Основными процессами, обеспечивающими жизнедеятельность любого организма, являются окислительно-восстановительные реакции, т. е. реакции, связанные с передачей или присоединением электронов. Во время окислительных или восстановительных реакций изменяется электрический потенциал окисляемого и восстанавливаемого вещества: одно вещество, отдавая свои электроны и заряжаясь положительно, окисляется, другое, приобретая электроны и заряжаясь отрицательно, — восстанавливается. Разность электрических потенциалов между ними и есть окислительно-восста- новительный потенциал (ОВП) Окислительно-восстановительный потенциал является мерой химической активности элементов или их соединений в обратимых химических процессах, связанных с изменением заряда ионов в растворах.
Значение окислительно-восстановительного потенциала может иметь как положительное, так и отрицательное значение. В природной воде значение Rx колеблется от — 400 до + 700 мВ, что определяется всей совокупностью происходящих в ней окислительных и восстановительных процессов. Величина Rx позволяет делать некоторые общие выводы о химическом составе воды. В зависимости от значения ОВП различают несколько основных ситуаций, встречающихся в природных водах:
Окислительная. Характеризуется значениями Rx > + (100 — 150) мВ, присутствием в воде свободного кисло-рода, а также целого ряда элементов в высшей форме своей валентности (Fe3+, Mo6+, As5-, V5+, U6+, Sr4+, Cu2+, Pb2+). Ситуация, наиболее часто встречающаяся в поверхностных водах.
Переходная окислительно-восстановительная. Определяется величинами Rx от 0 до + 100 мВ, неустойчивым геохимическим режимом и переменным содержанием сероводорода и кислорода. В этих условиях протекает как слабое окисление, так и слабое восстановление целого ряда металлов.
Восстановительная. Характеризуется значениями Rx
ОВП является индикатором бактериологической безопасности воды. График показывает скорость уничтожения бактерий е- коли с увеличением ОВП воды.
При значении ОВП +600мВ бактерии живут почти 2 минуты, при значении +650мВ, продолжительность жизни бактерий сокращается до 30 секунд. При значении +700мВ бактерия уничтожается в течение нескольких секунд. Именно поэтому необходимо, чтобы уровень ОВП воды бассейнов и спа был выше чем +700мВ, для того чтобы гарантировать бактерицидную безопасность воды.
В биохимии в отличии от электрохимии, величины редокс- потенциала выражаются не в милливольтах,а в условных единицах rH (reduction Hydrogenii). Перевод результатов измерения ОВП при помощи прибора в условные единицы можно провести используя формулу Нернста или специальные таблицы.
rH = +2рН — В0 + 2Ш Шкала условных единиц rH содержит 42 деления. «О» — означает чистый водород, «42» — чистый кислород, «28» — нейтральная среда рН и rH тесно взаимосвязаны
Окислительные процессы понижают показатель кислотно-щелочного равновесия (чем выше rH, тем ниже рН), восстановительные — способствуют повышению рН. В свою очередь показатель рН влияет на величину rH.
Источник
Нужно ли дожидаться пока грянет гром? Контроль качества воды в бассейне.
Бурно развивается в нашей стране строительство новых бассейнов и аквапарков, ведется техническое перевооружение и реконструкция старых объектов. И это очень хорошо. Но, в то же время, мы все чаще и чаще видим по телевизору или читаем в прессе о проблемах, возникающих при эксплуатации указанных сооружений. И это очень плохо.
Отравление хлором в бассейне
Наиболее распространенная тема — отравление людей хлором. И мелькают на телеэкранах заплаканные лица детей и справедливо возмущенные лица их родителей. Прокуратура закрывает бассейн или аквапарк, где произошло отравление, и начинает проверку, а руководство злополучного объекта судорожно пытается «погасить» возникший скандал. А ведь всего этого можно было бы избежать!
Причины отравления хлором
Рассмотрим возможные причины возникновения подобных ситуаций. Одна из самых распространенных причин — передозировка препаратов хлора. Передозировка возможна при ручном дозировании. Но ручное дозирование препаратов хлора в общественных бассейнах, хотя и сохранилось в ряде случаев, является пережитком прошлого и не должно практиковаться при современном уровне развития техники.
В современных бассейнах для измерения показателей качества воды (pH, окислительно-восстановительный потенциал, свободный хлор) и управления дозированием химических препаратов используются так называемые контроллеры. Однако, контроллер, как и любой сложный электронный прибор, требует квалифицированного технического обслуживания. Поэтому в отсутствии такового, даже использование дорогостоящего контроллера не гарантирует стопроцентной безопасности купающихся от передозировки химических реагентов.
Здесь важно отметить, что альтернативы хлору как исключительному обеззараживающему средству нет!
Свободный хлор обладает длительным пролонгированным действием и обеспечивает бактерицидность воды бассейна в течении длительного времени. Он совсем не так опасен, как иногда представляется. Так называемые «альтернативные» методы обеззараживания, представляют собой гораздо большую опасность для купающихся, чем хлор. Но этому посвящена другая статья.
Передозировка хлора может возникнуть по следующим причинам:
Показания прибора явно занижены по сравнению с реальным содержанием свободного хлора в бассейне. Это следствие несвоевременного технического обслуживания дозирующей системы. Регламентные работы предусматривают, в том числе, обслуживание и калибровку датчиков рН и хлора с периодичностью, указанной в инструкции завода изготовителя.
Вышел из строя узел измерения хлора. Прибор «думает», что хлора в бассейне недостаточно и продолжает давать команду на дозирование. Все вышеперечисленное, говорит либо об отсутствии своевременного технического обслуживания, либо о недостаточной квалификации специалистов, которые его проводят. Так же следует учесть, что далеко не все, даже очень дорогие контроллеры, имеют защиту от передозировки в случае выхода из строя узла измерения хлора.
Свободный, общий и связанный хлор: хлорамины
Наиболее часто встречающийся случай — отравление посетителей бассейна хлораминами. Как известно, хлорамины образуются в воде бассейна в результате взаимодействия активного хлора с аммиаком, который попадает в воду бассейна вместе с купающимися. Хлор в виде хлораминов, в отличие от свободного хлора, называется связанным активным хлором. Хлорамины значительно интенсивнее испаряются с поверхности воды, чем свободный активный хлор; имеют резкий неприятный «хлорный» запах; раздражают глаза, кожу и верхние дыхательные пути. Казалось бы, раз проблема ясна — значит бороться с ней будет легко. Но в действительности все не так просто. Для того чтобы понять, что в воде бассейна присутствуют хлорамины необходимо контролировать концентрацию не только свободного, но и общего хлора. Разница между общим и свободным хлором даст значение концентрации связанного хлора.
Идеальным является такое состояние воды, когда не более одной трети общего содержания хлора в ней находится в связанной форме.
Если доля связанного хлора увеличивается, у купальщиков возникает дискомфорт. А при дальнейшем увеличении концентрации связанного хлора в бассейне возникают серьезные проблемы. Чтобы прогнозировать подобные ситуации, необходимо периодически определять концентрацию общего хлора в бассейне.
На практике, к сожалению, этого за редким исключением, не делают вообще. Обычно персонал ограничивается измерением концентрации свободного хлора. Тем более, что согласно СанПиН2.1.2.1188-03 в воде бассейна нормируется содержание только свободного хлора, а о связанном не говорится вообще ничего. Подавляющее большинство контроллеров не имеют функции определения общего хлора.
Типичный пример передозировки хлора
Таким образом, можно прогнозировать следующую ситуацию: Контроллер показывает недостаточное содержание свободного хлора в ванне бассейна и дается команда на дополнительный ввод препарата хлора. При этом концентрация свободного хлора не увеличивается, так как монохлорамины переходят в дихлорамины, а дихлорамины в трихлорамины.
То есть, идет интенсивное образование как раз тех веществ, наличие которых в воде бассейна крайне нежелательно. Посетители бассейна получают ожоги слизистой оболочки и отравления, а персонал не может понять в чем дело — приборы ведь показывают, что «все в норме».
Что же посоветовать в таком случае?
Контроль общего, а вместе с ним и связанного хлора, должен быть обязателен во всех бассейнах. Для этого необходимо приобрести современный переносной фотометр немецкой компании Lovibond. Это оптический электрофотоколориметр высокого качества, который позволяет проводить экспресс анализы самых важных параметров качества воды в бассейне и калибровать датчики измерительных систем. Прибор надежен, прост в эксплуатации и относительно недорог.
В качестве дозирующей системы можно посоветовать контроллер «Waterfriend exclusive MRD-3» немецкой компании OSF. Контроллер оснащен насосами-дозаторами для регулирования уровня рН, Хлора и дозирования коагулянта. Прибор русифицирован, имеет цветной дисплей с графическим интерфейсом для интуитивного управления и встроенный сервер, что позволяет осуществлять доступ к управлению параметрами через сеть интернет, удаленный ПК или смартфон.
В заключении
В заключении хочется посоветовать службе эксплуатации общественных бассейнов и аквапарков: задумайтесь, может быть не следует дожидаться эксцессов связанных с отравлением купающихся хлором, а заранее приобрести современные приборы анализа и контроля, и тем самым защитить себя от тех самых грома и молнии, после которых только и начинает креститься русский мужик!
Источник
Требования к воде в бассейне по СанПиН 2.1.2. 1188-03
Согласно СанПиНу 2.1.2. 1188-03 (см. таблицу №1), вода в бассейне в процессе его эксплуатации должна соответствовать строгим микробиологическим требованиям и ряду физико-химических показателей.
Таблица №1
Показатели
Нормативы
1. Физико-химические показатели
Запах, баллы
Не более 3
Мутность мг/л
Не более 2
Цветность, градусы
Не более 20
Хлориды мг/л
Не более 700В бассейнах с морской водой хлориды не нормируются
Остаточный свободный хлор (при хлорировании), мг/л
Не менее 0,3 не более 0,5-в особых случаях по эпидпоказаниям допускается повышение уровня до 0,7-в бассейнах для детей до 7 лет допускается уровень 0,1-0,3-при совместном применении хлорирования и УФ-излучения, или хлорирования и озонирования уровень должен быть 0,1-0,3.
Остаточный бром (при бромировании), мг/л
0,8 – 1,5
Остаточный озон (при озонировании), мг/л
Не более 0,1(перед поступлением в ванну бассейна)
Хлороформ (при хлорировании), мг/л
Не более 0,1
Формальдегид (при озонировании), мг/л
Не более 0,05
2. Микробиологические показатели
Общие колиформные бактерии в 100 мл.
Не более 1
Термотолерантные колиформные бактерии в 100 мл.
Отсутствие
Колифаги в 100 мл.
Отсутствие
Золотистый стафилококк в 100 мл.
Отсутствие
Возбудители кишечных инфекций
Отсутствие
Синегнойная палочка в 100 мл.
Отсутствие
Цисты лямблий в 50 мл.
Отсутствие
Яйца и личинки гельминтов в 50 мл.
Отсутствие
Некоторые из основных показателей, наиболее существенно влияющих на качество воды в бассейнах, указаны в Таблице№2. Остальные показатели химического состава воды рекомендуется поддерживать в пределах, установленных СанПиНом по питьевой воде (с небольшими допусками)
Все физико-химические показатели воды могут измеряться как в аккредитованных лабораториях, так и службой эксплуатации бассейна:
— Ручным способом (с помощью соответствующих приборов и/или экспресс тестов)
— В непрерывном режиме (с помощью встроенных автоматических электронных приборов)
Таблица №2
Параметр
Описание параметра и его влияние на качество воды бассейна
Нормы для водыбассейна
Частота контроля
Мутность
Характеризует внешний вид (прозрачность) воды; чем меньше мутность, тем прозрачнее вода
Не более 2 мг/л
По мере необходимости
Уровень РН
Определяет содержание в воде протонов водородаРн 7 щелочная среда
Оптимальный 7,0 – 7,4
Измеряют каждые 2-3 часа (в течение первых трех дней заливки), далее ежедневно
Остаточный свободный хлор
Определяет содержание дезинфицирующих веществ (хлорноватистой кислоты и гипохлорид-ионов), обеспечивающих санитарно-эпидемиологическую безопасность для здоровья купающихся
0,3 – 0,5 мг/л
Не менее 3-х раз в день
Остаточный связанный хлор
Образуется при взаимодействии свободного хлора с органическими азотсодержащими загрязнениями (хлорамины) и/или в результате «перестабилизации» хлора изоциануровой кислотой, косвенно указывает на загрязненность воды «органикой» и/или степень перестабилизации воды изоциануровой кислотой
0,5 – 0,7 мг/л
Ежедневно (равен разности показателей общего и свободного остаточного хлора)
Общий остаточный хлор
Равен суммарному показателю свободного и связанного остаточного хлора
0,8 – 1,2 мг/л
ежедневно
Содержание изоциануровой кислоты
Показывает содержание стабилизатора хлора в воде
25 – 40 мг/л
еженедельно
Содержание активного кислорода
Измеряется при кислородном обеззараживании воды и показывает содержание в воде носителя активного кислорода
5 – 8 мг/л
Не менее 3-х раз в день
Жесткость
Показывает содержание ионов кальция и магния. Чем больше жесткость, тем выше вероятность образования солевых налетов. При низкой жесткости – разъедание цементного раствора и неустойчивый уровень РН.
150 – 300 мг/л(по карбонату кальция)
еженедельно
Щелочность
Определяет содержание в воде карбонат- и бикарбонат ионов. Слишком низкая и/или слишком высокая щелочность затрудняют регулировку уровня РН, низкая щелочность снижает эффективность проведения коагуляции.
125 – 150 мг/л(по карбонату кальция)
еженедельно
Содержание сульфатов
Показывает концентрацию сульфат ионов в воде. Высокое содержание сульфатов в воде усиливает «разъедающие» свойства воды в отношении цементосодержащих материалов бассейна
Не более 350 мг/л
Еженедельно (при использовании химреагентов содержащих сульфат ионы)
Общее солесодержание (минерализация, TDS)
Показывает содержание растворенных в воде веществ. Высокая степень минерализации воды усиливает ее «разъедающие» свойства в отношении цементосодержещих материалов бассейна
Оптимально не более 1500 мг/л
еженедельно
Как видно из таблицы, качество воды в бассейне характеризуется многими показателями, и все эти показатели должны быть сбалансированы между собой. О сбалансированности (равновесии) воды можно судить по различным критериям. Чаще всего, применяемый в практике критерий – это индекс насыщенияЛанжелье (Ин) – рекомендуется проверять еженедельно. Он легко вычисляется по формуле:
Ин = рН + К температ. + К жесткости + К щелочности – К минерализ.
С использованием специальной таблицы коэффициентов:
