منظفات الصرف الكيميائية

منظفات أو فتاحات المصارف الكيميائية هي مواد كيميائية نقية أو مخاليط تُستخدم لتسليك المصارف المسدودة بالشعر أو الطعام أو غيرها من المواد العضوية. وغالبًا ما تُستخدم مع منظفات ميكانيكية أخرى للمصارف لتحقيق أفضل النتائج. تتوفر منظفات المصارف الكيميائية في متاجر الأدوات المنزلية ، مع العلم أن بعضها قد يكون مخصصًا للاستخدام من قِبل السباكين المرخصين. قد تحتوي هذه المنظفات على أحماض قوية (في صورة سائلة) أو قلويات قوية (في صورة صلبة أو سائلة). تحتوي هذه المنظفات على مواد كيميائية تُذيب جزءًا على الأقل من المادة المسببة للانسداد.

يتوازى تاريخ منظفات المجاري مع تطور أنظمة الصرف الصحي الشائعة نفسها. ونتيجةً لذلك، لا يوجد تاريخٌ موسعٌ لهذه المنظفات في الولايات المتحدة، إذ لم تكن أنظمة السباكة البلدية متوفرةً بسهولة في منازل الطبقة المتوسطة الأمريكية حتى أوائل القرن العشرين. قبل ذلك، كان الأمريكيون يتخلصون غالبًا من المياه المتسخة المتجمعة في الأحواض بعد استخدامها. تطورت أنظمة الأنابيب المحدودة تدريجيًا باستخدام مواد الرصاص، ولكن بعد الحرب العالمية الأولى، عندما أصبحت الخصائص السامة للرصاص أكثر وضوحًا، أُعيد بناء الأنابيب باستخدام الحديد المجلفن.

الحديد المجلفن هو في الواقع فولاذ مغطى بطبقة واقية من الزنك، ولكن سرعان ما اكتُشف أن طبقة الزنك هذه تتآكل بشكل طبيعي نتيجة تعرضها للهواء ومياه الأمطار، بالإضافة إلى الإسمنت ومياه الصرف وغيرها. وبمجرد أن يصل التآكل إلى المعدن الأساسي، تتشكل رواسب وصدأ، مما يؤدي إلى تراكم الرواسب التي تسد هذه المصارف تدريجيًا. وهكذا، نشأ الدافع الأول وراء ابتكار منظفات المصارف.

أدى الصراع ضد تآكل أنابيب الحديد المجلفن في نهاية المطاف إلى استبدالها بأنابيب نحاسية أو بلاستيكية (PVC) بحلول ستينيات القرن الماضي. فالنحاس والبلاستيك لا يحتويان على طبقة الزنك التي تتآكل بشكل طبيعي لتعرض المعدن الأساسي للتلف. واستمرت المواد الطبيعية مثل الشعر والشحوم والزيوت الأخرى في التسبب بانسداد المصارف، مما استدعى تطوير منظفات كيميائية أكثر فعالية.

تحتوي منظفات المصارف الحمضية عادةً على حمض الكبريتيك بتركيزات عالية. ^{[ 1 ]} يمكنه إذابة السليلوز والبروتينات مثل الشعر والدهون عن طريق التحلل المائي الحمضي .

رغم وجود العديد من الطرق لتسليك المصارف، إلا أن استخدام حمض الهيدروكلوريك (HCl)، وهو منظف كيميائي قوي، يُعد من أكثر الحلول فعالية. ^{[ 2 ]}

تشمل المخاطر المحتملة تفاعلات عنيفة مع الماء وإنتاج أبخرة هيدروجين متفجرة عند ملامستها لمعظم المعادن ؛ ومخاطر صحية مزمنة (متأخرة) وحادة (فورية) في حالة الاستنشاق أو الابتلاع أو التلامس، بما في ذلك حروق شديدة في العين والجلد أو حتى فقدان البصر الدائم ، والتهاب الأغشية التنفسية، وحروق أكالة في جميع أنسجة الجسم . وقد تكون قاتلة في حالة الابتلاع. ^{[ 3 ]} ونظرًا للتفاعل الشديد بين الحمض والماء، يجب إضافة هذه المواد الحمضية لتسليك المجاري ببطء إلى الأنبوب المراد تنظيفه.

تعمل منظفات البالوعات الحمضية (بتركيزات عالية جدًا) على تحليل البروتينات والدهون عن طريق التحلل المائي الحمضي (التحلل المائي المحفز بالحمض)، على غرار نظيراتها القلوية:

RCONH₂ ( أميد أو بروتينات ) ⁺ H₃O⁺ → _NH₄⁺ ⁺ RCOOH_​​​

RCO₂R '( إستر أو دهون ₎ + H₂O _→ RCO₂H ₊ R'OH

يعمل حمض الكبريتيك المركز على تجفيف المواد التي تحتوي على الكربوهيدرات ، مثل ورق المناديل الذي يتكون من السليلوز :

( ج)₆ ساعات₁₀ O₅ )n→ 6nC + 5nH₂ O

تحتوي منظفات البالوعات القلوية بشكل أساسي على هيدروكسيد الصوديوم (الصودا الكاوية)، وقد يحتوي بعضها على هيدروكسيد البوتاسيوم . وقد تكون هذه المنظفات سائلة أو صلبة.

تتكون التركيبات الصلبة لمنظفات الصرف القلوية المسببة للتآكل من مادة كاوية (غالباً هيدروكسيد الصوديوم أو هيدروكسيد البوتاسيوم) وجزيئات الألومنيوم و"مواد مضافة". غالباً ما تتضمن هذه المواد المضافة عوامل ترطيب مثل ألكيل أريل سلفونات، ولكن الطبيعة الدقيقة لهذه المواد المضافة غير معروفة بالنسبة لمنظفات الصرف التجارية، حيث تعتبر من الأسرار التجارية التي تجعل كل منظف صرف فريداً لعلامته التجارية.

تُطلق حبيبات الألومنيوم الموجودة في منظف البالوعات القلوي الصلب غاز الهيدروجين. وتُوضح التفاعلات المصاحبة لذلك أدناه. ولأن إطلاق غاز الهيدروجين تفاعل طارد للحرارة، فإن الحرارة الزائدة المنبعثة تُساعد على تفتيت الشحوم والزيوت وغيرها من المواد التي تُسبب الانسداد.

1. تحلل أكسيد الألومنيوم: Al ₂ O ₃ + 2NaOH + 3H ₂ O → 2Na[Al(OH)₄ ]

2. أكسدة معدن الألمنيوم: 2Al + 2NaOH + 6H2O _→ 2Na [Al(OH)₄ ]+ 3H₂

يحدث التحلل الفعلي للانسداد نتيجة تفاعل أيونات الهيدروكسيد (OH⁻ ⁾ الموجودة في منظف البالوعات. تتكون الانسدادات غالبًا من مواد طبيعية كالشعر والدهون والزيوت، ويحدث التحلل عبر تفاعل التصبن بين قاعدة وثلاثي الغليسريد. تهاجم أيونات الهيدروكسيد الناتجة عن ذوبان الصودا الكاوية في الماء ذرات الكربون الكربونيلي في الدهون، مما يؤدي في النهاية إلى انفصال الذيل الكاره للماء لثلاثي الغليسريد (مثل ثلاثي أوليات الغليسيريل ) لفصل الغليسيرول وملح حمض دهني.

يمكن لمنظفات البالوعات القلوية إذابة الشعر (الذي يحتوي على بروتينات) والدهون داخل الأنابيب عن طريق التحلل القلوي لوظائف الأميد والإستر ، على التوالي :

RCONH₂ ( أميد أو _{بروتينات} ⁾ + ^OH⁻ → NH₃ + _RCOO⁻

RCO ₂ R' ( إستر أو دهون ) + OH ⁻ → R'OH + RCOO ⁻

نظراً لأن الصودا الكاوية الصلبة مادة ماصة للرطوبة ، فمن الضروري وضع حبيبات المنظف الصلبة مباشرةً بالقرب من الانسداد. وإلا، فإن الصودا الكاوية نفسها ستمتص الماء وتكوّن كتلة، مما يزيد من تفاقم مشكلة الانسداد. ^{[ 4 ]}

قد تحتوي تركيبات منظفات المصارف القلوية السائلة على هيبوكلوريت الصوديوم ( المبيض ) والصودا الكاوية ( هيدروكسيد الصوديوم أو هيدروكسيد البوتاسيوم ) بتراكيز تصل إلى 50%. وتأتي بعض الخلطات الأخرى على شكل منظفات ثنائية المكونات تُخلط أثناء سكبها في فتحة التصريف. داخل المصرف، يتفاعل المحلولان مُطلقين غازًا، وتقوم المواد الفعالة سطحيًا باحتجاز هذا الغاز على شكل رغوة كثيفة. والهدف من هذه الرغوة هو تغطية الجدار الداخلي لأنبوب التصريف لإزالة المزيد من المواد المسببة للانسداد. ولأن منظفات المصارف القلوية السائلة عبارة عن قاعدة مذابة في الماء، فهي أكثر كثافة من الماء، ما يسمح لها بالوصول إلى مصدر الانسداد.

تشمل مزايا منظفات المصارف الكيميائية سهولة توفر بعض تركيباتها من خلال متاجر البيع بالتجزئة وسهولة استخدامها المحتملة لإزالة الشعر الناعم وتراكمات الشحوم التي تتراكم بالقرب من فتحات التصريف.

تشمل عيوب منظفات الصرف الكيميائية عدم فعاليتها في إزالة الانسدادات البعيدة عن فتحة الصرف (على سبيل المثال، الانسدادات التي تحدث في المراحيض ^{[ 5 ]} أو في مصرف الصرف الصحي الرئيسي)، وعدم القدرة على إزالة معظم العوائق الصلبة، واعتبارات السلامة الموضحة أدناه.

تُعدّ منظفات المجاري شديدة التآكل والحموضة من بين أخطر المنتجات المنزلية المتاحة للجمهور. إذ يمكن أن تُسبب هذه المنظفات تفاعلات قوية، بل وانفجارات أحيانًا، مع مواد كيميائية أخرى استُخدمت سابقًا، مما قد يُؤدي إلى إصابات خطيرة لأي شخص في الجوار. ^{[ 6 ]} في إحدى هذه الحوادث، تُرِك طفل يبلغ من العمر خمس سنوات مُشوّهًا مدى الحياة بعد تسرب منظف مجاري حمضي من سقف غرفة نومه أثناء نومه. ^{[ 7 ]}

يمكن أن تتسبب منظفات المجاري القلوية القوية في حروق سريعة وشديدة. ^{[ 8 ]} وقد شوهدت مثل هذه الحروق لدى امرأة تعرضت لهجوم بمحلول قلوي مركز. كما تعرضت فتاة صغيرة لتشوه دائم بسبب استخدام منظف مجاري قلوي شائع. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

نظرًا لأن منظفات البالوعات الحمضية أو القاعدية تُغسل مع مياه الصرف، فإن ذلك يُساهم في تلوث إمدادات المياه. تحتوي هذه المنظفات عادةً على قاعدة قوية، مثل هيدروكسيد الصوديوم، التي تُحلل الشعر وتحول الدهون إلى مواد قابلة للذوبان في الماء. هذا التفاعل طارد للحرارة، حيث يُطلق حرارة تُساعد على تليين الدهون. قد تحتوي منظفات البالوعات أيضًا على الألومنيوم، الذي يتفاعل مع هيدروكسيد الصوديوم لإنتاج فقاعات من غاز الهيدروجين تُساعد على تفتيت الانسداد. ^{[ 11 ]} قد يتسبب تراكم الضغط الناتج عن توليد الغاز في انفجار الأنابيب الضعيفة، ^{[ 11 ]} كما أن الحرارة الناتجة قد تُؤدي إلى تليين أنابيب PVC البلاستيكية.

يجب على السباكين توخي الحذر الشديد لتجنب الإصابة عند العمل على الأنابيب التي قد تحتوي على منظفات تصريف أكالة، وقد يتقاضون رسومًا إضافية مقابل هذا العمل الخطير.

قد يقوم الأفراد عن قصد أو عن غير قصد بخلط نوعين مختلفين من منظفات الصرف، مما قد يؤدي إلى نتائج أكثر فتكاً بسبب الأبخرة السامة.