Формальдегид в бассейне

Формальдегид в бассейне

Говоря о формальдегиде, мы чаще всего ассоциируем его с токсичным компонентом строительных и мебельных материалов, который при несоблюдении технологии их изготовления проникает в воздух жилых помещений. С темой плавательных бассейнов его связывают нечасто. Тем не менее, проблема обнаружения формальдегида в воде время от времени обсуждается в профессиональной среде специалистов по бассейнам.

Содержание формальдегида в воде бассейнов нормируется СанПиНом, его ПДК составляет 0,05 мг/л, причем этот параметр контролируется только при использовании для дезинфекции метода озонирования. Поэтому инженеры по водоподготовке и компании, обслуживающие бассейны, связывают эту проблему исключительно с применением озоновых систем, и на этапе выбора технологии дезинфекции отмечают это, как недостаток озонирования.

К сожалению, в российских источниках отсутствуют полноценные исследований и публикации на эту тему. Поэтому приводим материалы, которые опубликовали ученые Университета Мицкевича (г. Познань, Польша), на тему «Формирование альдегидов в питьевой воде в процессе озонирования и хлорирования»

Альдегиды в целом - одни из самых распространенных в окружающей среде органических соединений. Их обнаруживают в малых концентрациях (на уровне 0,01 мг/л и меньше) в большинстве источников водоснабжения, и даже в дистиллированной воде. Как побочные продукты дезинфекции они образуются в ходе реакций хлора или озона с органическими примесями, которые присутствуют в воде – это подтверждает и Всемирная Организация Здравоохранения Подробнее тут

При этом для формальдегида ВОЗ не устанавливает предельно допустимых концентраций, так как в питьевой воде он образуется в количествах, неспособных оказать сколь-нибудь значимое воздействие на человека.

Теперь интересно сравнить количественные показатели. Ниже в таблице приведены результаты эксперимента польских ученых по двум типам источников водоснабжения, которые обрабатывались озоном и хлором. В таблице указано общее содержание альдегидов, при этом авторы отмечают, что до 60% от их общей концентрации составляет формальдегид, сохраняя это соотношение как до, так и после дезинфекции. Это подтверждается и другими исследованиями. Из этого можно оценить концентрацию формальдегида в воде до и после обработки:

Содержание альдегидов в воде, мкг/л В исходной воде Озонирование Хлорирование
Вода 1 (скважина) 5 28,5 54,5
Вода 2 (река) 13,4 45,44 65,7

Как выяснили авторы, на концентрацию альдегидов в обработанной воде влияют разные факторы:

  • при озонировании – доза озона – чем больше доза, тем больше альдегидов;

  • при хлорировании – время воздействия – чем дольше протекает реакция, тем больше альдегидов.

Время взаимодействия при хлорировании играет определяющую роль – так, через 48 часов рост концентрации альдегидов составил 40-120%. В этом случае преимущество хлора в способности обеспечить длительное последействие в чаше бассейна оборачивается его недостатком, так как находясь в чаше, он служит источником формирования альдегидов:

Увеличение концентрации альдегидов в воде, %* Хлор (через 4 ч) Хлор (через 24 ч) Хлор (через 48 ч)
Вода 1 (скважина) +38% +82% +118%
Вода 2 (река) +17% +20% +42%
* Прирост по отношению к концентрации альдегидов через 1 час после обработки

Если сопоставить данные двух таблиц - видно, что через 48 часов возможно превышение ПДК по формальдегиду в 1-ом источнике водоснабжения.

В результате можно сделать следующие выводы:

  • Формальдегид образуется как при хлорировании, так и при озонировании. На вероятность его формирования в большей степени влияет состав исходной воды и природа примесей.

  • Доля формальдегида в общем количестве альдегидов как до, так и после дезинфекции составляет 60%.

  • При хлорировании альдегидов формируется на 40-100% и больше по сравнению с озонированием. При этом альдегиды далеко не основной побочный продукт реакции с хлором.

  • При хлорировании наибольшее влияние на концентрацию альдегидов оказывает время взаимодействия - длительное сохранение хлора в чаше бассейна приводит к росту их концентрации вплоть до 120% в течение 48 часов.

Что делать

Для инженеров по эксплуатации и операторов бассейнов, вопрос «что делать с формальдегидом в бассейне?» зачастую гораздо более актуален, чем поиск причин и определение механизмов его возникновения.

Если случай единичный, то локальной мерой может стать разбавление чистой водой до достижения нормативных показателей формальдегида. Если же проблема носит системный характер – нужно проанализировать, насколько режим эксплуатации и обработки воды бассейна соответствует установленным требованиям, и в случае необходимости внести изменения.

Также стоит усилить контроль за соблюдением купальщиками личной гигиены – воздействие на этот фактор позволяет снизить количество привнесенной органики вплоть до 30%, а это напрямую влияет на количество образующихся побочных продуктов дезинфекции (в том числе и формальдегида).

Глобально, мы рекомендуем выбирать методы обработки бассейна, которые помимо дезинфекции, решают и проблему удаления органических загрязнений, привносимых купальщиками, - ведь именно они являются основой формирования побочных продуктов. Технологии интенсивного окисления (Advanced Oxidation Technologies – АОР) позволяют эффективно разрушать как органические примеси – прекурсоры побочных продуктов, так и уже сформировавшиеся побочные продукты.

Это актуально, в первую очередь, для общественных бассейнов, где использование хлора необходимо. Сочетание АОР-систем с хлорированием минимальными дозами не только ощутимо снижает расход реагентов, улучшает органолептические показатели воды, но и делает ее токсикологически более безопасной для купальщиков и обслуживающего персонала. Кроме того, разложение органических примесей повышает эффективность фильтрации и увеличивает бактериологическую стабильность воды.

Как мы анализировали

В приведенной статье польских авторов анализировалась вода из трех видов источников. Обработка озоном производилась разрядным озонатором (OZOMATIC). Для хлорирования в воду дозировался гипохлорит натрия и диоксид хлора, но мы включили в анализ только данные по гипохлориту, так как он чаще применяется в плавательных бассейнах.

Номер источника Тип источника Общий органический углерод (TOC), мг/л
1 Вода из скважины после фильтрации и очистки от Fe и Mn 5,9
2 Поверхностный источник (река) 6,4
3 Вода из колодца после очистки от Fe и Mn 2,7

Чтобы корректно соотносить полученные данные с теми процессами, которые идут в воде бассейнов, мы использовали показатель общего органического углерода (Total Organic Carbon - ТОС) – это суммарная концентрация всех органических веществ в воде. Средний показатель ТОС для плавательных бассейнов составляет 5,8 мг/л (данные отсюда). Поэтому для нашего обзора мы использовали только результаты по воде 1 и 2 – они в большей степени соответствуют характеристикам воды в бассейне.

Далее нужно было проверить, соответствуют ли использованные в эксперименте дозы озона и хлора тем, что используются для обработки воды бассейнов. Согласно стандарту ГОСТ Р 53491.2-2012 «Бассейны. Подготовка воды. Часть 2. Требования безопасности» доза озона составляет от 0,8 до 1,5 г/м3 циркуляционного расхода в зависимости от температуры воды. Мы взяли среднее значение – 1 г/м3.

Для хлора рекомендуемые дозы составляют от 2 г/м3 для закрытых бассейнов до 10 г/м3 для открытых бассейнов. Мы опирались на среднее значение – 6 г/м3. Так как авторы использовали дозы хлора в пересчете на грамм ТОС, мы пересчитали их в мг/литр и сопоставили их с выбранным нами средним значением. Получилось, что дозы в эксперименте примерно соответствуют дозам, использующимся для дезинфекции, поэтому данные эксперимента можно распространить на процессы обработки воды в бассейне.

Номер источника TOC, мг/л Средняя доза озона для бассейнов, мг/л Доза озона в эксперименте, мг/л Средняя доза хлора для бассейнов, мг/л Доза хлора в эксперименте, мг/л
Вода 1 5,9 1 1 6|7,08
Вода 2 6,4 1 1 6 7,68

Материал подготовлен подготовлен экспертами ИТЦ «Комплексные исследования». Любое использование без согласия авторов запрещено