В статье приводятся результаты оценки содержания хлораминов в воде плавательных бассейнов открытого и закрытого типов сети фитнес — клубов «Наутилус» г. Хабаровска, полученные на основе анализе информации о дезинфекции вод плавательных бассейнов с помощью метода хлорирования, процессов, которые происходят при хлорировании воды и применяемых методов отчистки загрязнённых вод хлораминами. Научная новизна работы заключается в изучении динамики концентраций свободного и связанного хлора в воде плавательных бассейнов.
Ключевые слова : хлорамины, загрязнение, плавательные бассейны, дезинфекция, хлорирование.
На сегодняшний день одним из самых эффективных средств дезинфекции воды плавательных бассейнов является хлор и его соединения. Существуют другие дезинфицирующие вещества, а также устройства и системы дезинфекции плавательных бассейнов, но по сравнению с хлором они не так распространены. Хлор обладает очень широким спектром противомикробного действия — т. е. способен разрушать и уничтожать подавляющее большинство известных патогенных микроорганизмов.
Важное преимущество хлора — пролонгированность действия, т. е. способность долго сохраняться в активном виде в воде бассейна. Кроме того, при комбинации с каким-либо другим способом обеззараживания именно хлорирование позволяет достичь максимального эффекта обеззараживания воды в бассейне.
При растворении хлора в воде образуется хлорноватистая и хлороводородная кислоты. Хлорноватистая кислота является главным действующим веществом, которое выступает в роли дезинфектора. Молекулярный хлор (Cl2), хлорноватистую кислоту (HClO) и гипохлорит-ионы (ClO-) принято называть свободным хлором.
В настоящее время плавательные бассейны не хлорируются с помощью газообразного хлора, т. к. в этом случае происходит уменьшение pH воды из-за образования хлороводородной кислоты. Поэтому газообразный хлор всё чаще заменяют различные соли хлорноватистой кислоты, такие вещества при гидролизе не способны создавать кислую среду. В качестве хлорагентов для обеззараживания воды в бассейне, чаще всего применяют: гипохлориты натрия и кальция (NaClO, Ca(ClO)2); хлорпроизводные трихлоризоциануровой кислоты.
Реакции гидролиза хлора в воде с последующим образованием хлорноватистой кислоты можно описать так:
1) Гидролиз Cl2 + H2O→ H+ + Cl- + HClO
2) Электролитическая диссоциация HClO ↔ H+ + ClO-
Чаще всего гипохлориты кальция и натрия продают в виде отдельных капсул таблеток, которые растворяют в воде плавательного бассейна. Гипохлориты не являются устойчивыми соединениями, они медленно разлагаются при нормальных условиях с выделением кислорода и образованием хлоридов.
В практике обезвреживания воды плавательных бассейнов в качестве окислителей также используют, и другие вещества, такие как озон, технический кислород и кислород воздуха [5]. Хлорамины представляют собой хлорпроизводные аммиака, являются летучими веществами и именно они ответственны за неприятный запах хлора плавательных бассейнов.
Существует две группы хлораминов: органические и неорганические. В водах плавательных бассейнов неорганические хлорамины образуются в результате реакции гипохлорит анионов с аммиаком. Среди данных веществ выделяют: монохлорамины (NH2Cl); дихлорамины (NHCl2); трихлорамины (NCl3).
Реакцию можно изобразить следующим образом:
3NH3 + 6HOCl →NH2Cl + NHCl2 + NCl3 + 6H2O
Неорганические хлорамины являются в большинстве случаев жидкостями. Некоторые из них дымят на воздухе, легко отщепляют хлор, обладают ярко выраженными окислительными свойствами и могут быть использованы как хлорирующие агенты в случаях, когда желательно избежать побочных реакций, протекающих при хлорировании свободным хлором. Большинство хлораминов хорошо растворяются в воде [5].
Органические хлорамины образуются в результате реакции гипохлорит анионов с азотосодержащими органическими соединениями. Реакция описывается следующим уравнением:
R-NH2 + HOCl --->R-NHCl + H2O,
где R --> органический радикал.
Данные вещества являются достаточно устойчивыми.
Органические хлорамины почти во всех случаях являются твердыми кристаллическими веществами, легко отщепляющими хлор. Хлорамины обладают бактерицидным действием, но в меньшей степени, чем свободный хлор, однако проявляют это действие дольше хлора. Хлор в хлораминах называется «связанным хлором».
Неорганические хлорамины являются источником «хлорного запаха», при превышенном их содержании у людей могут наблюдаться проблем с дыханием, раздражение глаз, зуд кожи и др.
Органические хлорамины являются проблемой только в больших закрытых интенсивно посещаемых плавательных бассейнах. Они не являются проблемой в открытых бассейнах из-за каталитического эффекта разложения органических хлораминов под действием УФ лучей солнечного света. С другой стороны, органические хлорамины в плавательных бассейнах, могут присутствовать в гораздо больших концентрациях, т.к не вызывают заметного изменения качества воды по сравнению с неорганическими хлораминами [4].
Для определения содержания хлораминов, пробы воды отбирались в сети фитнес-клубов бассейнов «Наутилус». После отбора проб воды был выполнен химический анализ на содержание общего, свободного и связанного хлора [1]. Исследование проводилось титриметрическим методом по ГОСТ 18190–72 Вода питьевая [3]. В ходе исследования были получены средние значение концентраций свободного и связанного хлора за 3 дня.
Результаты анализа изложены на двух диаграммах (Рис.1, 2). В первой диаграмме рассматривается динамика среднесуточных концентраций связанного хлора в закрытом бассейне за 3 дня в сравнении с ПДК.
Рис. 1. Динамика среднесуточных концентраций связанного хлора в закрытом бассейне за 3 дня в сравнении с ПДК
Исходя из Рис. 1 видно, что превышение ПДК по свободному и связанному хлору в закрытом бассейне не наблюдалось.
Во второй диаграмме рассматривается динамика среднесуточных концентраций связанного хлора в открытом бассейне за 3 дня в сравнении с ПДК.
Рис. 2. Динамика среднесуточных концентраций свободного и связанного хлора в открытом бассейне за 3 дня в сравнении с ПДК
Превышение ПДК по свободному и связанному хлору в открытом бассейне не наблюдалось. В результате исследования содержания хлораминов в воде плавательных бассейнов сети фитнес — клубов «Наутилус» закрытого и открытого типов выявлено, что значения полученных среднесуточных концентраций не превышают ПДК.
Для уменьшения содержания хлораминов в воде плавательных бассейнов большое значение имеют организационные мероприятия и технические решения, направленные на снижение концентрации хлораминов. К организационным мероприятиям относятся: соблюдение гигиенических норм и правил перед посещением бассейна, к ним относятся использование: душа со средствами личной гигиены перед входом в бассейн, санузла и специальной плавательной шапочки. Технические решения: предельное хлорирование; использование системы УФ — ламп среднего давления; предельное озонирование; сорбция на активированном угле.
Реализация организационных и технических мероприятий позволит улучшить качество воды в плавательных бассейнах и приведет к снижению концентрации хлораминов.
Литература:
- ГОСТ Р 53491.1–2009 Бассейны. Подготовка воды. Часть 1. Общие требования.
- ГОСТ Р 53491.2–2012 Бассейны. Подготовка воды. Часть 2. Требования безопасности.
- ГОСТ 18190–72 Вода питьевая. Методы определения содержания остаточного активного хлора.
- Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы 2.1.2.1188–03 Плавательные бассейны. Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству воды, контроль качества.
- Реутов О. А., Курц А. Л. Органическая химия. Москва. МГУ, 1999г. — 384 с.
- Лотош В. Е. Экология природопользования. Екатеринбург: Полиграфист, 2010г. — 540 с.
- Ларионов Н. М., Рябошенко А. С. Промышленная экология. Москва: Юрайт, 2013. — 495 с.
