Bromaatti (BrO3−): määritelmä, ominaisuudet ja terveysriskit
Bromaatti (BrO3−): määritelmä, kemialliset ominaisuudet, syntytavat ja terveysriskit — miten bromaatti muodostuu vedessä, vaikutukset terveyteen ja turvallinen käsittely.
Bromaatti on ioni. Sen kemiallinen kaava on BrO3-. Se sisältää bromia hapetusasteessa +5. Se on yleisempi kuin hypobromiitit, perbromaatit ja bromiitit. Natriumbromaatti on esimerkki. Bromaatit ovat voimakkaita hapettimia.
Bromaatteja valmistetaan reagoimalla bromidit otsonin kanssa. Niitä voidaan valmistaa myös elektrolyysillä kuumasta bromidiliuoksesta. Klooridioksidi voi reagoida bromidin kanssa auringonvalossa muodostaen bromaattia. Bromaatteja voidaan valmistaa reagoimalla kaliumhydroksidin ja bromin kanssa. Tällöin syntyy bromidia ja bromaattia. Bromaatteja voidaan valmistaa reagoimalla bromihappoa emäksen kanssa.
Se saattaa olla syöpää aiheuttava aine. Sitä syntyy, kun bromidi on vedessä ja reagoi otsonin tai kloorin kanssa. Joskus vedestä, jossa on liikaa bromaattia, on päästävä eroon.
Ominaisuuksia
- Kemiallinen kaava: BrO3- (bromaatti-ioni).
- Hapetusaste: bromin hapetusaste ionissa on tyypillisesti +5.
- Luonne: voimakas hapetin; bromaattisuolat (esim. natrium- ja kaliumbromaatti) ovat vesiliukoisia ja kristallisia.
- Käyttäytyminen vedessä: muodostuu helposti, jos vedessä on bromidi-ioneja ja käytetään otsonointia tai tiettyjä klooriyhdisteitä desinfiointiin.
Valmistus ja muodostuminen
- Otsonointi: yleisin tapa muodostaa bromaattia juomavedessä on, että otsoni oksidoi vedessä läsnä olevan bromidin bromaattimuotoon. Tämä on erityisen todennäköistä korkeassa pH:ssa ja suuremmilla otsonipitoisuuksilla.
- Elektrolyysi: kuuman bromidiliuoksen elektrolyysi voi tuottaa bromaattia.
- Disproportionaatio: bromi reagoi emästen, kuten kaliumhydroksidin kanssa muodostaen samanaikaisesti bromidia ja bromaattia (disproportionaatio).
- Muut reaktiot: esimerkiksi klooridioksidi tai muut voimakkaat oksidantit voivat auringonvalon tai muiden olosuhteiden vaikutuksesta muuttaa bromidin bromaattiseksi.
- Neutralointi: Bromihappo (HBrO3) reagoi emäksen kanssa muodostaen bromaattisaltan.
Käyttö
- Teollisuudessa ja laboratoriossa bromaattia käytetään oksidanttina ja kemian välituotteena.
- Kaliumbromaattia on historially käytetty leivontateollisuudessa taikinan parantajana, mutta monissa maissa sen käyttö on kielletty tai rajoitettu syöpäriskien vuoksi.
Terveysriskit ja sääntely
- Karsinogeenisuus: jotkin bromaattiyhdisteet (esim. kaliumbromaatti) on luokiteltu karsinogeenisiksi eläinkokeissa, ja kansainväliset tahot ovat varoittaneet mahdollisesta syöpäriskistä ihmisille. Esimerkiksi kansainvälisen syöpäjärjestön (IARC) luokitus kaliumbromaattia varten on ryhmä 2B (mahdollisesti karsinogeeninen ihmiselle).
- Terveyshaitat: pitkäaikainen tai korkea-altistus voi lisätä munuais- ja muiden elinten vaurioitumisen sekä kasvainten riskiä (eläinkokeissa havaittu). Akuutit oireet voivat sisältää pahoinvointia, oksentelua ja munuaisvaurioita; joissain tapauksissa on raportoitu myös kuulovaurioita.
- Juomaveden raja-arvot: WHO:n ohjearvo juomavedelle ja monien maiden päästötaso on 10 µg/l (0,01 mg/l) bromaattia. Myös Yhdysvaltain EPA on asettanut vastaavan rajan 10 µg/l juomavedelle.
Vedenkäsittely ja ehkäisy
- Ennaltaehkäisy: vähennä bromidipitoisuutta raakavedessä, säädä otsonointiprosessia (pienennä otsoniannosta tai optimoitua pH:ta) tai käytä vaihtoehtoisia desinfiointimenetelmiä, jos bromidipitoisuudet ovat korkeita.
- Poistomenetelmät: bromaattia on vaikea poistaa perinteisillä suodatuksilla, mutta tehokkaita menetelmiä ovat mm. käänteisosmoosi, anioninvaihto ja tietyt edistyneet hapetus/pelkistysprosessit (esim. UV yhdistettynä vetyperoksidianalyysiin tai pelkistysmenetelmät). Aktivoitu hiili ei yleensä poista bromaattia tehokkaasti ilman erityiskäsittelyä.
- Valvonta: juomaveden säännöllinen analysointi ja raja-arvojen noudattaminen ovat keskeisiä riskinhallintakeinoja.
Mitä tehdä, jos vedessä on liikaa bromaattia
- Keskeinen toimenpide on ottaa yhteyttä paikalliseen vesilaitokseen tai terveystarkastajaan. Julkiset vesilaitokset tiedottavat ja ryhtyvät toimenpiteisiin, jos raja-arvoja ylitetään.
- Hätätilanteessa käytä pullotettua vettä tai muuta varmistettua veden lähdettä juomiseen ja ruoanlaittoon.
- Pidempiaikaiseen ratkaisuun sopivat kotitalousratkaisut ovat mm. käänteisosmoosijärjestelmät tai liitäntä kunnalliseen puhtaaseen vesihuoltoon.
Yhteenveto: Bromaatti (BrO3-) on voimakas hapetin ja vedenkäsittelyssä syntyvä yhdiste, joka voi muodostua bromidista otsonin tai tiettyjen klooriyhdisteiden vaikutuksesta. Se on terveysriski korkeina pitoisuuksina, ja monissa maissa juomaveden bromaattipitoisuutta säädellään tiukasti. Ennaltaehkäisy, seuranta ja oikeat vedenkäsittelymenetelmät ovat tärkeitä riskin vähentämiseksi.
Aiheeseen liittyvät sivut
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on bromaatti?
V: Bromaatti on ioni, jonka kemiallinen kaava on BrO3- ja joka sisältää bromia hapetusasteessa +5.
K: Mikä on esimerkki bromaatista?
V: Esimerkki bromaatista on natriumbromaatti.
K: Miten bromaatteja valmistetaan?
V: Bromaatteja voidaan valmistaa reagoimalla bromidien ja otsonin välillä, kuuman bromidiliuoksen elektrolyysillä, reagoimalla kaliumhydroksidin ja bromin välillä tai reagoimalla bromihapon ja emäksen välillä.
K: Mitä ominaisuuksia bromaateilla on?
V: Bromaatit ovat voimakkaita hapettimia, ja ne ovat yleisempiä kuin hypobromiitit, perbromaatit ja bromiitit.
K: Miten klooridioksidi voi reagoida bromidin kanssa?
V: Klooridioksidi voi reagoida bromidin kanssa auringonvalossa muodostaen bromaattia.
K: Onko bromaatti turvallista nautittavaksi?
V: Bromaatti saattaa olla syöpää aiheuttava aine, ja joskus vedestä, jossa on liikaa bromaattia, on päästävä eroon.
K: Millä nimellä kutsutaan menetelmää, jossa kaliumhydroksidi reagoi bromin kanssa?
V: Menetelmää, jossa kaliumhydroksidi reagoi bromin kanssa bromidin ja bromaatin valmistamiseksi, kutsutaan bromaatin valmistusmenetelmäksi.
Etsiä