Faktaa kloorista

Jos olet joskus ottanut reseptilääkettä, ajanut autoa tai juonut vesijohtovettä, olet todennäköisesti altistunut kloorille.

Kloorilla, alkuaineella nro 17 alkuaineiden jaksollisessa järjestelmässä, on useita sovelluksia. Sitä käytetään juomaveden sterilointiin ja uima-altaiden desinfiointiin, ja sitä käytetään useiden yleisesti käytettyjen tuotteiden, kuten paperin, tekstiilien, lääkkeiden, maalien ja muovin, erityisesti PVC:n, valmistuksessa, kertoo Royal Society of Chemistry. American Chemistry Councilin mukaan klooria käytetään myös sellaisten materiaalien kehittämisessä ja valmistuksessa, joita käytetään ajoneuvoja keventävissä tuotteissa istuintyynyistä ja istuinsuojista renkaiden koordiin ja puskureihin.

Alkuaineita käytetään myös orgaanisen kemian prosesseissa – esimerkiksi hapettimena ja vedyn korvikkeena Los Alamosin kansallisen laboratorion mukaan. Hapettimella on vahvoja desinfioivia ja valkaisevia ominaisuuksia. Vedyn korvikkeena käytettynä kloori voi tuoda monia haluttuja ominaisuuksia orgaanisiin yhdisteisiin, kuten sen desinfiointiominaisuudet tai sen kyky muodostaa hyödyllisiä yhdisteitä ja materiaaleja, kuten PVC:tä ja synteettistä kumia.

Mutta kloorilla on myös pimeä puolensa: Luonnonkaasumuodossaan se on haitallista ihmisten terveydelle. Kloori ärsyttää hengitysteitä, ja sen hengittäminen voi aiheuttaa keuhkopöhön – liiallisen nestekertymän keuhkoihin, joka voi johtaa hengitysvaikeuksiin. New Yorkin osavaltion terveysministeriön mukaan kaasu voi myös aiheuttaa silmien ja ihon ärsytystä tai jopa vakavia palovammoja ja haavaumia. Altistuminen puristetulle nestemäiselle kloorille voi johtaa ihon ja silmien paleltumiseen, virasto ilmoittaa.

Juuri faktat

• Atominumero (protonien lukumäärä ytimessä): 17
• Atomin symboli (alkuaineiden jaksollisessa järjestelmässä): Cl
• Atomipaino (atomin keskimääräinen massa): 35,453
• Tiheys: 3,214 grammaa kuutiosenttimetriä kohti
• Faasi huoneenlämmössä:
• Sulamispiste: miinus 150,7 Fahrenheit-astetta (miinus 101,5 astetta C)
• Kiehumispiste: miinus 29,27 F (miinus 34,04 C)
• Isotooppien lukumäärä (saman alkuaineen atomeja, joilla on eri määrä neutroneita): 24. Stabiilien isotooppien lukumäärä: 2
• Yleisimmät isotoopit:

Vihreänkeltaista kaasua luullaan hapeksi

Vuonna 1774 ruotsalainen farmaseutti Carl Wilhelm Scheele päästi laboratoriossaan muutaman pisaran suolahappoa mangaanidioksidipalalle, jolloin syntyi sekunneissa vihertävänkeltaista kaasua, kertoo American Chemistry Council. Kloori tunnustettiin kuitenkin alkuaineeksi vasta vuosikymmeniä myöhemmin englantilaisen kemistin Sir Humphry Davyn toimesta, ja sitä ennen ihmiset luulivat sitä hapen yhdisteeksi. Davy antoi sille nimeksi ”khloros”, joka tulee kreikan keltaruskeaa tarkoittavasta sanasta, ja vuonna 1810 hän päivitti nimen ”kloorikaasuksi” eli ”klooriksi.”

Kloori kuuluu halogeenien eli suoloja muodostavien alkuaineiden ryhmään yhdessä fluorin (F), bromin (Br), jodin (I) ja astatiinin (At) kanssa. Ne kaikki ovat jaksollisen järjestelmän toisessa sarakkeessa oikealta ryhmään 17 kuuluvassa sarakkeessa. Niiden elektronikonfiguraatiot ovat samankaltaiset, ja niiden ulkokuori sisältää seitsemän elektronia. Ne ovat erittäin reaktiivisia alkuaineita; kun ne liittyvät vetyyn, ne tuottavat happoja. Purduen yliopiston mukaan yhtäkään niistä ei esiinny luonnossa alkuaineena. Niitä esiintyy tyypillisesti suoloina mineraaleissa.

Todennäköisesti tunnetuin klooriyhdisteen muoto on natriumkloridi, joka tunnetaan myös ruokasuolana. Muita yhdisteitä ovat kaliumkloridi, jota käytetään veren alhaisen kaliumpitoisuuden ehkäisemiseen tai hoitamiseen, ja magnesiumkloridi, jota käytetään magnesiumin puutteen ehkäisemiseen tai hoitamiseen.

Yorkin yliopiston mukaan suurin osa kloorista valmistetaan natriumkloridiliuosten elektrolyysin avulla – käyttämällä sähkövirtaa kemiallisen reaktion aikaansaamiseksi. Prosessi erottaa alkuaineet toisistaan.

Kuka tiesi?

• Myrkyllisten ominaisuuksiensa vuoksi klooria käytettiin ensimmäisen maailmansodan aikana kemiallisena aseena, kertoo Royal Society of Chemistry.
• Vapaana alkuaineena eristettynä kloori on muodoltaan vihertävänkeltaista kaasua, joka on 2,5 kertaa ilmaa raskaampaa ja haisee valkaisuaineelta.
• Kloori on maapallon toiseksi runsain halogeeni ja toiseksi kevyin halogeeni fluorin jälkeen.
• Natriumkloridi (suola) on kloorin yleisin yhdiste, ja sitä esiintyy suuria määriä merissä.
• Syömässäsi broilerissa saattaa olla klooria. Yhdysvaltalaisilta tehdastiloilta tulevat kananruhot kastellaan usein kloorilla ulosteperäisen saastumisen poistamiseksi.
• Kloori tuhoaa otsonia, mikä edistää otsonikatoa. Itse asiassa yksi klooriatomi voi Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston mukaan tuhota jopa 100 000 otsonimolekyyliä ennen kuin se poistuu stratosfääristä.
• Uimahallit ovat riippuvaisia kloorista, joka auttaa pitämään ne puhtaina. American Chemistry Councilin mukaan useimpien uima-altaiden veden tulisi sisältää kahdesta neljään miljoonasosaa klooria. Ja se voimakas kloorin haju, jonka saatat haistaa uidessasi julkisessa uima-altaassa, voi itse asiassa olla osoitus siitä, että lisäklooria tarvitaan veden kemikaalien tasapainottamiseksi.

Tutkimus

Kloori on vuosien varrella herättänyt tutkijoiden keskuudessa melkoista kohua tiettyjen haitallisten vaikutusten vuoksi, joita sillä voi olla ihmisten terveyteen. Nämä vaikutukset ovat kuitenkin edelleen kiistanalaisia.

Kloori on yksi atomeista myrkyssä, jota joillakin eteläamerikkalaisilla sammakoilla on ihossaan. American Chemistry Councilin mukaan se voi halvaannuttaa tai jopa tappaa suuria eläimiä. Kolumbian trooppisen sademetsän alkuperäiskansoilla oli tapana hieroa nuoliensa kärkiä näiden ”myrkkynuolisammakoiden” ihoon. John Daly, National Institutes of Healthin tutkija, yritti eristää epibatidiiniksi kutsutun yhdisteen, mutta ei saanut ainetta tarpeeksi (sammakot ovat uhanalaisia), ja sillä, mitä hän syntetisoi, oli ei-toivottuja sivuvaikutuksia. Kemistit toivovat kuitenkin, että järjestelemällä yhdistettä uudelleen atomitasolla he voivat lopulta löytää version, joka on voimakas kipulääke.

Varhemmat tutkimukset ovat yhdistäneet klooratun veden juomisen lisääntyneeseen syöpäriskiin. Esimerkiksi American Journal of Public Health -lehdessä vuonna 1992 julkaistussa tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että kloorattua vettä juovilla ihmisillä oli 21 prosenttia suurempi riski sairastua virtsarakon syöpään ja 38 prosenttia suurempi riski sairastua peräsuolen syöpään kuin kloorittomia vesiä juovilla. Toisessa tutkimuksessa, joka julkaistiin vuonna 2010 Environmental Health Perspectives -lehdessä, tutkijat havaitsivat, että klooratussa uima-altaassa 40 minuuttia uineiden ihmisten biomarkkerit (eli tietyt molekyyliindikaattorit), jotka liittyvät syöpäriskiin, olivat lisääntyneet. Samassa lehdessä vuonna 2017 julkaistussa tutkimuksessa todettiin kuitenkin, että vaikka klooratun veden juominen lisää virtsarakon syövän riskiä, klooratussa uima-altaassa uimisen ja virtsarakon syövän riskin välillä oli vain vähän tai ei lainkaan näyttöä tutkimuksessa, jossa tarkasteltiin uima-altaassa vietettyjen tuntien lukumäärää kesäkuukausina ja muina kuin kesäkuukausina sekä eri ikäryhmissä.

Yhdysvaltojen terveysministeriö, kansainvälinen syöväntutkimuskeskus ja Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto eivät ole luokitelleet klooria ihmisen syöpää aiheuttavaksi aineeksi, kertoo Centers for Disease Control and Prevention.

Onko kloori siis haitaksi terveydelle? Ei varsinaisesti, sanoo Preston J. MacDougall, joka on kemian professori Middle Tennessee State Universityssä Murfreesborossa.

”Liiallisia määriä klooria ei kannata käyttää, mutta meidän ei pitäisi pelätä kemiallisia aineita, koska emme ymmärrä niitä”, MacDougall sanoi Live Science -lehdelle.

Tosiasiassa asianmukaisen kloorauksen puuttumisella haitallisten bakteerien, kuten E. coli -bakteerin, tappamiseksi voi olla tuhoisia seurauksia ihmisten terveydelle ja elämälle, hän lisäsi. Esimerkiksi toukokuussa 2000 Walkertonissa, Ontariossa, seitsemän ihmistä kuoli ja yli 2300 sairastui, kun kaupungin vesihuolto saastui E. coli -bakteerista ja muista bakteereista, kertoo Water Quality and Health Council. Ontarion oikeusministeriön julkaiseman raportin mukaan katastrofi olisi voitu estää, jos vaaditut klooripitoisuudet olisi säilytetty, vaikka vesi oli saastunut.

Lisäksi kloorin lisääminen veteen on yksi menetelmä, jolla monet yrittävät saada puhdasta vettä helposti saataville kehitysmaissa. Vuonna 2017 julkaistussa tutkimuksessa todetaan, että 3,4 miljoonaa ihmistä kuolee vuosittain haitallisilla bakteereilla, kuten E. coli -bakteerilla, saastuneen veden vuoksi ja että jopa 4,4 miljardilla ihmisellä ei ole luotettavaa puhtaan juomaveden lähdettä. Vesihuollon klooraus sen lisäksi, että vettä tuodaan lähemmäs yhteisöjä, on yksi tärkeä askel puhtaan veden tuomiseksi lähemmäs sitä tarvitsevia.

Kloorista on lisäksi lupaavia tutkimukseen liittyviä uutisia. MacDougall viittasi hiljattain tehtyyn tutkimukseen klooriatomeista, joita on löydetty uudenlaisesta antibioottiyhdisteiden luokasta, joka on löydetty pienistä meren eliöistä Pohjois-Atlantin vesissä Norjan lähellä. Klooriatomit ovat välttämättömiä yhdisteiden antibioottiaktiivisuudelle, joka voi tehota metisilliinille vastustuskykyiseen Staphylococcus aureukseen, bakteeriin, joka aiheuttaa vaikeasti hoidettavia infektioita ihmisille ja on vastustuskykyinen yleisesti käytetyille antibiooteille, hän sanoi.

”Lääkekehitysyhteisö on hyvin innoissaan näistä luonnossa esiintyvistä yhdisteistä, koska ne ovat tehokkaita MRSA:ta vastaan”, sanoi MacDougall, joka ei osallistunut tutkimukseen, joka julkaistiin huhtikuussa 2014 Angewandte Chemie International Edition -lehdessä.

Lisätiedot: Rachel Ross, Live Science -lehden toimittaja.

Lisälähteet

• Jos haluat nähdä, miten reaktiivinen kloori on vuorovaikutuksessa muiden yhdisteiden kanssa, katso tämä hauska video, jonka on tehnyt Periodic Videos.
• Tutustu kloorin lukuisiin yllättäviin käyttökohteisiin tällä Elements of Surprise -nimisellä verkkosivustolla, joka on omistettu tälle monipuoliselle alkuaineelle.
• Jos haluat lisätietoja siitä, miten altistuminen kloorille voi vaikuttaa terveyteesi, tutustu CDC:n verkkosivustolla olevaan kloorin usein kysytyt kysymykset (FAQ) -osioon.