Laboratorija baseine

Laboratorija baseine

Arkadijus Kuramšinas
Kandidatas chemijos mokslai
"Chemija ir gyvybė" №7, 2018

Nedaugelis žino, kad bet koks baseinas – ir vandens parke, ir klubuose, ir treniruočių sportas – yra tikra cheminė laboratorija, kurioje vyksta daugybė reakcijų. Be to, mes patys turime daugybę reagentų šioms laboratorijoms.

Daugelis iš mūsų mėgsta plaukti. Ir tie, kurie nežino, kaip nepamiršti patekti į vandenį, kad atsipalaiduotų, įstrigtų ar atvėsintų kūną po fizinio krūvio. Deja, dauguma upių ir ežerų tautiečių yra prieinami kas du mėnesius per metus – tokia trumpalaikė "mūsų šiaurinė vasara, karšta pietų žiemą", be to, daugelis rezervuarų, tik turėję laiko sušilti iki šių laipsnių, kai jūs negalite bijoti hipotermijos vidutiniam žmogui iš karto žydi Likęs laikas vandens mėgėjams vandens procedūrų turi būti imamasi baseinuose.

Vandens ciklas

Visi žino, kad baseine esantis vanduo dezinfekuojamas ir naudojamas daug cheminių reagentų. Jei sutaupysite pinigų dezinfekavimo produktams, kartu su plaukikais baseine bus patologinės bakterijos Escherichia coli ir Salmonella enterica arba pirmuonys – Cryptosporidium parvum ir Giardia lamblia. Tačiau medžiagos, naudojamos dezinfekuoti vandenį, ne tik užmuša patogenus, bet ir reaguoja su organinėmis medžiagomis vandenyje, kad susidarytų šalutiniai produktai. Organinės medžiagos (be sunaikintų mikroorganizmų fragmentų) yra prakaitas, šlapimas, losjonai ir kita kosmetika. Gerai žinoma, kurie junginiai yra susidarę dėl tokių reakcijų, tačiau diskusijos apie tai, kaip jos pavojingos žmogaus sveikatai, vis dar vyksta.

Bet koks lankytojas baseine susiduria su dezinfekcijos šalutiniais produktais – jie yra vandenyje ir ore virš jo. Per uždarus baseinus yra daug daugiau nei per atvirą dangų. Geriamojo vandens kokyb ÷ s tyrimai rodo, kad šalutiniai dezinfekcijos būdai yra gana toksiški, tačiau nesvarbu gerti vandens iš baseinų, neaišku, kokia šių medžiagų koncentracija gali būti sveikatos problema. Vienintelis dalykas, su kuriuo galima pasakyti, yra tas, kad tie, kurie praleidžia daug laiko baseine: profesionalūs plaukikai ir pagalbiniai darbuotojai jiems labiausiai patiria.

Dažniausiai chlorinas ir jo dariniai, chloro (IV) oksidas ir hipochloritai yra naudojami dezinfekuoti baseinus. Vanduo taip pat gali būti apdorotas bromo, ozono ar ultravioletinių spindulių. Reagentai arba fotocheminis aktyvinimas keičia mikroorganizmų funkcionavimui reikalingų biomolekulių struktūrą, daugiausia sunaikinant jų ląstelių sienas. Kartais turite sujungti keletą būdų. Pavyzdžiui, kriptosporidijų parazitai (Kriptosporidijus) dažniausiai sukelia virškinamojo trakto ligas lankytojų baseinams, yra atsparios įvairių chloro turinčių dezinfekcijos priemonių veikimui, tačiau yra jautrūs ultravioletinių spindulių poveikiui – tačiau jis jų neuždaro, bet neleidžia dauginti. Cheminio apdorojimo ir ultravioletinių spindulių derinys yra veiksmingas prieš kitus mikroorganizmus.

Naudojant baseiną (1 pav.), Kai vanduo iš jo nusausinamas ir apdorojamas, ty jis valomas mechaninėmis priemaišomis, apdorojamas ultravioletiniu šviesa, rechloruojamas ir prireikus koreguojamas pH lygis. Ultravioletinės spinduliuotės šaltinis turi būti dedamas į vandens recirkuliacijos ir filtravimo sistemas – baseine jie bus pavojingisveikatingumo plaukikų. Po visų šių operacijų vanduo grąžinamas. Ką ji atneša žmonėms?

Pav. 1. Vandens ciklas baseine. Vanduo filtruojamas, dezinfekuojanćios medziagos pridedamos prie jo ir nustatomas pH. Kadangi apie 1% vandens kasdien prarandama dėl garinimo ir kitų procesų, būtina reguliariai papildyti šviežias porcijas. Dauguma baseino vandens cirkuliuoja apie 100 dienų (Aplinkos mokslas ir technologijos, 2007)

UV spinduliavimas yra labai efektyvus, tačiau jis taip pat turi trūkumų – kai kuriuose dezinfekcijos šalutiniuose produktuose sunaikinami azoto-chloro junginiai, todėl jie virsta labiau toksiškomis cheminėmis medžiagomis, pvz., Chloru, kuris yra pavojingas kvėpavimo ir gleivinių organams (Environ. Sci. Technol., 2013 m.). Tai reiškia, kad mikrobiologiniu požiūriu vanduo baseine tikrai tobulėja, tačiau cheminiu požiūriu ultravioletinis spinduliavimas prisideda prie kai kurių medžiagų koncentracijos mažinimo ir kitų auginimo, o dažniau tas medžiagas, kurios verta nerimauti, kaupiasi baseine.

Yra ir kita problema: laikui bėgant šalutinių produktų dezinfekcijos koncentracija didėja. Paprastai vanduo baseine juda uždarame ciklame, todėl organinės medžiagos gali kauptis savitose salėse savaites ir mėnesiams.Šviežios vandens dalys, patenkančios į baseiną, tik papildo tūrį, kuris prarandamas dėl garinimo ir žvyro smėlio filtro praplovimo. Pagal Europos standartus kasdien į baseiną įpilama 30 litrų gėlo vandens, pagal JAV standartus – 15 litrų. Rusija yra pati dosniausia – kiekvienam lankytojui per dieną pridedama net 50 litrų gėlo vandens (jei baseinas yra dezinfekuojamas chlorinimo būdu) arba 30 litrų (jei baseinas yra ozonuotas). Apskaičiuota, kad net esant dideliam lankytojų srautui kasdien atnaujinama ne daugiau kaip 1% baseino vandens, taigi visiškai reikia pakeisti vandens baseine.

Purvo šaltinis

Kyla pagrįstas klausimas: kokia šalutinių produktų dezinfekcijos žaliava? Žinoma, kai kurie "statybiniai blokai" jau yra vandentiekio vandenyje, kuris yra įleidžiamas į baseiną, yra organinės medžiagos, sudarančios iš dezinfekavimo nužudytų mikroorganizmų ląstelių. Tačiau, kaip jau minėta, daug daugiau organinių medžiagų patenka į lankytojų baseiną: negyvos odos daleles, nešvarumus, chemines medžiagas, sudarančias losjonus, dezodorantai, kremai ir, žinoma, prakaitas.Tačiau svarbiausias organinių medžiagų šaltinis, reakcijos, kurios teršia baseinus, yra šlapimas (taip pat žr. "Chemija ir gyvenimas", Nr. 3, 2015 m.).

Remiantis 2009 m. Jungtinėse Amerikos Valstijose atliktu tyrimu (Tarptautinis vandens tyrimų ir švietimo žurnalas, 2011 m.), 17 proc. Dalyvių pripažino, kad jie bent kartą šlapinosi į baseiną, o 78 proc. Respondentų tikėjo, kad kiti tai padarė. Tikriausiai 17% yra nepakankamai įvertintas skaičius: pirma, ne kiekvienas sužinos apie jėgą ir, antra, šlapinimasis vandenyje gali įvykti atsitiktinai, o žmonės tiesiog to nepastebės. Remiantis kai kuriais skaičiavimais, įprastame baseine gali būti nuo 30 iki 80 ml šlapimo vienam lankytojui, o baseinuose, kur traukia profesionalūs plaukikai ar vandens polo žaidėjai, daug daugiau – treniruotės gali trukti valandas, o trumpų pertraukų metu o niekas neatšaukė). Žmonės, kurie profesionaliai dalyvauja vandens sportuose, pripažįsta, kad taip atsitinka, kad tokius pareiškimus jie skelbia tik neoficialiai, o ne žiniasklaidos interviu.

Šlapime yra šlapalo (NH2)2C = O, azoto turintis junginys, kuris sudaro trichloraminą NCl su chloru3. Tai trichloraminas, o ne chloras, kuris yra atsakingas už kvapą, būdingą patalpų baseinams, taip pat yra nemalonių pojūčių priežastis.Trichloraminas yra vienas iš labiausiai paplitusių lakiųjų dezinfekcijos šalutinių produktų, kuris taip pat turi didžiausią įtaką žmogaus organizmui. Atsižvelgiant į tai, kad chloro atomų oksidacijos laipsnis trichloraminas yra teigiamas, ši medžiaga yra stiprus oksidatorius. Jis dirgina kvėpavimo takus, gleivines, gali sukelti odos sutrikimus ir netgi prisidėti prie širdies ir kraujagyslių sistemos pakenkimo. Trichloraminas netgi prisideda prie greito metalų (įskaitant nerūdijantį plieną) korozijos šalia baseinų. Žinoma, tai dar nėra jo keliamo pavojaus organizmui rodiklis, bet trichloraminas yra tikrai nesveika.

Kitas karbamido šaltinis yra prakaitas. Prakaitavimo intensyvumas priklauso nuo dviejų veiksnių – baseino temperatūros ir fizinio krūvio intensyvumo. Baseui, kurio vandens temperatūra yra 26 ° C ir žemesnė, nei mėgėjai, nei specialistai praktiškai neturi prakaito, nes vanduo efektyviai atšaldo kūną ir nereikia papildomo aušinimo. Tačiau 27 ° C ir aukštesnėje temperatūroje žmogus pradeda prakautis, o kuo šilčiau vanduo, tuo stipresnis. Lankytojai, kurie neketina įrašų įrašyti, nedidelį indėlį į dezinfekcijos šalutinių produktų susidarymą, jie praleidžia tik 5-10% chloro, esančio vandenyje.Profesionaliems plaukikams prakaituoti daug daugiau – iki 40% chloro vartojama reakcija su sportininkų prakaito komponentais (Vanduo res., 2014).

Organinės kilmės dulkės ir nešvarumai, esantys prie kūno, įskaitant kūną laikančius mikroorganizmus, nuolat prisideda prie šalutinių produktų susidarymo, nepriklausomai nuo baseino temperatūros ir apkrovų intensyvumo. Nepamirškite dušu prieš maudymą? Nėra problemų – vandenyje nešvarumai bus nuplauti per minutę. Ir šios dulkių ir nešvarumų dalelės sunaudos apie 30% chloro. Tačiau tyrimai parodė, kad paprasčiausia higieninė procedūra "minutę dušu" – ir purvo nepatenka į baseiną (Vanduo res., 2012 m.). Ir jei jūs žaidžiate lauko žaidimus aplink lauko baseiną ar degina knygą, tada jūsų oda vėl purvina ir išleidžia naujas porcijas. Tai reiškia, kad dušas turėtų būti paimtas ne anksčiau nei pirmas nardymas į baseiną, bet prieš kiekvieną.

Į baseiną aptarnaujantis personalas turi išlaikyti kasdieninį balansą, į sistemą įvedant reagentų kiekį, kad būtų sunaikinti patogenai ir nebūtų pakenkta žmonėms. Pernelyg didelis chloras taip pat kenksmingas – jis gali padidinti suformuotų šalutinių produktų dezinfekavimo kiekį.Dažnai, atsparus "vidurinei gruntai", reagentų dozė keičiama kasdien. Procentas apskaičiuojamas remiantis matematiniais modeliais, į kuriuos atsižvelgiama į lankytojų skaičių, ir pagal baseino vandens analizės rezultatus, susijusius su mikroorganizmų ir organinių junginių kiekiu.

Laboratorija veikloje

Nepaisant visų atsargumo priemonių, dezinfekcijos šalutiniai produktai susidaro vandenyje. Bendras molekulių skaičius, kuris kasmet randamas baseinuose, naudojant vis jautriausius ir tikslius analizės metodus, daugiausia chromatografijos-masės spektrometrijos metodą, sudaro šimtus ar net tūkstančius. Tarp šių medžiagų daugiausia yra halogen-metanas (daugiausia trichlormetanas, dar vadinamas chloroformu), halogenacto rūgštys ir chloraminai. Halogenacto rūgštys nėra lakios, jos lieka baseino vandenyje, tačiau dauguma dezinfekcijos šalutinių produktų yra lakūs. Vienuolika iš jų (įskaitant trihalometanus, chloraminus ir halogenaceanus) beveik visada galima rasti bet kurio baseino vandenyje arba aplink jį (2 pav.).

Pav. 2 Vienuolika lakių dezinfekcijos šalutinių produktų, kuriuos galima rasti vandens mėginyje iš bet kurio baseino ar šalia baseino surinkto oro mėginio (Aplinkos mokslas ir technologijos, 2007).

Žvelgiant į mokslinę literatūrą, tokie halogenų organiniai junginiai vis daugiau ir daugiau. Visų pirma, dėl padidėjusio analizės jautrumo – greičiausiai šios medžiagos visada buvo formuojamos kolonų chlorinimo metu, prieš tai mes apie juos nežinojome. Tačiau tarp organinių medžiagų, kurios teršia baseinus, yra naujų. Priežastis yra nauji vaistai, kurių metabolitai patenka į baseino vandenį su prakaitu ir plaukikų šlapimu, taip pat asmeninius higienos produktus, kurie plaunami vandeniu iš odos. Pavyzdžiui, 2013 m., Analizuojant baseino vandenį, aštuoni halobenzokinonai buvo rasta 19-229 nanogramų viename litre koncentracijos, o tai yra gerokai daugiau nei šių medžiagų kiekis vandentiekio vandenyje (Environ. Sci. Technol., 2013 m.). Halobenzokinonų išvaizda paaiškinta oksidacijos ir chlorinimo dariniais su fenilinėmis grupėmis, esančiomis apsauginiuose kremuose ir losjonuose.

Ląstelėms gauti toksikologinių tyrimų rezultatai rodo, kad halogeninti benzoquinones yra pavojingesni už chinonus, kurie turi kancerogenines savybes. Halobenzokinonai sukelia aktyvių deguonies turinčių radikalų susidarymą ląstelėse, kurios žaloja nukleino rūgšties molekules ir baltymus.Žinoma, mokslininkai tiria dezinfekcijos šalutinių produktų poveikį žmonių sveikatai koncentracijose, kuriose jie randami baseinuose ir aplink jį. Visų pirma, kaip jie veikia rizikos grupes – žmones, profesionaliai dalyvaujančius vandens sportuose, plaukimo baseinų ir vaikų vaikus. Deja, tuo tarpu yra daugiau klausimų nei atsakymai.

Remiantis medicinine statistika, plaukikų astma dažniausiai būna didelė. Tačiau neaišku, kokia yra priežastis ir kokia pasekmė. Viena vertus, lakieji šalutiniai dezinfekcijos produktai gali būti veiksniai, kurie sukelia kvėpavimo takų ligas, ir, kita vertus, gydytojai dažnai rekomenduoja plaukimo žmonėms, sergantiems astma. Dezinfekcijos šalutinių produktų poveikis vaikų sveikatai dar mažiau aiškus. Pavyzdžiui, paskelbti tyrimų rezultatai, kuriuose teigiama, kad nuo vaikystės plaukimo pamokos padidina kvėpavimo takų ligų ir astmos (Environ. Sveikatos Perspektas., 2006). Kitos tyrimų grupės gavo priešingą rezultatą – plaukimas nuo ankstyvojo amžiaus sumažina bronchų astmos atsiradimo riziką.Iki šiol aišku tik vienas dalykas: šalutinių dezinfekcijos medžiagų kiekis žmogaus organizme padidėja po keturiasdešimt minučių trukusio intensyvaus fizinio aktyvumo baseine. Ir kuo intensyvesnė ir ilgesnė apkrova, tuo daugiau organinių medžiagų chlorinimo patenka į kūną (Environ. Res., 2016 m.). Tiesa, nėra žinoma, kaip pavojinga sveikatai.

Ar į baseiną galima sumažinti dezinfekcijos šalutinių produktų kiekį? Taip, ir tai mažai susiję su vandens valymu ir vandens perdirbimo sistemų modernizavimu baseine. Turime pakeisti mūsų vizito kultūrą į baseinus. Jei dušu prieš maudynę (net ir tada, kai mes laikome save švariais), jei nesupainai baseino su tualetu, tai, nors ir nesumažins dezinfekcijos šalutinių produktų koncentracijos į baseiną iki nulio, žymiai sumažins jų turinį.

Žinoma, visa ši informacija nėra priežastis atsisakyti plaukimo. Galų gale, tai yra vienas iš nedaugelio fizinio ugdymo rūšių, kurios gali būti praktikuojamos nuo kelių mėnesių iki labai senyvo amžiaus ir kuri nepažeidžia raiščių ir sąnarių. Kita vertus, važiuojant bėgimu ar dviračiu kelyje, mūsų organizmas gaus didesnę pavojingų medžiagų kiekį iš išmetamųjų dujų, palyginti su panašiu pratybų laiku baseine.Tačiau, jei gyvenamosios vietos geografija ar finansinės galimybės leis jums plaukti atvirame vandenyje ištisus metus, tai neabejotinai yra daug naudingesnė nei baseine.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: