Общее описание загрязнений
Плавание в бассейне относится к одному из наиболее популярных видов отдыха и спорта. При этом мы находимся лишь на начальном этапе понимания химических процессов в воде плавательного бассейна и рисков, которым подвергаются его посетители. Это обусловлено сложностью химического состава воды, возрастающей по мере продвижения воды от природного источника до заполненного посетителями бассейна.
Исходная вода, содержащая низкие концентрации сотен веществ природного и антропогенного происхождения, подвергается различным видам обработки, включая обеззараживание, на станции водоподготовки. Далее вода поступает в плавательный бассейн, где снова претерпевает изменения, зависящие от условий эксплуатации бассейна, а также в результате обеззараживания и контакта с посетителями бассейна. В результате исходная вода подвергается значительной трансформации, и каждый бассейн обладает уникальным набором характеристик воды, делающим весьма непростой задачу определения степени полезности или вреда от его посещения.
Значительное усложнение химического состава воды бассейна и ее потенциальной токсичности обусловлено присутствием посетителей, которые привносят в воду средства личной гигиены (лосьоны, солнцезащитные кремы пр.), а также выделяют в процессе плавания биологические жидкости (слюна, пот, моча), а также частички кожи и любого рода загрязнения, находящиеся на поверхности кожного покрова.
Совместное пользование бассейном многими людьми приводит к накоплению в воде патогенных микроорганизмов. Для водоподготовки и обеззараживания воды распространено использование различных дезинфектантов, в результате взаимодействия которых с присутствующими в воде органическими веществами образуются побочные продукты обеззараживания (ППО) воды, токсичность которых является предметом исследований на протяжении уже нескольких десятков лет.
Способы очистки воды в бассейне
Вода для заполнения чаши бассейна и компенсации потерь поступает из общественных водораспредедлительных сетей. Система рециркуляции и водоподготовки в бассейне включает очистку воды, предусматривающую удаление механических примесей и обеззараживание физическими, химическими или биологическими методами для предотвращения развития патогенных микроорганизмов. Схемы водоподготовки определяются качеством воды и особенностями системы рециркуляции и должны отвечать требованиям экономичности, простоты и безопасности.
Методы очистки воды:
- Физическая очистка проводится для удаления механических примесей средствами быстрой и медленной фильтрации в восходящем и нисходящем потоках с использованием однослойной (кварцевый песок) или многослойной (гравий, песок, уголь) фильтрующих сред, а также мембранной фильтрации.
- Химическая очистка проводится только в случае немодернизированных систем и предусматривает использование сульфата алюминия и карбоната натрия для образования хлопьев с целью их задержания при быстрой фильтрации тонких и сверхтонких суспензий. В случае, если вода в бассейне не подвергается нагреву в течение 5-7 сут для разрушения клеток водорослей рекомендуется обработка сульфатом меди.
- Биологическая очистка воды в бассейне заключается в использовании мембранных фильтров, задерживающих патогенные микроорганизмы в процессе медленной фильтрации в результате образования биопленки на поверхности мембраны через 1-3 сут после запуска системы. В таких случаях последующее обеззараживание может не потребоваться.
Обеззараживание воды
Для обеззараживавния воды в плавательном бассейне применяют хлор, диоксид хлора, гипохлорит натрия или кальция, хлорную известь, бром, хлорированные изоцианураты, бромохлородиметилгидантоин, озон, ультрафиолетовое излучение, смешанные оксиданты, патентованные дезинфицирующие таблетки и реагенты различных производителей (например, препарат TwinOxide). Общими требованиями к дезинфектантам являются быстрая инактивация патогенных микроорганизмов, высокая стабильность, отсутствие побочного токсического действия, сохранение органолептических характеристик воды и воздуха при их использовании.
Способы обеззараживания воды:
- Хлор. К наиболее часто используемым дезинфектантам относится хлор, характеризующийся целым рядом преимуществ в части инактивации микроорганизмов. К недостаткам хлора относятся проблемы безопасности его применения. Кроме этого, избыточное содержание хлора в воде ведет к образованию побочных продуктов обеззараживания (тригалогенметанов, например), обладающих канцерогенными свойствами. С избытком хлора также связано ухудшения качества воздуха в закрытых плавательных бассейнах.
- Диоксид хлора известен в качестве эффективного дезинфектанта питьевой воды и пищевых продуктов. В процессах предварительной обработки этот реагент способствует удалению железа и марганца из подземной воды, устраняет неприятные вкус и запах воды. Диоксид хлора обеспечивает деструкцию целого ряда прекурсоров, присутствие которых в воде приводит к образованию побочных продуктов обеззараживания тригалогенметанов и галогенуксусных кислот.
- Бром является сильным окислителем с высоким уровнем бактерицидной активности. Эффективен при необходимости удаления микроскопических и нитчатых водорослей.
- Гипохлорит натрия относится к эффективным дезинфектантам, получаемым методом электролиза. Раствор гипохлорита натрия характеризуется рН 8-8,5, максимальной эквивалентной концентрацией хлора 6-8 г/л и стабильностью свойств при длительном хранении. Преимущества гипохлорита натрия: безопасность применения и простота хранения. Основным недостатком применения гипохлорита натрия является повышение рН выше 8,2 через 10-14 сут после обеззараживания, что ведет к коагуляции оксида алюминия.
- Ультрафиолетовое обеззараживание воды в бассейне (длина волны 100-300 нм) проводят с использованием ртутных ламп. Наряду с хорошими бактерицидными свойствами метод исключает взаимодействие с компонентами воды в плавательном бассейне и, соответственно, минимизирует образование побочных продуктов обеззараживания.
- Озон является высокоэффективным дезинфектантом. Его применяют во многих случаях для инактивации бактерий, вирусов и удаления водорослей. В результате озонирования улучшается вкус, запах и цвет воды.
- Pеагент TwinOxide представляет собой раствор, содержащий диоксид хлора, разработан в Университете г. Дуйсбург, Германия, и рекомендован для применения в плавательных бассейнах. Этот реагент полностью инактивирует бактерии и вирусы, удаляет биопленку, не вызывает аллергических реакций. Применение TwinOxide не вызывает неприятных запахов и не приводит к образованию тригалогенметанов и других побочных продуктов обеззараживания воды. Передозировка реагента не связана с риском для посетителей бассейна и не приводит к образованию свободного хлора и хлорсодержащих соединений, что ограничивает применение традиционных дезинфектантов на основе хлора. Реагент рекомендуют применять после предварительного обеззараживания озонированием или ультрафиолетовой обработкой. Реагент рекомендуют применять ежемесячно для дезинфекции песочных фильтров или фильтров с активированным углем, установленных в схеме водоподготовки бассейнов [1].
Автор статьи: Кофман Владимир Яковлевич
