Хлороформ в воде как образуется
Водоподготовка бассейна
Образование побочных продуктов дезинфекции воды
Для заполнения бассейна используется, как правило, вода, поступающая из распределительной системы питьевой воды, содержащая природные органические вещества. Проблематика образования побочных продуктов дезинфекции воды в результате взаимодействия хлора с органическими веществами (прекурсорами) возникла в середине 1970-х гг. [2].
В это время были опубликованы работы, навсегда изменившие отношение к питьевой воде. В одной сообщалось о большей смертности от рака жителей, потреблявших содержащую природные органические вещества воду из р. Миссиссиппи, нежели других, пивших воду из подземных источников [3], во второй приводились данные о повышении концентрации хлороформа и других тригалогенметанов (ТГМ) в питьевой воде в процессе хлорирования [4]. Результаты этих исследований привлекли огромное внимание. Только до конца 2008 г. работа [4] была процитирована 964 раза. В тот же период Национальный институт рака, США, по результатам опытов с животными отнес хлороформ к потенциальным канцерогенам.
В питьевой воде к настоящему времени идентифицированы более 600 ППО, образующихся при взаимодействии органических веществ с применяемыми дезинфектантами (хлором, озоном, диоксидом хлора и хлораминами). К двум группам побочных продуктов дезинфекции воды, концентрации которых подлежат регулированию уже в целом ряде стран, относятся ТГМ и галогенуксусные кислоты (ГУК).
В конце 1980-х гг. появились первые результаты исследований качества воды в плавательных бассейнах. Выяснилось, что помимо природных в воде бассейна содержатся и другого рода органические вещества в виде биологических жидкостей организма человека (моча, слюна и пот), а также клеток кожи, волос, косметики, остатков моющих веществ, средств ухода за кожей и пр., которые являются прекурсорами значительно больших количеств побочных продуктов обеззараживания воды, нежели природные органические вещества. К настоящему времени в воде плавательного бассейна выявлено около 100 побочных продуктов дезинфекции.
Здесь важно отметить, что повышение уровня аналитического оборудования позволяет открывать все новые побочные продукты обеззараживания воды. При этом большинство из них выявлены в лаборатории на модельных растворах, а не в пробах реальной питьевой воды или воды из бассейна. В отношении их токсичности, надежных эпидемиологических данных нет.
В результате через 40 лет после открытия нет однозначности в части их опасности для здоровья человека. В то же время данных накоплено много.
Некоторые побочные продукты обеззараживания воды оказывают раздражающее действие на кожу, органы зрения и дыхательную систему, могут послужить причиной развития астмы и оказывать генотоксическое воздействие. Сообщено неоднократно о повышенном риске возникновения рака мочевого пузыря при потреблении хлорированной воды. Показано наличие сильной положительной корреляции присутствия хлороформа в питьевой воде и смертности от рака мочевого пузыря у крыс, тогда как бромированные ТГМ повышают вероятность возникновения у этих животных рака мозга. Вместе с тем ни один из идентифицированных хлорированных побочных продуктов обеззараживания не удостоверен в качестве возбудителя рака мочевого пузыря у человека. Получены данные о нарушении воспроизводительной функции у людей при воздействии ТГМ. Ряд исследователей сообщают о большей канцерогенности ГУК по отношению к ТГМ. В опытах на грызунах показана гепатотоксичность дихлороуксусной кислоты. Продемонстрировано нарушение функций сердца у детенышей самок крыс, получавших с питьевой водой трихлороуксусную кислоту.
Дихлороуксусная и дибромоуксусная кислоты снижают воспроизводительную способность самцов некоторых животных. Некоторые бромированные галогенуксусные кислоты вызывают окислительное разрушение молекул ДНК и токсичны по отношению к цекальной микробиоте. При этом бромированные ГУК более токсичны, чем хлорированные [6].
Важно отметить, в плавательных бассейнах риск попадания побочных продуктов дезинфекции воды в организм человека в большей мере связан с вдыханием их летучих органических соединений и всасыванием через кожу, нежели с глотанием во время плавания. При этом из общего количества ТГМ, поступающих в организм человека, через кожу попадает больше ТГМ (до 80%), чем при питье воды [7].
Нормы ПДК для бассейнов и питьевой воды
Во Франции и Австралии существуют ПДК по хлораминам на уровне 0,6 и 1,0 мг/л, соответственно. В Канаде этот показатель различается в провинциях и составляет от 0,1 до 1,0 мг/л.
В части ГУК Агентство по охране окружающей среды, США, установило ПДК суммы пяти кислот в питьевой воде на уровне 60 мкг/л, по рекомендациям ВОЗ концентрации хлоруксусной, дихлоруксусной и трихлоруксусной кислот в питьевой воде не должны превышать 20, 50 и 100 мкг/л, соответственно [7].
Автор статьи: Кофман Владимир Яковлевич
Хлорный бассейн не осознаем последствий
Бассейн, который нас убивает дезинфекция в бассейнах
Посещение бассейна поднимает настроение не только у детей, но и у взрослых. Мы верим, что получив физическую нагрузку, отдых и моральное удовлетворение, не приобретем неожиданно букет проблем связанных со здоровьем. Так ли это?
Знаем, но не осознаем последствий
Надежная дезинфекция воды бассейна должна сочетаться с безопасностью и комфортом, не вызывая у посетителей неприятные ощущения. Посещая бассейн, вы, наверное, сталкивались с ощущением сухости кожи, ломкости и выпадения волос, покраснением глаз. Оказывается это мелочи, о более опасных фактах мы поговорим в этой статье. Проблема в том, что владельцы бассейнов не следят за новыми технологиями в сфере обеззараживания воды, надеясь на «дедовские» методы. Традиционный, наиболее распространенный подход к дезинфекции основан на внесении в воду бассейна дезинфицирующего средства на основе хлора. Соответственно на практике чаще всего применяют гипохлорит натрия, как одно из веществ, выделяющих свободный хлор.
Консервативно настроенные люди будут утверждать, что хлорирование надежный способ обеззараживания. Я соглашусь с этим мнением, но с оговоркой. Он был надежен в прошлом веке и считался чуть ли не 100% гарантией безопасности, пока ученые не доказали о существовании «обратной стороны». Серьезную опасность здоровью человека несут побочные продукты дезинфекции хлорсодержащими средствами.
ТРИ самых опасных соединения образующихся в бассейне
Хлорамины – соединения хлора с аммиаком. Аммиак попадает в воду бассейна вместе с купающимися, он содержится в поту, кожном эпителии, в секрециях потожировых желез, моче и других выделениях. Мы заблуждаемся, когда говорим, что вода пахнет хлором. Хлор, растворенный в низкой концентрации, не пахнет. Наличие характерного запаха говорит о присутствии хлораминов. Они испаряются с поверхности и являются источником неприятного запаха, раздражения слизистой глаз, органов дыхания и кожи. Но это как говорят, еще пол беды.
Хлороформ – вот главная проблема. Это опаснейшее хлорорганическое соединение образуется в воде бассейна в результате реакций различных органических соединений и продуктов метаболизма биопленки и водорослей. Хлороформ очень токсичное вещество, его предельно допустимая концентрация (ПДК) в бассейне 0,1 мг/л. Превышение этой концентрации нельзя определить на вкус, запах или цвет.
Загрязненная хлорорганическими образованиями вода провоцирует большое количество болезней человека, среди которых пневмония, гастрит, болезни печени, мочевого пузыря, прямой кишки, сердечные и онкологические заболевания. Желая того или, нет, человек может сглатывать воду загрязненную хлорорганикой, что уже является опасным. Кроме того, эти соединения в большом количестве проникают через нашу кожу во время плавания, так как площадь контакта с водой максимальна и количество ядовитых веществ, попадающих в организм через кожу, может быть очень критической.
Бассейны в которых бактерии себя чувствуют комфортно
Следующим негативным фактором является низкая дезинфицирующая способность хлора. Да, именно низкая. Потому, что те концентрации, которые используются для обеззараживания бассейна, неэффективны. Посетитель бассейна, даже с медицинской справкой, не может гарантировать отсутствие у него опасных патогенов. А он может быть носителем различных вирусных и грибковых заболеваний. Кроме того, многие микроорганизмы уже давно приобрели устойчивость к дезинфицирующим средствам хлорного типа. Условия для их размножения в бассейне идеальны – тепло, влажно, постоянно появляются новые пловцы. Уже существуют штаммы болезнетворных бактерий, которые начинают размножаться в воде практически сразу после обработки хлором. Хлорсодержащие препараты абсолютно бесполезны в борьбе с грибками, вирусом гепатита Б, легионеллой, криптоспоридиями, лямблиями, простейшим и мн. др.
Биопленка, еще один житель бассейна
Совокупность вышеперечисленных фактов, органические и минеральные вещества присутствующие в воде, способствуют развитию на стенках бассейнов слизи. Иногда не видимая, но ощущаемая при прикосновении. Наверняка вы замечали слизкую плитку бассейна. Это биопленка, она представляет собой полисахаридный слой с минеральными отложениями. Пищей для ее развития является органика. Внутри нее активно развиваются целые колонии микробов, а вновь образованная слизь служит своеобразным защитным щитом от действия обеззараживающих веществ. Количество микроорганизмов в биопленке в 1000 раз выше, чем в воде. Именно она является еще одним источником инфекций. Если не принимать соответствующие меры, следующим этапом эволюции, будет развитие водорослей, так как существует устойчивая синергетическая связь их с биопленками. Особенно уязвимыми и идеальными местами их развития в бассейне являются углы, стыки и швы. Практика показала, что дезсредства на основе хлора не могут разрушить и удалить биопленку, подавить рост водорослей.
Недостатки хлорной технологии обеззараживания воды бассейна
-раздражает слизистую дыхательных органов
-вызывает резь и покраснения в глазах
-вызывает кожные реакции (аллергия, сыпь, зуд, сухость, покраснение)
-негативно влияет на структуру волос
-образуются побочные продукты – источник опасных заболеваний
-не уничтожаются некоторые патогены, в т. ч. спорообразующие бактерии и грибки
-микроорганизмы вырабатывают защитные функции или приобретают иммунитет
-обязательно необходимо использовать корректор pH, так как в щелочной среде хлорсодержащие средства неэффективны
-абсолютно неэффективен против биопленок и водорослей
Оказывается, не все так трагично
Посещая бассейны, где обеззараживание воды проводится хлорсодержащими средствами, мы несознательно, но добровольно и за свои деньги наносим непоправимый ущерб своему здоровью
Шоковое хлорирование
Борьба с хлораминами, ответственными за пресловутый «запах хлора» в бассейне – одна из наиболее сложных задач, стоящих перед управляющими современных бассейнов. Но вот в чем загвоздка: бороться с «запахом хлора» желание есть, а вот понимания того, с чем именно нужно бороться и как это делать, нет. И вообще говоря, бороться подразумевает исправлять ситуацию, хотя грамотнее было бы ее просто не допускать. Но обо всем по порядку.
Название «азот» происходит от греческого слова «азоос», что значит «безжизненный». Азот необходим для питания всякого живого существа. В виде сложных органических соединений – белков – азот входит в состав всех живых организмов. Азот образует единений образуются монохлорамины NH2Cl, дихлорамины NHCl2 и трихлорамины NCl3. Хлор в виде хлораминов, в отличие от свободного, называется связанным активным хлором. Хлорамины значительно интенсивнее испаряются с поверхности воды, чем свободный хлор, и имеют резкий неприятный запах, раздражают глаза, кожу и верхние дыхательные пути пловцов. В первую очередь, это касается дихлораминов и трихлораминов. Сначала в воде, содержащей аммиак, образуются монохлорамины, которые почти не имеют запаха и обладают окислительной способностью чуть меньшей, чем свободный хлор. Затем при наличии свободного активного хлора начинается образование дихлораминов и трихлораминов. Вот эти соединения и вызывают проблемы как несколько соединений с водородом, из них наибольшее значение имеет аммиак – бесцветный газ с характерным резким запахом (запах «нашатырного спирта»). В воду бассейна аммиак привносится в основном купальщиками, так как пот, моча, аминокислоты и жиры содержат аммиак и другие соединения азота. Когда в воду бассейна вносят реагент, содержащий хлор, в ней формируется хлорноватистая кислота (HOCl), являющаяся сильнейшим окислителем. Получающиеся в результате диссоциации хлорноватистой кислоты гипохлоритные ионы OCl обладают, наряду с недиссоциированными молекулами хлорноватистой кислоты, бактерицидным свойством. Сумму HOCl + OCl называют свободным активным хлором. При наличии в воде аммонийных со у купальщиков, так и обслуживающего персонала бассейна.
Из графика видно, насколько большую дозу хлора необходимо ввести в обрабатываемую воду при значительной концентрации в ней загрязнений, внесенных человеком, чтобы разрушить хлорамины и добиться присутствия в воде свободного активного хлора. Обратите внимание, что если в воду бассейна внести слишком малую дозу хлора, это приведет не только к окислению загрязнений, но и к увеличению агрессивности воды (неприятный запах хлора и жжение глаз купальщиков). Как это ни парадоксально, чем больше количество введенного в воду хлора (в разумных пределах, конечно), тем меньше вероятность того, что она будет этим самым хлором пахнуть.
На практике, при наличии в воде бассейна большого количества хлораминов, проводят так называемое шоковое хлорирование. При этом в воду вводится доза хлора не менее, чем в 10 раз превышающая концентрацию связанного хлора. Хлорамины разрушаются, и, казалось бы, все в порядке. Но у шокового хлорирования есть весьма неприятные последствия.
Во-первых, резко возрастает концентрация остаточного свободного хлора и купаться в бассейне становится невозможным. С этой проблемой обычно справляются достаточно просто либо разбавлением свежей водопроводной водой, либо проводят дехлорирование воды бассейна с помощью специальных химических реагентов. Но главная проблема не в этом. При наличии в воде различных органических соединений и продуктов метаболизма водорослей при ударном хлорировании в воде образуется опаснейшее хлорорганическое соединение – хлороформ.
Хлороформ является токсичным веществом, его предельно допустимая концентрация (ПДК) в воде бассейна 0,1 мг/л. Загрязненная хлорорганическими веществами вода провоцирует большое количество болезней человека, среди которых пневмония, гастрит, болезни печени, мочевого пузыря, прямой кишки, онкологические заболевания. Употребление загрязненной хлорорганикой воды опасно не только при питье: эти вещества способны проникать сквозь неповрежденную кожу при плавании.
Так как в этом случае площадь контакта кожи с водой максимальна, то количество канцерогенных веществ, попадающих в организм «поверхностным» путем может быть очень существенным. Если органы санитарно-эпидемиологического контроля обнаруживают в воде бассейна хлороформ в концентрации выше предельно допустимой, бассейн закрывается и дается предписание на полную смену воды. Из практики очистки питьевой воды известно, что путем уменьшения дозы хлора можно существенно снизить количество образующегося при хлорировании воды хлороформа. Возникает вопрос: а как же удалять из воды хлорамины? Как уже говорилось, прежде всего нельзя допускать накопления в воде бассейна большого количества дихлораминов и трихлораминов. Аммиак попадает воду с выделениями купающихся, и для нас очень важно быстро изъять эти компоненты из воды. В этом нам могут помочь напорные фильтры, но только в том случае, если процесс фильтрования организован надлежащим образом. Как известно, основополагающим расчетным параметром для них является скорость фильтрования. Определяется эта скорость количеством воды, проходящей через фильтр, и площадью фильтрующей загрузки. Согласно отечественным нормативам эта скорость не должна превышать 30 м/час, так как при скорости выше резко возрастает количество загрязнений, проходящих сквозь слой фильтрующей загрузки и не задерживающихся в нем.
К сожалению, этот норматив часто нарушается. Причины разные: ошибки проектирования, неоправданная экономия на технологическом оборудовании или элементарная безграмотность. При этом следует учитывать, что введение коагулянта перед напорными фильтрами (контактная коагуляция) при скоростях фильтрования свыше 30 м/час неэффективно, так как коллоидные частицы коагулянта при таких скоростях не прилипают к зернам фильтрата, а выносятся в бассейн. Также очень важно обеспечить точную дозировку коагулянта. Не следует забывать и о том, что периодически необходимо проверять состояние фильтрующей загрузки фильтров и при необходимости проводить мероприятия по восстановлению ее фильтрующей способности.
В конечном итоге неудовлетворительно работающая система фильтрации приводит к накоплению в воде бассейна веществ, содержащих аммиак, и как следствие к образованию хлораминов.
Естественно, когда в воде бассейна появляется большое количество хлораминов, необходимо проводить «шоковое» хлорирование. Но при этом не следует забывать, что этим самым мы боремся с последствиями болезни, а не с ее причиной. И если не устранить причину, болезнь становится хронической и периодически обостряется.
В заключение хотелось бы отметить, что система водоподготовки бассейна – комплексная система. И если один из компонентов этой системы работает неудовлетворительно, то это обязательно отразится на работе всей системы в целом, а значит, скажется и на качестве конечного продукта – воды в чаше бассейна.
Опубликовано в журнале «БАНБАС» № 1 (115).
Побочные продукты дезинфекции в воде бассейнов
Тема побочных продуктов дезинфекции активно изучается последние четыре десятилетия. С момента обнаружения в 1974 году в питьевой воде тригалометанов [1] было проведено большое количество исследований, направленных на изучение механизма формирования побочных продуктов, определение видов и классов вторичных соединений и наконец, самое главное, – оценку их возможного влияния на здоровье человека, а также разработку мер борьбы с нежелательными соединениями.
Полученные данные позволили исследователям сделать вывод о неблагоприятном характере воздействия отдельных соединений на организм человека: некоторые из выявленных в питьевой воде веществ демонстрировали мутагенный и канцерогенный характер воздействия, вызывали неблагоприятные репродуктивные эффекты, что напрямую связывалось с потреблением хлорированной питьевой воды. В последние десятилетия эта проблема активно изучается и в отношении воды плавательных бассейнов.
Серьезная озабоченность присутствием побочных продуктов дезинфекции в обрабатываемой воде и их потенциальным неблагоприятным воздействием на человека находит отражение в нормативных документах и национальных регламентах, рекомендациях ВОЗ и профильных организаций. Подавляющее их большинство указывает на необходимость контроля за содержанием побочных соединений в обрабатываемой воде, а также принятия мер по снижению их концентрации, в том числе, за счет применения альтернативных технологий дезинфекции.
Формирование вторичных продуктов дезинфекции
Побочные продукты дезинфекции (англ. Disinfection ByProducts – DBP) воды бассейна – это продукты реакции дезинфицирующих средств (хлора, брома или озона) с органическими или неорганическими примесями, имеющимися в исходной воде или привносимыми в нее купальщиками. Образование побочных продуктов связано с высокой активностью галогенов (хлора или брома), входящих в состав дезинфицирующих средств: вступая в реакции с имеющимися в воде примесями, они образуют вторичные, галоген-органические соединения. Почвой для формирования таких соединений служат вещества, называемые прекурсорами (т.е. «предшественниками»):
Таблица 1 Источники прекурсоров вторичных продуктов дезинфекции плавательных бассейнов
Виды побочных продуктов
На данный момент описано более 600 видов побочных продуктов, встречающихся в питьевой воде [2], и более 100 видов – в воде плавательных бассейнов [3]. Наиболее известным и изученным классом являются тригалометаны (англ. Trihalomethanes – THM) с момента их обнаружения в питьевой воде в 1974 году. К этому классу относятся, в частности, такие соединения как хлороформ, бромоформ и др. В 1993 году они были включены в качестве показателя наличия DBP в воде бассейна в немецком стандарте DIN 19643.
В 1998 году американской Организацией по охране окружающей среды (Environmental Protection Agency – EPA) в Национальный стандарт качества питьевой воды в качестве показателя наличия DBP в воде помимо тригалометанов были включены галогензамещенные уксусные кислоты (англ. Haloacetic acids – HAAs), которые также регулярно регистрируются в воде плавательных бассейнов.
Учитывая то, что органические примеси, привносимые купальщиками, имеют в своем составе высокую концентрацию азота, это приводит к образованию в воде бассейна большого количества нитросоединений.
Помимо хлор-производных соединений, наличие которых обусловлено методом дезинфекции с использованием хлора, также имеют место бром- и йод-производные соединения. Их возникновение может быть связано не только с методом обработки воды (например, при бромировании), но и присутствием естественного брома/йода (в воде подземных источников, в морской воде) или их соединений в исходной воде (такие специально подготовленные воды с обогащенным минеральным составом часто применяются в оздоровительных СПА-ваннах). Поэтому хлорирование воды с высоким содержанием бромида приводит к наличию в обработанной воде большого количества бром-содержащих побочных продуктов.
Как уже было отмечено выше, озон также способен формировать побочные продукты в ходе реакций с органическими примесями – это альдегиды, кетоны, карбоксильные кислоты. А в случае присутствия в исходной воде естественного бромида (или при сочетании двух методов обработки бассейна – бромирования и озонирования) – возможно формирование броморганических соединений, а также броматов, являющихся сильнейшими канцерогенными соединениями. В таблице 2 представлены основные классы соединений, которые регистрировались в бассейнах в качестве вторичных продуктов дезинфекции в зависимости от используемых реагентов.
Хлор
и препараты на его основе
Тригалометаны, Галогензамещенные уксусные кислоты, Галоацетонитрилы,
Галокетоны, Трихлорацетальдегид (хлоральгидрат), Трихлорнитрометан (хлорпикрин), Хлорциан, Хлораты, Хлорамины
Бром
и препараты на его основе
Тригалометаны, Галогензамещенные уксусные кислоты, Хлораты,
Бромальгидрат, Броматы, Бромамины
Озон
Альдегиды, Кетоны, Кетоновые кислоты, Карбоксильные кислоты;
В случае присутствия бромида в исходной воде или сочетания с бромированием: Бромоформ, Броматы
Таблица 2 Виды побочных продуктов дезинфекции при использовании хлора, брома и озона
Источник: Руководство ВОЗ по обеспечению безопасности водных объектов рекреации
Смотреть ролик о том что такое хлорамины и откуда они берутся в бассейне
Пути проникновения и токсичность
Вопрос токсичности и оценка потенциального вреда для здоровья человека (особенно в долгосрочной перспективе) – наиболее важная часть исследований, посвященных побочным продуктам. В дополнение к уже известным соединениям, в воде бассейнов выявлено значительное количество соединений, которые не регистрировались ранее, в ходе исследований по питьевой воде. Изучены они крайне мало, и однозначно судить об их влиянии на организм человека пока сложно, но не исключено, что эти вещества также могут проявлять токсичные свойства и оказывать неблагоприятное воздействие.
Побочные продукты могут быть обнаружены в крови, плазме и легких, как купальщиков, так и обслуживающего персонала закрытых бассейнов (см. данные Табл. 3 и 4). Учитывая специфику плавательных бассейнов, вдыхание и кожная адсорбция – это основные пути проникновения побочных соединений в организм человека. Причем стоит отметить, что именно для этих случаев характерны гораздо более высокие концентрации DBP в крови, нежели при непосредственном проглатывании воды.
Закрытый бассейн
Открытый бассейн
В крови пловцов, мкг/л
0.11 (менее 0.06 – 0.21)
В воде бассейна, мкг/л
В воздухе – 20 см над поверхностью воды, мкг/м3
В воздухе – 150 см над поверхностью воды, мкг/м3
Таблица 3 Средние значения и возможный диапазон концентраций тригалометанов.
Источник: Руководство ВОЗ по обеспечению безопасности водных объектов рекреации.
Таблица 4 Концентрации тригалометанов в плазме пловцов после 1 часа плавания в закрытом бассейне Источник [13]
Что касается бром-содержащих побочных продуктов, то многие из них также проявляли в ходе исследований токсичные и мутагенные свойства (как правило, даже более выраженные чем у хлорсодержащих соединений) [9], а некоторые соединения (в частности, броматы) являются признанными канцерогенами и нормируются СанПин по ПДК.
Серьезную озабоченность вызывают также результаты исследований, посвященных проблеме формирования N-нитрозаминов (в частности, N-нитрозодиметиламина – N-НДМА) в питьевой воде и воде плавательных бассейнов [10]. N-нитрозамины – негалогенированные (т.е. не содержащие хлор или бром) нитросоединения, их образование зачастую связывают с взаимодействием хлорпроизводных продуктов и азотистых примесей, в значительном количестве присутствующих в воде бассейнов. Особую роль при этом играют «ударные» обработки хлором, которые могут резко стимулировать формирование нитрозаминов.
N-нитрозамины – крайне токсичные соединения, оказывающие выраженный мутагенный и канцерогенный эффект даже при очень низких концентрациях (нг/л). Для сравнения, ПДК по хлороформу (в питьевой воде) – 0,07 мг/л, для N-НДМА – 0,00007 мг/л (приведены данные Национального стандарта качества питьевой воды США). В России СанПин не дает рекомендаций по ПДК в питьевой воде.
Меры контроля и удаление побочных продуктов
Процесс формирования побочных продуктов, состав и количество образуемых соединений обусловлены большим количеством различных факторов: тип бассейна и его загруженность, особенности системы водоподготовки и тип применяемого дезинфектанта, параметры исходной воды, ее температура и рН. Поэтому самой главной трудностью, учитывая сложность диагностики подобных соединений и принимая во внимание их потенциальную опасность для здоровья человека, является проблема контроля их формирования и эффективного удаления.
Эффективность АОР технологий обусловлена использованием в качестве окислителя ОН-радикалов, обладающих высокой реакционной способностью. ОН-радикалы активируют процессы окисления органических соединений в воде, инициируя цепные реакции окисления и вовлекая в реакции кислород, который в обычных условиях для большинства рассматриваемых органических соединений практически нейтрален. Константы скоростей реакций с участием ОН-радикалов в миллионы раз превосходят константы реакции с озоном. Процессы интенсивного окисления позволяют достигать глубокого разложения нежелательных органических примесей, вплоть до их полной минерализации до СО2, воды, неорганических кислот или солей. Эти свойства делают возможным применение АОР-технологий в широком диапазоне концентраций органики в питьевой воде и воде плавательных бассейнов, обеспечивая эффективное удаление как прекурсоров, так и уже сформировавшихся побочных продуктов, в том числе частиц с низкой молекулярной массой (недоступных даже методам мембранной фильтрации), которые зачастую проявляют наиболее токсичные свойства.
Технологии, основанные на АОР-процессах, отличаются по способам получения в воде ОН-радикалов и организации физико-химических реакторов, в которых происходит окисление и деструкция органических загрязнений. Наиболее распространенными методами получения ОН-радикалов и соответственно АОР технологиями являются:
Проводившиеся исследования подтвердили существенное преимущество АОР технологий по сравнению с другими методами, в том числе с озонированием [11]. Отдельно стоит отметить тот факт, что применение АОР-технологий совместно с дополнительным хлорированием (для обеспечения бактерицидного последействия в чаше бассейна) позволяет существенно сократить дозировку применяемого дезинфектанта, что непосредственно влияет на количество образуемых побочных продуктов дезнфекции.
Немаловажную роль в проблеме контроля над формированием побочных продуктов играет поведение пловцов до и во время плавания. Воздействие на этот фактор (обязательное посещение душа, использование туалетов, использование водонепроницаемых подгузников для детей) позволяет существенно сократить количество прекурсоров побочных продуктов. К примеру, краткий душ перед посещением бассейна позволяет сократить на 35-60% количество органических примесей, привносимых человеком [12], а значит, и количество реагентов, необходимых для ее окисления, что в свою очередь влияет на интенсивность формирования побочных продуктов.
Заключение
Результаты последних исследований позволили существенно расширить понимание природы побочных продуктов дезинфекции в плавательных бассейнах, механизмов их формирования и путей проникновения в организм человека. Тем не менее, в области токсичности побочных соединений и их потенциального влияния на человека остается большое количество вопросов, на которые ответить однозначно пока сложно.
Что касается мер контроля и удаления побочных соединений и их прекурсоров, то в условиях плавательных бассейнов наиболее эффективным и обоснованным решением является АОР-технология. Использование по отдельности или в сочетании различных способов получения гидроксильных радикалов ОН* позволяет подобрать оптимальную технологическую схему для конкретных условий и параметров исходной воды, обеспечивая эффективную деструкцию органических примесей от купальщиков и вторичных продуктов дезинфекции, а также минимизацию рисков формирования новых побочных соединений.
Литература
[1] Rook J.J. Formation of haloforms during chlorination of natural waters // Water Treatment and Examination. 1974. Т.23, №2. С.234-243.
[2] Richardson S.D. Occurrence, genotoxicity, and carcinogenicity of regulated and emerging disinfection by-products in drinking water: a review and roadmap for research / M.J. Plewa, E.D. Wagner, R. Schoeny, D.M. DeMarini // Mutation research. 2007. Т.636, №1-3. С.178–242.
[3] Richardson S.D. What’s in the Pool? A Comprehensive Identification of Disinfection By-products and Assessment of Mutagenicity of Chlorinated and Brominated Swimming Pool Water / D.M. DeMarini, M. Kogevinas, P. Fernandez, E. Marco, C. Lourencetti, C. Ballesté, D. Heederik, K. Meliefste, A.B. McKague, R. Marcos, L. Font-Ribera, J.O. Grimalt, C.M. Villanueva //Environmental Health Perspectives. 2010. Т.118, №11. С.1523-1530
[4] Villanueva C.M. Bladder cancer and exposure to water disinfection byproducts through ingestion, bathing, showering and swimming pool attendance / K.P. Cantor, J.O. Grimalt, N. Malats, D. Silverman, A. Tardon // American journal of epidemiology. 2007. Т.165, №2. С.148–156.
[5] Chiswell B. The causes of eye irritation in swimming pools / C.F. Wildsoet // Water science and technology. 1989. Т.21, №2. С.241-244.
[6] Bernard A. Non-invasive biomarkers of pulmonary damage and inflammation: Application to children exposed to ozone and trichloramine / S. Carbonnelle, M. Nickmilder, C. de Burbure // Toxicology and applied pharmacology. 2005. Т.206, №2. С.185-190.
[7] Bernard A. Lung hyperpermeability and asthma prevalence in schoolchildren: unexpected associations with the attendance at indoor chlorinated swimming pools / S. Carbonnell, O. Michel, S. Higuet, C. de Burbure, J.-P. Buchet, C. Hermans, X. Dumont, I. Doyle // Occupational and environmental medicine. 2003. Т.60, №6. С.385-394.4[8] Schlumpf M. In vitro and in vivo estrogenicity of UV screens / B. Cotton, M. Conscience, V. Haller, B. Steinmann, W. Lichtensteiner // Environmental health perspectives. 2001. Т.109, №3. С.239-244.
