Подконтрольная безопасность

Поддержание должного качества состояния воды в бассейне –  вопрос до сих пор неоднозначный. С одной стороны, для обеспечения инфекционной безопасности наиболее действенным методом, рекомендуемым к использованию соответствующими нормативными документами, является хлорирование. С другой, содержание в бассейне побочных его продуктов (галогеносодержащих соединений) – фактор, неблагоприятный для здоровья человека.

Хлорирование – не только самый распространенный реагентный способ очищения воды, но также самый доступный и недорогой. Хлор является мощным окислителем и обладает широким спектром противомикробного действия. Еще одно преимущество хлорирования – пролонгированность действия, что возможно благодаря способности хлора долго сохраняться в активном виде в воде бассейна.

После растворения «хлорного» дезинфектанта в бассейне при оптимальном уровне pH 7,0–7,4 образуются гипохлорит-ионы и хлорноватистая кислота. Их суммарное содержание в воде называется уровнем свободного хлора. 

Свободный хлор вступает в реакции окисления с присутствующими в воде патогенными микроорганизмами и загрязняющими веществами, которые при окислении разрушаются. При этом образуются содержащие уже бесполезные для дезинфекции хлор и азот – органические и неорганические вещества, хлорамины. Их главными источниками является аммиак-содержащие и белковые загрязнения, которые постоянно вносятся в воду купающимися. Некоторые из этих веществ токсичны. 

К недостаткам хлорирования можно отнести и то, что этот метод не избавляет от спор микроорганизмов (в отличие, например, от озонирования), к тому же патогенные микробы имеют способность привыкать к концентрации хлора при долговременном поддержании ее в воде на одном уровне – из-за этого требуется периодическая «ударная» обработка повышенными дозами.

Чаще всего применяются препараты на основе гипохлоритов и хлорпроизводных изоциануровой кислоты – хлор-изоциануратов. Дезинфектанты на основе гипохлорита натрия – жидкие препараты и удобны для автоматического дозирования, в то же время они обладают щелочной реакцией (рН = 12–13), поэтому при их использовании необходимо вводить препараты для поддержания нормального уровня рН воды в бассейне. 

С этой точки зрения, перспективнее выглядят «сухие» дезинфектанты на основе гипохлорита лития, которые содержат 20–25 % активного хлора, легко растворяются в воде без осадка, не имеют резкого  запаха, мало влияют на уровень рН и характеризуются большим сроком хранения – до двух лет.

Еще большим сроком хранения обладают средства на основе хлор-изоциануратов. Основными компонентами этих препаратов являются либо натриевая соль дихлоризоциануровой кислоты (Na–ДХЦК), либо трихлоризоциануровая кислота (ТХЦК). Дезинфектанты на основе Na–ДХЦК – быстрорастворимые средства, содержащие 60 % активного хлора, применяются для «ударного» хлорирования. Дезинфектанты на основе ТХЦК – медленнорастворимые средства пролонгированного действия – содержат 90 % активного хлора.

В состав всех этих препаратов входит изоциануровая кислота, которая является стабилизатором хлора. Однако при дезинфекции свободный хлор, образующийся в результате гидролиза хлор-изоцианурата, постоянно расходуется на уничтожение патогенных микробов, а сама изоциануровая кислота никуда не уходит и постепенно накапливается в воде бассейна. При чрезмерной концентрации она начинает работать не как стабилизатор, а как блокиратор хлора. В результате – при дальнейшем добавлении хлор-изоцианурата эффект обеззараживания воды не достигается. 

Для избежания «перестабилизации» необходимо контролировать и при необходимости уменьшать содержание изоциануровой кислоты за счет добавления свежей воды (т.е. путем разбавления), что часто экономически невыгодно. 

Для снижения расхода хлорирующего агента на основе хлор-изоциануратов при неизменно высоком эффекте обеззараживания разрабатываются комбинированные препараты, которые (для максимального удобства в применении, для сокращения времени и числа манипуляций при обработке воды бассейна) содержат в своем составе добавки, увеличивающие действия хлорирующего компонента, способствующие осветлению воды и уничтожающие водоросли. В результате обеззараживание воды достигается при уменьшенном на 30–40 % расходе хлорирующего агента.

Если бассейн не испытывает сильных нагрузок (частный крытый бассейн с температурой воды до 25 0С, рассчитанный на трех–четырех человек, с постоянным контролем и регулировкой показателей состояния воды), можно использовать «мягкую» систему обработки – на основе активного кислорода. 

Метод активного кислорода имеет ряд преимуществ перед хлорированием:

– не образуются хлорамины и другие токсичные побочные продукты хлорирования, следовательно, нет запаха хлора и раздражения дыхательных путей и глаз;

– оказывается щадящее воздействие на кожу и волосы купающихся.

Препараты, основанные на использовании свойств активного кислорода, являются комплексными – т.е. состоят из нескольких компонентов (каждый имеет свое назначение), совместное применение которых усиливает эффективность их действия по отдельности в несколько раз. Наблюдается эффект синергизма.

Степень дезинфицирующего действия кислородных препаратов несколько ниже, чем хлорных, поэтому в «кислородных» бассейнах периодически приходится прибегать к хлорированию.

Значительного снижения содержания хлора, как и доз, необходимых для обеззараживания воды, можно добиться применением хлорирования в комбинации с безреагентными методами дезинфекции. 

Согласно СанПиН 2.1.2.1188-03 «Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству воды плавательных бассейнов» (пункт 3.8.2) для бассейнов спортивного и спортивно-оздоровительного назначения в качестве основных методов обеззараживания могут быть использованы озонирование, хлорирование, бромирование, а также ультрафиолетовое излучение с дозой не менее 16 мДж/см2, вне зависимости от типа установки. Для повышения надежности обеззараживания целесообразно комбинирование химических методов с УФ-излучением. При хлорировании значение рН не должно превышать 7,8.

Озон уничтожает микроорганизмы эффективнее и быстрее, чем хлор, оказывая обеззараживающее действие и устраняя неприятные запахи, разрушает вещества, попадающие в воду бассейна (моча, пот, косметика, средства для загара), не сушит кожу, снимает синдром хронической усталости и не образует побочных продуктов распада опасных для здоровья, но уже через 15 мин. после растворения в воде распадается и, вступая в реакции, теряет свои свойства. Пролонгация его действия при озонировании отсутствует. Именно поэтому оно применяется совместно с хлорированием. Современные озонаторы воды просты в использовании, но сравнительно недешевы в первоначальном вложении средств. Зато при работе они «делают озон из кислорода воздуха».

Обеззараживание воды УФ-облучением весьма актуально для быстрого достижения бактерицидного эффекта, однако также не обладает пролонгированным действием. В комбинации с хлорированием дезинфекция ультрафиолетом позволяет добиться существенной экономии хлора и уменьшения концентрации хлораминов в воде, которые к тому же разрушаются под действием УФ-лучей. На рынке присутствуют установки, совмещающие УФ-дезинфекцию с озонированием, при использовании такого оборудования необходимая концентрация хлора снижается на 90 %.

Применяется в бассейнах и такой безреагентный метод, как ионизация воды ионами меди или (и) серебра, также обладающих бактерицидной способностью. Они  вырабатываются в ионизаторах за счет электролитического расщепления. Наилучших результатов удается достичь при их использовании в комбинированных установках, включающих в свой состав лампу УФ-излучения.

Как видно из вышесказанного, не только необходимость проведения своевременной дезинфекции воды в бассейне, но и поддержание процесса обеззараживания требует постоянного контроля состояния воды.

Так, в случае хлорирования (чтобы соблюдалось пролонгированное обеззараживание, но хлорный реагент не разъедал глаза и не преследовал запах хлора) соотношение остаточного свободного хлора должно быть в пределах 0,3–0,5 мг/л.

Необходимо сохранять оптимальное соотношение концентрации свободного хлора и образовавшихся хлораминов, в достаточном количестве (для ванн объемом более 600 м3 – 50 л на одного пользователя в сутки) осуществлять подпитку бассейна свежей водой, поддерживать значение pH в интервале 7,2–7,6.

Сегодня такой контроль и управление всем процессом осуществляется с помощью измерительно-дозирующего оборудования. Главными контролируемыми параметрами, на основе которых производится коррекция состояния воды в бассейне, являются содержание свободного и связанного хлора, уровень рН, Redox-потенциал.

Redox-потенциал или, говоря по-русски, окислительно-восстановительный потенциал – комплексный параметр, отражающий активность ионов, находящихся в растворе и зависящий также от температуры и уровня рН, позволяет оценить степень обеззараживания воды. Так в случае проведения дезинфекции с применением хлорирования, бактерицидный эффект является следствием окислительного свойства хлора. Чем выше уровень окисляющего агента, тем выше редокс-потенциал. Если вода загрязнена несильно, то небольшого количества хлора достаточно для достижения высокого редокс-потенциала. Если уровень загрязнения растет, соответствующее увеличение количества хлора не вызывает роста редокс-потенциала. 

Таким образом, в данных условиях можно контролировать содержание активного свободного хлора через снятие показаний окислительно-восстановительного потенциала. При постоянных значениях температуры и контролируемом значении рН уровень концентрации свободного хлора можно рассчитать по графику зависимости фиксируемого значения Redox-потенциала (мВ) от содержания в воде свободного хлора. Современный микропроцессорный контроллер сделает это автоматически. Косвенно по величине значения Redox-потенциала легко судить об обеззараживающей активности. Так, при 450–500 мВ, время жизни E. coli в воде бассейна составляет 165 мин, а при 750–800 мВ – всего 0,5. По значению Redox-потенциала судят также об эффективности работы ионизаторов. 

Установка автоматического контроля состояния воды в бассейне обычно включает датчик температуры, датчики-электроды уровня pH и Redox-потенциала, контрольно-измерительные приборы. 

Для контроля тех же параметров в некоторых установках применяется калориметрический метод на основе использования фотометра. Зафиксированные значения отображаются на дисплее. 

Для введения в воду бассейна необходимых реагентов в должных количествах в установках предусматривается дозирующее оборудование, в большинстве случаев –насосы. Применяются дозирующие аппараты со встроенным инструментом контроля значений pH или Redox-потенциала, точность работы которых достигается с помощью пропорционального электрического сигнала. По сути, они уже представляют собой автоматическую установку контроля состояния воды в бассейне.

Оборудование различных модификаций осуществляет контроль и дозирование гранулированных и жидких хлорных препаратов, пероксида водорода, измерение и регулировку уровня рН посредством введения в воду щелочи или кислоты, дозировку флоккулянта, измерение температуры, содержания хлора, Redox-потенциала. С помощью этого оборудования обеспечивается полная автоматизация измерительных и дозирующих процессов, регистрация всех параметров в памяти устройства, с фиксацией времени и даты.