A klór-dioxid baktericid tulajdonságát vízfertőtlenítésre, szilárd felületek tisztítására és fertőtlenítésére már évtizedek óta ismerik és alkalmazzák. Előállítása nátirum-klorit (NaClO2) és valamilyen sav reakciójával történik. Az optimális sav a sósav (HCl) lenne, humán célokra való alkalmazásnál viszont valamilyen szerves savat – jelen esetben citromsavat alkalmaznak. A klórdioxid fejlesztése citromsavas oldattal viszont lassú és az el nem reagáltatott klorit miatt problematikus, mivel fény hatására klorát-ion (ClO3–) képződik, ami szennyező anyag. A klór-dioxid a szennyező anyag miatt instabil, könnyen elbomlik.
A szennyezőanyagoktól mentes nagytisztaságú klór-dioxid oldat előállítási módszerének technológiáját Noszticzius Zoltán a BME Természettudományi Kar (TTK) Fizikai Intézet Fizika Tanszékének professor emeritusa és munkatársai fejlesztették ki 2006-ban (2012-ben megkapták a szabadalmi oltalmat). 2015-ben a szabadalom nyerte a Svéd kereskedelmi Testület Gran Prize díját. A Solumin nevű fertőtlenítőszer hatóanyaga – a hipertiszta klór-dioxid – olyan fertőzések kezelését is segítheti, amelyeknél a hagyományos antibiotikumok nem használnak.
Miért is tekinthető a hipertiszta klór-dioxid ideális biocidnak?
- A ClO2 valamennyi mikroorganizmus – vagyis baktériumok, gombák, vírusok és protozoonok ellen bevethető, és általában jóval hatékonyabbak, mint más fertőtlenítőszerek. Míg a ClO2-ből gyakran 1 ppm-es koncentráció is elegendő, addig más fertőtlenítőszerekből ennél sokkal többre van szükség ugyanolyan hatás eléréséhez.
- Az emberre nem, vagy csak kevéssé veszélyes. Először patkánykísérletekben igazolták a klór-dioxid veszélytelen voltát. A 80-as évek elején az Ohio Állami Egyetemen humán kísérleteket is végeztek 60 önkéntes fiatalemberen. Velük egy liter klórdioxidos vizet itattak meg két adagban 3 óra eltéréssel, majd utána 4 napig mindenre kiterjedő orvosi vizsgálatnak vetették alá őket. Miután semmi elváltozás nem volt észlelhető, ismét klórdioxidos vizet itattak, de magasabb koncentrációval. Így fokozatosan emelték a napi bevitt ClO2 tartalmát 24 miligrammig, és megállapították, hogy egy egészséges felnőtt esetében az ilyen mennyiségű klór-dioxid semmiféle elváltozást nem okoz. A kísérlet célja az volt, hogy a vegyület veszélytelenségét igazolja az ivóvíz-fertőtlenítésben.
- Jól oldódik a szerves vegyületekben (a zsírokban is), vagyis a sejtmembránok apoláris lipidfázisában. Így nem állítja meg a mikroorganizmusokat védő biofilm, eltávolítja és elpusztítja a baktériumokat, vírusokat.
- A klór-dioxid nagyon kevés anyaggal reagál. Oxidálja ugyan a Fe2+-iont Fe3+-á, vagy a Mn2+-iont Mn4+-ionná, de nem reagál, vagy csak igen-igen lassan szerves vegyületekkel. Az élő szervezetekben előforduló 20 aminosav-maradék közül viszont hárommal (cisztein, tirozin és triptofán) igen gyorsan lép reakcióba. Ez a három megtalálható a mikroorganizmusokban is, amit meg is támad.
De hiszen a mi fehérjénkben is található ez a három aminosav. Miért nem árt az embernek?
A klór-dioxidról kimutatták, hogy egy méret-szelektív antimikrobiális szer. Ez azt jelenti, hogy egy élőlény elpusztításához szükséges behatási idő az élőlény jellemző méretének a négyzetével arányos. Ha 1 mikronos baktérium elpusztításához 1 ppm-es ClO2 oldatban 1 másodpercre van szükség, akkor egy 60 mikronos emberi sejt elpusztításához nem 60-szor több, hanem 602 = 3600 mp-re vagyis egy órára van szükség, így az 1-2 perces behatási idők nem okoznak az ember számára komoly sérülést. Mindig lehet olyan ClO2 koncentrációt és behatási időt választani, hogy a baktériumok nagy valószínűséggel elpusztuljanak, de ugyanakkor az emberi szövetek még egyáltalán ne károsodjanak. - A klór-dioxiddal a mikrobák nem képesek rezisztenciát előállítani. Amikor felfedezték az antibiotikumokat és használni kezdték, úgy tűnt, hogy sikerül megállítani őket. A baktériumok azonban megszokták, rezisztenssé váltak, és egyre újabb és erősebb antibiotikumot kell már használni ellenük. Mivel a klór-dioxid bejut a sejtbe és a fehérjék szerkezetét bontja le, ez ellen nem tud védekezni a baktérium, elpusztul. A klór-dioxid használatával csökkenthető az antibiotikumok alkalmazása, ami lassítaná a rezisztencia kialakulását.
Ha valami ennyire tökéletes, az már gyanús. Miért nem használták ki jobban ezeket a tulajdonságokat?
- Mert nem ismerték. Most azt tanulmányozza prof. Noszticzius Zoltán és tudományos csapata, hogyan hat a klór-dioxid a Covid-19 vírusra.
- Mert nem volt tárolható – csak a hipertiszta ClO2 tárolható oldatban.
- A ClO2 veszélyességének foka is okozhatott félelmet, ugyanis nagy töménységben és huzamosan belélegezve a ClO2 tüdővizenyőt okozhat. A nemzetközi szabványok szerint a 3000 ppm alatti ClO2-oldatok nem minősülnek veszélyes anyagnak, mert csak a többszörösen meghaladó koncentráció okozza ezt a veszélyt.
Ha ennyire jó, miért nem alkalmazzák a Covid-19 ellen?
Kísérleti stádiumban van az a vizsgálat, amely kideríti, hogy a klór-dioxid megakadályozhatja-e a vírus okozta világméretű járványokat. A feltételezés az, hogy igen, jelentős szerepet játszhat a pandémia visszaszorításában. Mivel a hipotézis bizonyításához szükséges klinikai teszt egy hosszadalmas folyamat, egyelőre csak a felületek fertőtlenítésére ajánlható a klór-dioxid vizes oldata. Erre a műveletre viszont nagyon is szükség van minden olyan esetben, amikor fennáll a lehetősége a vírusos szennyezettségnek.
Árpa Emese
kémiatanár
A ClO2-oldat legbiztonságosabb előállítási módja a két komponensből történő (egy por és egy granulátum) TwinOxide® stabil hipertiszta klór-dioxid.