود را از دست می‌ دهد، یعنی وایتکس قدیمی شاید دیگر به اندازه کافی موثر نباشد. به دلیل این محدودیت ها و چون برخی شرایط رویکردهای متفاوتی می ‌طلبند، تعدادی ضدعفونی کننده و سفیدکننده جایگزین به جای یا در کنار هیپوکلریت سدیم به کار می‌ روند. در واقع تفاوت بین آب ژاول با سایر عوامل سفیدکننده ها همین‌ جاست که مشخص می‌ شود؛ هرکدام از این مواد بسته به شرایط، اثربخشی، مزایا و معایب خاص خود را دارند. در جدول زیر مقایسه‌ ای بین هیپوکلریت سدیم (وایتکس کلردار) و چند گندزدای رایج جایگزین ارائه شده است که اثربخشی، مزایا، معایب و موارد استفاده معمول آن‌ ها را نشان می‌ دهد.: