כלוריט וכלורט במי שתייה – היווצרות, השפעות בריאותיות ותקינה
סקירה מדעית של שני תוצרי לוואי אי־אורגניים של חיטוי מים, מקורותיהם, השפעת אחסון חומרי חיטוי, דרכי מדידה, ערכי תקינה וטכנולוגיות הפחתה.
כלוריט (Chlorite, ClO₂⁻) וכלורט (Chlorate, ClO₃⁻) הם יונים אי־אורגניים העשויים להופיע במי שתייה כתוצאה מתהליכי חיטוי ומתגובות של חומרי חיטוי במהלך ייצורם, אחסונם והשימוש בהם.
למרות הדמיון בשמותיהם, כלוריט וכלורט הם חומרים שונים. הם נבדלים במבנה הכימי, במקורות ההיווצרות, בתגובתיות ובהשפעות הבריאותיות שנחקרו. שניהם שונים גם מכלור חופשי, מכלור דו־חמצני ומפרכלורט.
כלוריט נוצר בעיקר מתגובות של כלור דו־חמצני במים. כלורט עשוי להיווצר גם מפירוק תמיסות היפוכלוריט במהלך אחסון, ולכן נוכחותו אינה מוגבלת למערכות המשתמשות בכלור דו־חמצני. הדרך המרכזית לצמצום החשיפה היא בקרת איכות חומרי החיטוי ותנאי תהליך הטיפול במים.
כלוריט וכלורט – מבנה ותכונות כימיות
יון כלוריט מכיל אטום כלור ושני אטומי חמצן. מצב החמצון של הכלור בו הוא +3. יון כלורט מכיל אטום כלור ושלושה אטומי חמצן, ומצב החמצון של הכלור בו הוא +5.
בטווחי pH מקובלים של מי שתייה, שניהם נמצאים בצורתם היונית. הם מסיסים במים ואינם נדיפים בתנאים רגילים. תכונות אלה מסבירות מדוע אין לצפות להסרתם באמצעות אוורור.
הבדלים בין תרכובות כלור נפוצות
| חומר | נוסחה | מצב חמצון | משמעות |
|---|---|---|---|
| כלוריד | Cl⁻ | −1 | יון נפוץ במים ובמלחים |
| כלור מולקולרי | Cl₂ | 0 | חומר חיטוי מחמצן |
| היפוכלוריט | OCl⁻ | +1 | חומר פעיל בתמיסות חיטוי |
| כלוריט | ClO₂⁻ | +3 | תוצר לוואי של חיטוי |
| כלור דו־חמצני | ClO₂ | +4 | חומר חיטוי נפרד |
| כלורט | ClO₃⁻ | +5 | תוצר לוואי של חיטוי ופירוק היפוכלוריט |
| פרכלורט | ClO₄⁻ | +7 | יון נפרד בעל פרופיל רעילות שונה |
דמיון בשם או בהרכב היסודות אינו מעיד על התנהגות זהה. למשל, כלור דו־חמצני הוא חומר חיטוי ואילו כלוריט הוא אחד מתוצרי התגובות שלו במים.
היווצרות כלוריט בחיטוי בכלור דו־חמצני
כלור דו־חמצני (ClO₂) משמש לחיטוי ולחמצון במערכות טיפול במים. הוא מגיב עם חומרים שונים באמצעות העברת אלקטרונים, ובתהליכים אלה חלק ממנו מומר לכלוריט.
מידת ההמרה תלויה במינון, בהרכב החומרים במים, בטמפרטורה ובמשך התגובה. בחלק ממערכות הטיפול חלק ניכר ממינון הכלור הדו־חמצני עשוי להפוך לכלוריט.
התגובה יכולה להימשך גם ברשת החלוקה אם נשאר חומר חיטוי פעיל. לכן דגימה ביציאה ממתקן טיפול אינה מתארת בהכרח את הריכוז בנקודת צריכה מרוחקת.
הגורמים המשפיעים על ריכוז כלוריט
- מינון כלור דו־חמצני: משפיע על כמות החומר הזמינה לתגובה.
- חומר אורגני טבעי: יכול להשתתף בתגובות שבהן נוצר כלוריט.
- זמן מגע: מאפשר המשך תגובות והמרה.
- טמפרטורה: עשויה להשפיע על קצב התגובה.
- pH: משפיע על חלק ממסלולי התגובה ועל יציבות חומר החיטוי.
היווצרות כלורט מתמיסות היפוכלוריט
אחד ממקורות הכלורט החשובים הוא פירוק של תמיסות נתרן היפוכלוריט (Sodium Hypochlorite – NaOCl).
תמיסות היפוכלוריט אינן יציבות לחלוטין לאורך זמן. במהלך אחסון, חלק מהחומר הפעיל עשוי לעבור תגובות היוצרות כלורט וכלוריד.
תגובה כוללת אפשרית מתוארת כך:
זו תגובת סיכום של תהליך כימי הכולל שלבים שונים. המשמעות המעשית היא שירידה בכמות החומר הפעיל בתמיסת חיטוי מאוחסנת עשויה להיות מלווה בהצטברות תוצרי פירוק כגון כלורט.
תנאי אחסון המשפיעים על היווצרות כלורט
| גורם | משמעות |
|---|---|
| טמפרטורה גבוהה | עלולה להאיץ פירוק של היפוכלוריט |
| משך אחסון ארוך | מאפשר הצטברות של תוצרי פירוק |
| ריכוז תמיסה גבוה | עשוי להגביר את קצב ההיווצרות |
| חשיפה לאור | עשויה להאיץ תהליכי פירוק |
| זיהומים מתכתיים | עשויים לזרז תגובות מסוימות |
| pH של התמיסה | משפיע על יציבות ההיפוכלוריט |
מערכת המחטאת מים באמצעות נתרן היפוכלוריט עשויה להכניס למים כלורט שהצטבר בתמיסת החיטוי עוד לפני הוספתה למים. לכן אופן האחסון ואיכות חומר החיטוי חשובים לא פחות מבחירת שיטת החיטוי.
מקורות נוספים לכלורט
כלורט עשוי להיווצר גם בתהליכים אלקטרוכימיים לייצור חומרי חיטוי, בתגובות שבהן כלוריט מתחמצן, ובתנאים מסוימים במהלך שימוש בכלור דו־חמצני.
לכן אין דרך אחת המייצגת את כל מקורות הכלורט במי שתייה. זיהוי מקור הזיהום מחייב היכרות עם תהליך הטיפול ואיכות חומרי הגלם.
כלוריט וכלורט במי שתייה בישראל
מערכות המים בישראל כוללות מקורות שונים, מתקני טיפול, מאגרי מים ורשתות חלוקה. ריכוזי הכלוריט והכלורט עשויים להיות מושפעים מסוג החיטוי, ממשך אחסון חומרי החיטוי ומתנאי הטיפול והאספקה.
תקנות בריאות העם משנת 2013 כוללות בקרה על תוצרי לוואי של חיטוי, ובפרט כלוריט וכלורט הקשורים לשימוש בכלור דו־חמצני.
במערכת הניטור של משרד הבריאות אפשר למצוא נתונים על מדידות שבוצעו בנקודות אספקה שונות. עם זאת, לא נמצא בארבעת המחקרים בסיס מספק להצגת ממוצע ארצי עדכני ומייצג של שני החומרים בנפרד.
היעדר ממוצע ארצי מאומת אינו מעיד שאין ניטור בישראל ואינו מוכיח שריכוזי החומרים נמוכים או גבוהים. אין להכליל תוצאה של דגימה אחת על כלל מערכות המים.
חשיפה לכלוריט ולכלורט
מכיוון שכלוריט וכלורט הם יונים מסיסים שאינם נדיפים, החשיפה הרלוונטית ביותר דרך מי השתייה היא בליעה.
חשיפה לכלורט עשויה להתקיים גם ממזון וממקורות נוספים. לכן הערכת החשיפה הכוללת אינה בהכרח מסתכמת בכמות המתקבלת משתיית מים.
בניגוד לחומרים אורגניים נדיפים, אין לצפות שחשיפה באמצעות שאיפת אדים במקלחת תהיה המסלול המרכזי לשני יונים אלה.
השפעות בריאותיות של כלוריט
מחקרים ניסויים מצאו כי חשיפה לכלוריט במינונים מסוימים עשויה להשפיע על תאי דם אדומים, על מנגנוני עקה חמצונית ועל תהליכים ביולוגיים נוספים.
במחקרי בעלי חיים נמצאו גם ממצאים הנוגעים להתפתחות ולמערכות פיזיולוגיות שונות. עם זאת, לא כל ממצא במינון ניסויי גבוה מעיד על השפעה דומה בריכוזי מי שתייה.
תאי דם אדומים ועקה חמצונית
חומרים מחמצנים יכולים להשפיע על ההמוגלובין ועל קרומי התאים. בחלק ממחקרי הכלוריט נצפו שינויים במדדים המטולוגיים, בעיקר ברמות חשיפה מוגברות.
מחקרי מתנדבים קצרי טווח לא זיהו בהכרח שינויים במדדים שנבדקו במינונים שניתנו, אך מחקרים אלה מוגבלים בהיקפם ובמשך החשיפה.
השפעות התפתחותיות
מחקרים בבעלי חיים בחנו השפעות אפשריות של כלוריט על גדילה ועל התפתחות עצבית. ממצאים אלה שימשו חלק מהבסיס להערכות סיכון.
אין להציגם כהוכחה שכלוריט בריכוזי מי שתייה גורם לפגיעה נוירולוגית בבני אדם.
השפעות בריאותיות של כלורט
גם לכלורט תכונות מחמצנות. חשיפה גבוהה עלולה לפגוע בתאי דם אדומים ולגרום להפרעות המטולוגיות.
במקרי הרעלה חריפה של תרכובות כלורט תוארו המוליזה, מתהמוגלובינמיה ופגיעה בכליות.
אירועים אלה מתרחשים בתנאי חשיפה שונים מאוד מחשיפה רגילה לריכוזים נמוכים של כלורט במי שתייה.
השפעות על בלוטת התריס
כלורט נחקר גם בהקשר של מערכת בלוטת התריס ומנגנונים הקשורים לקליטת יודיד.
בחלק ממחקרי בעלי החיים נמצאו השפעות על רקמת התריס לאחר חשיפה ממושכת. עם זאת, אין להניח שכלורט ופרכלורט זהים בעוצמת פעולתם או במנגנוני הרעילות שלהם.
כלורט לעומת פרכלורט
פרכלורט (ClO₄⁻) הוא יון נפרד שנחקר בהרחבה בשל יכולתו לעכב את קליטת היודיד לבלוטת התריס.
כלורט עשוי להשפיע גם הוא על תהליכים הקשורים לבלוטת התריס, אך אין להעתיק אליו באופן אוטומטי ממצאים, ערכי סיכון או מנגנוני פעולה של פרכלורט.
העובדה שחומר עלול לגרום לנזק בתנאי חשיפה מסוימים אינה מוכיחה שכל חשיפה אליו מסוכנת באותה מידה. הערכת סיכון מחייבת התייחסות למינון, למשך החשיפה ולאיכות הראיות המחקריות.
תקינה וערכי ייחוס לכלוריט ולכלורט
מדינות וגופי בריאות משתמשים בערכי ייחוס שונים. יש להבחין בין מגבלה מחייבת, ערך הנחיה והוראות החלות על שיטת חיטוי מסוימת.
| גוף | כלוריט | כלורט | הערה |
|---|---|---|---|
| ישראל | 1 מ"ג/ליטר לסכום שני החומרים | במסגרת תוצרי לוואי של חיטוי בכלור דו־חמצני | |
| WHO | 0.7 מ"ג/ליטר | 0.7 מ"ג/ליטר | ערכי הנחיה זמניים, לכל חומר בנפרד |
| US EPA | 1.0 מ"ג/ליטר | אין MCL ארצי מחייב ייעודי | מגבלה פדרלית מחייבת לכלוריט |
| האיחוד האירופי | 0.25 מ"ג/ליטר | 0.25 מ"ג/ליטר | 0.70 מ"ג/ליטר כאשר משתמשים בשיטת חיטוי היוצרת את החומר, בפרט ClO₂ |
התקינה בישראל
בתוספת החמישית לתקנות בריאות העם (איכותם התברואית של מי שתייה ומיתקני מי שתייה), התשע"ג–2013, מופיעים כלוריט וכלורט כתוצרי לוואי של חיטוי בכלור דו־חמצני.
הריכוז המרבי שנקבע הוא 1 מ"ג/ליטר, כאשר ההערה לתקנה מבהירה כי מדובר בסכום של שני הגורמים.
כאשר קיימים 0.6 מ"ג/ליטר כלוריט ו־0.3 מ"ג/ליטר כלורט, הסכום הוא 0.9 מ"ג/ליטר. כאשר קיימים 0.7 מ"ג/ליטר מכל חומר, הסכום הוא 1.4 מ"ג/ליטר. הדוגמאות ממחישות את משמעות החיבור ואינן מחליפות את כל דרישות הדיגום והבקרה החלות על ספקי מים.
הנחיות WHO
ארגון הבריאות העולמי מפרסם ערכי הנחיה זמניים של 0.7 מ"ג/ליטר לכלוריט ולכלורט בנפרד.
מעמדם הזמני קשור בין היתר לקושי לעמוד בערכים בתנאים מסוימים של חיטוי ושימוש בחומרי חיטוי מאוחסנים.
הארגון מדגיש שאין לפגוע בחיטוי יעיל של מי שתייה רק כדי לצמצם תוצרי לוואי.
מדידה ודיגום
בדיקות כלוריט וכלורט מבוצעות באמצעות שיטות מעבדה ייעודיות, לרבות כרומטוגרפיה יונית (Ion Chromatography – IC).
בשיטות אלה מפרידים בין יונים שונים בתמיסה ומודדים את ריכוזם באמצעות מערכת אנליטית מתאימה.
שיטות מדידה
- EPA Method 300.1: שיטה לכרומטוגרפיה יונית המשמשת בין היתר למדידת כלוריט וכלורט במים.
- שיטות IC מתקדמות: עשויות להשתמש בגלאים שונים ובשילוב ספקטרומטריית מסות, בהתאם למזהם ולדרישות הבדיקה.
דיגום ושימור הדגימה חייבים להתאים לשיטה שבה משתמשת המעבדה. שאריות חומרי חיטוי עשויות להמשיך להגיב לאחר נטילת הדגימה, ולכן שימור לא מתאים עלול לשנות את התוצאה.
מד TDS, מד מוליכות, מד pH ובדיקת כלור חופשי אינם מודדים את הריכוז של כלוריט או כלורט. נדרשת בדיקה אנליטית מתאימה.
מניעת היווצרות במערכות טיפול במים
אחד האמצעים החשובים להפחתת החשיפה לכלוריט ולכלורט הוא בקרת התהליכים שבהם נוצרים החומרים, לפני שהם מגיעים למי השתייה.
איכות ואחסון חומרי חיטוי
במערכות המשתמשות בהיפוכלוריט, יש חשיבות לאיכות התמיסה, למשך האחסון, לטמפרטורה ולתנאים שבהם נשמר חומר החיטוי.
אחסון ממושך בתנאים שאינם מתאימים עלול לגרום לאובדן חומר פעיל ולהצטברות תוצרי פירוק.
בקרת השימוש בכלור דו־חמצני
כאשר משתמשים בכלור דו־חמצני, נדרש איזון בין יעילות החיטוי לבין היווצרות כלוריט וכלורט.
הבקרה כוללת התאמת מינון, בדיקת תוצרי לוואי, התייחסות להרכב המים ולמשך התגובה.
אין להפחית מינון חומר חיטוי או לשנות שיטת חיטוי ללא בקרה מקצועית מתאימה. מניעת מחלות זיהומיות המועברות במים היא מרכיב חיוני באספקת מי שתייה בטוחים.
הפחתת כלוריט וכלורט לאחר היווצרותם
ניתן לבחון טכנולוגיות טיפול שונות להפחתת כלוריט וכלורט. עם זאת, ביצועי מערכת מסוימת אינם מוכיחים את יעילותן של כל המערכות מאותו סוג.
פחם פעיל
פחם פעיל עשוי להשתתף בתהליכי הפחתה של כלוריט, בין היתר באמצעות תגובות על פני שטח הפחם.
אולם יעילותו תלויה בסוג הפחם, בזמן המגע, בהרכב המים ובתנאי ההפעלה.
לגבי כלורט, פחם פעיל רגיל אינו נחשב לפתרון אמין ומוכח להסרה מלאה.
אין להסיק מיכולת מסנן להפחית כלור חופשי שהוא מפחית גם כלוריט או כלורט בשיעור ידוע.
אוסמוזה הפוכה וננופילטרציה
ממברנות אוסמוזה הפוכה (RO) וננופילטרציה (NF) עשויות להפחית ריכוזים של יונים מסוימים, ובהם כלוריט וכלורט, בהתאם לתכונות הממברנה ולתנאי הפעולה.
היעילות תלויה בין היתר בלחץ, במליחות, בהרכב המים ובמבנה המערכת השלמה.
אין בסיס להבטיח הסרה מוחלטת של שני היונים בכל מערכת RO.
חילוף יונים
כלוריט וכלורט הם אניונים, ולכן אפשר לבחון את הפחתתם באמצעות שרפים מחליפי אניונים.
עם זאת, יונים אחרים במים עשויים להתחרות על אתרי החילוף. הביצועים תלויים בסוג השרף, בהרכב המים ובתנאי התפעול.
תהליכי חיזור וטיפול ביולוגי
בתנאים תעשייתיים ומבוקרים ניתן לבחון תגובות חיזור וטכנולוגיות טיפול נוספות.
שיטות אלה אינן שקולות לשימוש בתוסף ביתי, ודורשות בקרה על התוצרים שנותרים במים לאחר הטיפול.
השפעת הרתחה וחימום
כלוריט וכלורט אינם יונים נדיפים בתנאי מי שתייה רגילים. לכן הרתחה אינה שיטה מאומתת להסרתם.
אם חלק מהמים מתאדה והיון נשאר בתמיסה, ריכוזו עשוי לעלות עקב ירידת נפח המים.
בתנאים כימיים מסוימים עשויות להתרחש גם תגובות שמשנות את הרכב החומרים. לכן אין להשתמש בהרתחה כדרך להבטיח הפחתת כלוריט או כלורט.
השוואה לתוצרי לוואי אחרים של חיטוי
| חומר | סוג | מקור אופייני | נדיפות |
|---|---|---|---|
| כלוריט | יון אי־אורגני | תגובות כלור דו־חמצני | אינו נדיף |
| כלורט | יון אי־אורגני | פירוק היפוכלוריט וכלור דו־חמצני | אינו נדיף |
| ברומט | יון אי־אורגני | חמצון ברומיד, בעיקר באוזונציה | אינו נדיף |
| THMs | תרכובות אורגניות | תגובות חומרי חיטוי עם חומר אורגני | משמעותית |
| HAAs | חומצות אורגניות | תגובות חומרי חיטוי עם חומר אורגני | נמוכה בדרך כלל |
ההבדלים הכימיים מסבירים מדוע שיטת טיפול המפחיתה קבוצה אחת של תוצרי לוואי אינה מבטיחה הפחתה דומה של קבוצות אחרות.
הבהרות נפוצות
כלוריט וכלורט אינם אותו חומר
כלוריט מכיל שני אטומי חמצן, וכלורט מכיל שלושה. הם נבדלים במצב החמצון של הכלור ובהתנהגותם הכימית.
כלוריט אינו כלור דו־חמצני
כלור דו־חמצני הוא חומר חיטוי. כלוריט עשוי להיווצר כאשר כלור דו־חמצני מגיב עם חומרים במים.
כלורט עשוי להיווצר גם ללא כלור דו־חמצני
תמיסות היפוכלוריט עשויות להכיל כלורט שנוצר במהלך ייצורן או אחסונן.
היפוכלוריט טרי וישן עשויים להיות שונים בהרכבם
תמיסות היפוכלוריט יכולות להתפרק במהלך אחסון. תנאי האחסון משפיעים על ריכוז החומר הפעיל ועל תוצרי הפירוק.
ריח כלור אינו מדד לריכוז כלורט
לא ניתן להסיק על נוכחות כלוריט או כלורט לפי ריח או טעם המים.
הרתחה אינה מבטיחה הסרת כלוריט וכלורט
שני היונים אינם נדיפים. חימום עשוי לשנות תנאים כימיים, אך אינו תחליף לטיפול מאומת.
מסנן פחם אינו מבטיח הפחתה של שני החומרים
יכולת הפחתת כלור חופשי אינה מוכיחה יכולת הפחתת כלוריט או כלורט. נדרשים נתוני ביצועים למזהם המסוים.
כלורט ופרכלורט שונים ברעילותם
לשני החומרים הרכב ומנגנוני פעולה שונים. אין להשליך באופן אוטומטי ממצאים ממחקרי פרכלורט על כלורט.
רמת הראיות המדעיות
סיכום ומסקנות
כלוריט וכלורט הם שני תוצרי לוואי אי־אורגניים בעלי חשיבות לניהול איכות מי שתייה. למרות שמותיהם הדומים, הם נוצרים במסלולים שונים ואינם בעלי פרופיל רעילות זהה.
בישראל קיים תקן סכומי לכלוריט ולכלורט במסגרת חיטוי בכלור דו־חמצני. התקן אינו תחליף להבנת הריכוזים בפועל, לתנאי הדיגום ולהערכת החשיפה.
הדרך המקצועית לצמצום החשיפה היא ניהול איכות חומרי החיטוי, מניעת הצטברות תוצרי פירוק, בקרה על תהליך הטיפול ושמירה על בטיחות מיקרוביאלית תקינה.
מקורות ומחקרים
- משרד הבריאות בישראל. תקנות בריאות העם (איכותם התברואית של מי שתייה ומיתקני מי שתייה), התשע"ג–2013. תוספת חמישית, טבלה ב׳. נוסח התקנות
- משרד הבריאות. הבטחת איכות מי השתייה – ניטור, פיקוח ודוחות איכות מים. משרד הבריאות
- World Health Organization (2022). Guidelines for Drinking-water Quality. Chlorine dioxide, chlorite and chlorate. WHO – ערכי הנחיה
- World Health Organization. Chemical Fact Sheets: Chlorine dioxide, chlorite and chlorate. מסמך WHO
- U.S. Environmental Protection Agency. National Primary Drinking Water Regulations. EPA – תקנות מי שתייה
- European Union. Directive (EU) 2020/2184. Annex I – Chlorite and Chlorate. הדירקטיבה האירופית
- Health Canada. Guidelines for Canadian Drinking Water Quality: Chlorite and Chlorate. הנחיות קנדה
- U.S. Environmental Protection Agency. EPA Method 300.1. Determination of Inorganic Anions in Drinking Water by Ion Chromatography. שיטות בדיקה של EPA
המקורות כוללים תקנות, הנחיות בריאות ומסמכי הערכת סיכונים. הממצאים ממחקרים ניסויים אינם שקולים להוכחת השפעה בריכוזי מי שתייה בבני אדם.
GALBUY Water Research | סקירת מידע מדעי לציבור | עדכון: אוקטובר 2026. המידע נועד להעשרה ואינו מהווה ייעוץ רפואי או הוראות להפעלת מערכות חיטוי וטיפול במים.
