泳池水中為何出現“氯含量很高但細菌含量超標”現象?
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因此,若要維持游泳池水質的安全條件,限制池水酸鹼度pH的範圍是絕對有必要性的。
2.結合氯對氯的影響. 游泳池水中的自由餘氯(Free Chlorine ...
泳池水中為何出現“氯含量很高但細菌含量超標”現象?
泳池水中為何出現“氯含量很高但細菌含量超標”現象?
泳池水中出現“氯含量很高但細菌含量超標”現象最主要原因在於氯的化學行為不動作,亦即所謂的“笨氯(Stupid
Chlorine)”或“氯弱化”。
其影響因素有酸鹼度pH、結合氯(Combined
Chlorine)、氰尿酸(Cyanuric
Aacid)、溫度、總溶解固體(Total
DissolvedSolids,TDS)和氧化還原電位(ORP)等因素,其中又以前三項造成笨氯的影響最大,簡單說明如下:
1.酸鹼度對氯的影響
氯在水中所形成的次氯酸(HOCl)與次氯酸根(OCl)平衡濃度會隨著酸鹼度不同而有變化;氯在加入水中後會分解成次氯酸與次氯酸根離子,而次氯酸殺菌能力遠大於次氯酸根離子,殺死大腸桿菌(E.coli)的效率,次氯酸HOCl
大約是次氯酸根離子
OCl的80至l00倍,在一定氯的濃度下,氯物種(HOCl、OCl)
在水中的分佈百分率,會因為酸鹼度而有很大的差別,水的酸鹼度愈低,次氯酸(HOCl)所占比率愈高,殺菌力愈強,反之則次氯酸根(OCl)所占比率愈高,殺菌力愈低。
下圖一中可以說明氯物種隨酸鹼度pH變化的分佈情形:
次氯酸(HOCl)與次氯酸根(OCl)對酸鹼度pH變化的百分率圖
當水的酸鹼度上升時,次氯酸(HOCl)會轉換成次氯酸根(OCl),使得氯的氧化與殺菌力下降;因此,所謂的氯活性百分比即是對水中次氯酸(HOCl)所占百分率的稱呼;上圖說明水中氯的活性對pH非常敏感,而次氯酸HOCl與次氯酸根離子
OCl殺菌能力差異很大,所以決定某定量氯所能達到的殺菌程度,酸鹼度pH控制是主要的因素。
因此,若要維持游泳池水質的安全條件,限制池水酸鹼度pH的範圍是絕對有必要性的。
2.結合氯對氯的影響
游泳池水中的自由餘氯(Free
Chlorine,FC)會與水中有機污染物(如汗水、尿液、唾液、鼻涕、人體的皮膚代謝物、排泄物、肛門口的殘餘物與兒童的嘔吐物等)反應會形成成結合氯(Combaind
Chlorine,CC)而統稱總氯(Total
Chlorine,TC),亦即所謂總氯等於自由餘氯與結合氯之和,結合氯與次氯酸的殺菌強度差別很大,水中的結合氯殺死大腸菌所需要的時間比次氯酸要多出五佰倍。
也就是說,氯的檢測方法能否區別結合氯與次氯酸是殺菌結果的重要因素。
這也是國際上大都在法令上明列以DPD來檢測自由餘氯(次氯酸),禁止使用OTO檢測總氯的重要原因。
在目前普遍用來檢測游泳池水中氯方法有下列:
a.OTO
(ORTHOTOLIDINE):二胺基二甲基聯苯,與氯接觸時會有黃色的呈色反應。
OTO與DPD均是可以用來測試活性氯的存在,而活性氯則涵蓋了自由餘氯(Free
Chlorine)與結合氯(Combinded
Chlorine),其中結合氯的活性則比自由有效餘氯少了約六十至一百倍。
OTO黃色顯示法是目前在國內游泳池中氯的測試使用得較多的一種方式。
OTO法的好處是可以簡單迅速測得較寬範圍的氯值而不會被漂白,壞處是在有結合氯存在的情況下在,約五秒鐘左右會呈色加乘反應,也就是說,在同時含有由有效餘氯與結合氯的情況下,在加入OTO時,它首先是與自由有效餘氯反應而呈黃色,接著在約五秒鐘後與結合氯反應而加深原來的黃色深度,所以,有一些OTO的水質測試盒上會以五秒差的顏色變化,來計算自由有效餘氯與結合氯的個別濃度,但是,這也造成了一個問題,那就是,當重度負荷或是突增負荷時,自由餘氯全部反應成為結合余氯時,會有誤判結合餘氯即是自由餘氯的情況發生。
以OTO黃色顯示法來測量結合氯的程式舉例如下(圖二):
1:兩比色管分別取水樣
2:加
OTO到左邊的水樣中
3:開始計時/五分鐘後
4:加OTO到右邊的水樣中
5:五秒鐘後,同時讀兩個濃度值
PS:左邊共計五分鐘又五秒,右邊計五秒
自由餘氯=右邊五秒鐘的濃度
結合氯=左邊五分鐘又五秒的濃度-右邊五秒鐘的濃度
圖二.
OTO法測結合氯的方式
b.DPD(N,N-DIETHYL-P-PHENYLENEDIAMINE):對-氨基二乙基苯胺,與活性氯接觸時會有紫色的呈色反應。
DPD法則是自由餘氯與總氯是分別以不同藥劑加入的情況下,比較不容易有誤判的情形發生,測量出的結果顯然較為精確。
以DPD紫色顯示法來測量結合氯的程式舉例如下(圖三):
A:比色盤取水樣
B:加
DPD#1(酸堿條件)
C:加
DPD#2(有自由餘氯則顯紫色)讀值(自由餘氯)
D:加
DPD#3(有結合氯則紫色加深)比色讀值(總氯)
自由餘氯=(C)
結合氯=總氯(D)-自由餘氯(C)
圖三DPD法測結合氯的方式
雖然透過OTO對給合氯的顯色時間差,可以區別自由餘氯和總氯的差別,但是事實上,現場的水質檢測環境諸如照度或檢測工具的黃化等,還是很容易將總氯誤判為自由餘氯的情形發生;因此,採用DPD法當作氯的檢測工具還是較安全的方法。
3.氰尿酸對氯的影響
氰尿酸(Cyanuric
Acid)是另一個影響水中氯活性的重要因素之一。
由於氯製劑的發展快速,在價格與運輸便利性的帶動下,已逐漸成為游泳池水加氯的重要來源之一,其中以三氯氰尿酸(Tri
ChloroisoCyanuricAcid,TCCA,Trichloro-s-triazinertrione)與二氯氰尿酸鈉(Sodium
DichloroCyanuriate,NaDCCA,SodiummDichloro-s-triazintrione)為最具代表性,此類氯製劑的共同特性是含有大量的氰尿酸,由於氰尿酸是伴由加氯時進入水中;在特定條件下,氰尿酸會在水中持續累積而導致氯有弱化的現象產生,因此,有很多國家對其在水中的濃度訂有上限,即是為了防止氯弱化產生,維持氯的殺菌力。
下圖四是顯示游泳池池水在固定的氯含量情況下,氰尿酸的含量與殺死細菌所需時間的關係:同樣的含氯量,氰尿酸的含量愈高,殺死大腸菌所需要的時間愈長,說明了氰尿酸會降低氯的殺菌活性的特性。
圖.四
氰尿酸含量對氯的殺菌影響
由於笨氯或氯弱化的主要影響因素為酸鹼度pH、結合氯與氰尿酸等三項重要因素,本公司最新引進的氯霸水質活化劑可一舉解決此一複雜的化學條件,它含有BREAK-AMINE多效分散劑,不但可以轉移氯粉、氯碇中氰尿酸造成的氯弱化問題,更可以排除酸鹼度和結合氯對的干擾,同時也會抑制結合氯的累積,預防氯臭味道的產生和降低尿素超標問題;是屬於防呆型產品設計,單一池水只需添加一次永久有效。
版權所有
李文昌
美國國家游泳池基金會授證講師
美國專業游泳池管理人員協會
東亞地區諮詢顧問
中國商業聯合會沐浴專業委員會
專家委員
中國建築設計研究院《游泳池水質標準》編制特邀專家
中國建築設計研究院《游泳池給水排水技術規程》主要起草人
日本中央溫泉研究所溫泉管理士
化工技術執照
(內 030-000407號)
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(環署 GA160336號)
乙級水處理執照
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毒性化學物質操作執照
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