Laboratórium a medencében

Laboratórium a medencében

Arkady Kuramshin,
A kémiai tudomány kandidátusa
"Kémia és élet", 7, 2018

Kevesen tudják, hogy minden medence – és a vízi parkban, klubokban és sportolásban – egy valódi kémiai laboratóriumban, ahol sok reakció zajlik le. Sőt, magunkhoz sok reagenst viszünk ezekre a laboratóriumokra.

Sokan szeretnek úszni. És azoknak, akik nem tudják, hogyan bánnak a vízbe, hogy pihenjenek, a testet fizikai erőfeszítés után lehúzzák vagy hűtsék le. Sajnos a folyók és a tavak honfitársainak többsége évente egy-két hónap áll rendelkezésre – ilyen rövid "északi nyárunk, déli tél karikatúrája", és számos tározó mellett csak annyi idő állt rendelkezésére, hogy felmelegedjen, ha nem félek a hipotermiától az átlagembertől virágzás. Az idő múlásával, a víz szerelmeseinek vízzel kell eljárniuk a medencékben.

Vízciklus

Mindenki tudja, hogy a medencében levő víz fertőtlenítve van, és ehhez nagy mennyiségű kémiai reagens alkalmazható. Ha pénzt takarít meg a fertőtlenítő termékekre, akkor patogén baktériumok vesznek részt a medencében lévő úszók mellett Escherichia coli és Salmonella enterica vagy protozoa – Cryptosporidium parvum és Giardia lamblia. Azonban a víz fertőtlenítésére használt anyagok nemcsak a kórokozókat ölnek, hanem a vízben lévő szerves anyagokkal is reagálnak melléktermékekké. Az ökológiai anyag (a megsemmisült mikroorganizmusok töredékei mellett) verejték, vizelet, lúgos és egyéb kozmetikumok. Jól ismert, hogy mely vegyületek keletkeznek ilyen reakciók eredményeként, de a vita arról, hogy mennyire veszélyesek az emberi egészségre, még mindig folyamatban van.

A medence minden látogatója érintkezésbe kerül a fertőtlenítő melléktermékekkel – ezek a vízben és a felett lévő levegőben vannak. A fedett medencék fölött pedig sokkal több van, mint a nyitott ég alatt. Az ivóvíz minőségére vonatkozó vizsgálatok arra utalnak, hogy a fertőtlenítő melléktermékek meglehetősen mérgezőek, mivel nem gyakori a medencék vizének inni, nem világos, hogy ezeknek az anyagoknak a koncentrációja egészségügyi problémát jelenthet. Az egyetlen dolog, amit bizalommal mondhatunk, az, hogy azok, akik sok időt töltenek a medencében: a professzionális úszók és a segítő személyzet a leginkább ki vannak téve.

Leggyakrabban a klór és származékai, a klór (IV) -oxid és a hipokloritok használatosak medencék fertőtlenítésére. A vizet bróm, ózon vagy ultraibolya besugárzással is kezelhetjük. A reagensek vagy a fotokémiai aktiválás megváltoztatja a mikroorganizmusok működéséhez szükséges biomolekulák szerkezetét, főként a sejtfaluk megsemmisítésével. Néha többféle módon kell kombinálnod. Például a cryptosporidia parazitái (Cryptosporidium), amelyek gyakran a gasztrointesztinális traktus betegségeit okozzák a medencék látogatóiban, ellenállnak a különböző klórtartalmú fertőtlenítőszerek hatásának, de érzékenyek az ultraibolya sugárzásra – azonban nem ölte meg őket, de megakadályozza a reprodukciót. A kémiai feldolgozás és az ultraibolya kombinációja hatékony más mikroorganizmusokkal szemben.

A medence működése során (1. Ábra) az elfolyó víz egy részét lecsöpögtetik és kezelik, vagyis mechanikai szennyeződésekkel tisztítják, ultraibolya fényben kezelik, újra klórozzák, és ha szükséges, állítsák be a pH-értéket. Az ultraibolya sugárzás forrását a víz recirkulációs és szűrő rendszerébe kell helyezni – a medencében veszélyes lehetegészségügyi úszók. Mindezek után a víz visszatér. Mit hoz az embereknek?

Ábra. 1. A vízciklus a medencében. A vizet szűrjük, fertőtlenítőket adunk hozzá, és a pH-t beállítjuk. Mivel a víz körülbelül 1% -a elveszik naponta a párolgás és egyéb folyamatok miatt, rendszeres időközönként friss részeket kell hozzáadni. A medencevíz legnagyobb része kb. 100 nap körül forog (Környezetvédelmi tudomány és technológia, 2007)

Az ultraibolya besugárzás nagyon hatásos, de hátrányai is vannak – a nitrogén- és klórkötéseket elpusztítja néhány fertőtlenítő melléktermékben, hozzájárulva a toxikusabb vegyi anyagok átalakulásához – például a klórhoz, ami veszélyes a légzőszervekre és a nyálkahártyákra (Environ. Sci. Technol., 2013). Vagyis mikrobiológiai szempontból a medencében lévő víz egyértelműen javul, de kémiai szempontból az ultraibolya besugárzás hozzájárul bizonyos anyagok koncentrációjának csökkentéséhez és mások emelkedéséhez, és gyakrabban azok a vegyületek, amelyek érdemes aggódni a medencében.

Van egy másik probléma: idővel a fertőtlenítő melléktermékek koncentrációja nő. Rendszerint a medencében lévő víz zárt ciklusban mozog, így a szerves anyagok hetekben és hónapokban felhalmozódhatnak a medencékben.A medencébe bejutó vizek friss része csak az elpárologtatás és a kavics-homokszűrő mosása során elveszett térfogatot töltse fel. Az európai előírások szerint napi 30 liter friss vizet adnak a medencébe az amerikai szabvány szerint – 15 liter. Oroszország a legelőnyösebb – napi látogatónként akár 50 liter friss vizet is tartalmaz (ha a medencét fertőtlenítik klórozással) vagy 30 liter (ha a medence ozonizált). Becslések szerint még a látogatók nagy beáramlása esetén a medence vízének legfeljebb 1% -át naponta frissítik, ezért legalább 100 napot vesz igénybe a medence vízének teljes cseréje.

Sár forrás

Felmerül egy ésszerű kérdés: mi a nyersanyag a fertőtlenítő melléktermékek kialakulásához? Természetesen néhány "építőelem" már létezik csapvízben, amelyet a medencébe táplálnak, olyan szerves anyagok, amelyek a fertőtlenítés által megölt mikroorganizmusok sejtjeiből származnak. Azonban sokkal több szerves anyag, mint már említettük, a látogatóba belép a medencébe: az elhalt bőr, a szennyeződés, a vegyi anyagok, amelyek krémeket, dezodorokat, krémeket, és persze izzadságot alkotnak.A szerves anyagok legjelentősebb forrása, amely a medencék szennyeződése, a vizelet (lásd még: Chemistry and Life, No. 3, 2015).

Az Egyesült Államokban 2009-ben végzett felmérés (International Journal of Vízi kutatás és oktatás, 2011), a résztvevők 17% -a elismerte, hogy legalább egyszer vizelt vizet a medencében, és a válaszadók 78% -a úgy gondolta, hogy mások tették. Valószínűleg 17% alábecsült szám: először is, nem mindenki fogja megtalálni az erejét, hogy beismerje, másrészt a víz vizelésének véletlenül történhet, és az emberek egyszerűen nem fogják észrevenni. Egyes becslések szerint átlagosan 30-80 ml vizet lehet látogatónként és olyan medencékben, ahol professzionális úszók vagy vízilabda játékosok közlekednek, sokkal többet – az edzések órákig tarthatnak, rövid szünetekben a sportolók mindig vizet isznak (anyagcserét míg senki sem törölte). Azok a személyek, akik szakmailag vesznek részt a vízi sportokban, elismerik, hogy előfordul, hogy csak ilyen nyilatkozatokat tesznek, természetesen hivatalosan, és nem egy interjúban a média számára.

A vizeletben karbamid van (NH2)2C = O, nitrogéntartalmú vegyület, amely triklór-amin-NCl-t alkot klórral3. A triklóramin, és nem a klór, amely felelős a beltéri medencék szagának, és ez is a kellemetlen érzések oka.A triklóramin a fertőtlenítés egyik leggyakoribb illékony mellékterméke, és a legjelentősebb hatással van az emberi szervezetre is. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a klór-atomok oxidációs foka a triklóraminban pozitív, ez az anyag erős oxidálószer. Irritálja a légutakat, nyálkahártyákat, bőrproblémákat okozhat, és még hozzájárulhat a kardiovaszkuláris rendszer károsodásához. A triklóramin hozzájárul a fémek (beleértve a rozsdamentes acélt) gyors korrózióját a medencék közelében. Természetesen ez még nem jelzi a szervezetre való veszélyt, de a triklóramin valóban egészségtelen.

A karbamid másik forrása a verejték. A verejtékezés intenzitása két tényezőtől függ: a medence hőmérséklete és a fizikai erőfeszítés intenzitása. A 26 ° C-os vagy annál alacsonyabb vízhőmérsékletű medencében sem az amatőrök, sem a szakemberek gyakorlatilag nem verejtékeztetik, mivel a víz hatékonyan hűti a testet, és nincs szükség további hűtésre. Azonban 27 ° C-nál magasabb hőmérsékleten az ember elkezd izzadni, és annál erősebb a víz. Azok a látogatók, akik nem tervezik nyilvántartások készítését, kis mértékben járulnak hozzá a fertőtlenítő melléktermékek kialakulásához, a vízben lévő klór 5-10% -át töltik.A professzionális úszók sokkal jobban izzadnak – a klór akár 40% -át a sportolók izzadságának összetevőivel való reakció során felszívják (Water Res., 2014).

A testhez tapadó szerves eredetű por és szennyeződés, beleértve a testhez tapadó mikroorganizmusokat, folyamatosan hozzájárul a melléktermékek képződéséhez, függetlenül a medence hőmérsékletétől és a terhelések intenzitásától. Nem fürdött zuhanyozni az úszás előtt? Nem probléma – a vízben a szennyeződés egy perc alatt lemossá válik. És ezeken a por és piszok részecskékén a klór 30% -a el fog fogyasztni. A vizsgálatok azonban bizonyítják, hogy a legegyszerűbb higiéniai eljárás "egy perc a zuhany alatt" – és a piszok nem esik a medencébe (Water Res., 2012). És ha kültéri játékokat játszol a szabadtéri medencében vagy napozással egy könyvet, akkor a bőre újra piszkos, és új részeket ad a verejtéknek. Ez azt jelenti, hogy a zuhanyt nem az első merülés előtt kell bevinni a medencébe, hanem mindegyik előtt.

A medencét kiszolgáló személyzetnek napi egyensúlyt kell fenntartania a reagensek mennyiségének a rendszerbe való betáplálásával a kórokozók elpusztítása és az embereket nem károsíthatja. A túlzott klór káros is – növelheti a keletkező fertőtlenítő melléktermékek mennyiségét.Gyakran, hogy ellenálljon a "középső", a reagensek adagját naponta cserélik. A ráta matematikai modellek alapján kerül kiszámításra, amelyek figyelembe veszik a látogatók számát, valamint a mikroorganizmusok és szerves vegyületek tartalmának a medencevíz elemzésének eredményei alapján.

Lab a cselekvésben

Az óvintézkedések ellenére a vízben lévő fertőtlenítő melléktermékek képződnek. A medencékben évente egyre érzékenyebb és pontosabb elemzési módszerek, elsősorban a kromatográfiás-tömegspektrometria révén található molekulák száma több száz vagy akár több ezer. Ezek közül elsősorban halogén-metánok (elsősorban triklór-metán, más néven kloroform), halogén-ecetsavak és klóraminok. A halogén-ecetsavak nem illékonyak, a medencevízben maradnak, de a fertőtlenítő melléktermékek túlnyomó része változékony. Tizenegy közülük (beleértve a trihalometánokat, klór-aminokat és halogén-cianákat) szinte mindig megtalálható bármely medencében vagy a levegőben lévő vízben (2.

Ábra. 2. Eleven illékony fertőtlenítő melléktermék, amely bármely uszoda vagy a medence közelében levő levegőmintában található vízmintában (Környezetvédelmi tudomány és technológia, 2007).

A tudományos irodalom szerint az ilyen halogéntartalmú szerves vegyületek egyre inkább. Először is, az elemzés fokozott érzékenysége miatt – valószínűleg ezek az anyagok mindig a medencék klórozása során alakultak ki, mielőtt nem tudtunk volna róluk. A medencéket szennyező szerves anyagok között azonban vannak újak. Ennek az oka az új gyógyszerek, amelyek metabolitjai az úszók verejtékéből és vizeleteibe esnek a medencébe, valamint olyan személyi higiéniai termékek, amelyek a bőrből vízzel moshatók. Például 2013-ban az úszómedencevizek elemzése során nyolc halobenzoquinont találtunk 19 és 299 nanogramm / liter koncentrációban, ami jelentősen meghaladja ezeket az anyagokat a csapvízben (Environ. Sci. Technol., 2013). A halobenzoquinonok megjelenését a származékok származékainak oxidációjával és klórozásával magyarázták a napvédő anyagokban és a lotionokban lévő fenilcsoportokkal.

A sejtekhez kapott toxikológiai vizsgálatok eredményei azt mutatják, hogy a halogénezett benzokinonok veszélyesebbek, mint a karcinogén tulajdonságokkal rendelkező kinonok. A halobenzoquinonok aktív oxigéntartalmú gyökök keletkezését okozzák olyan sejtekben, amelyek károsítják a nukleinsavmolekulákat és a fehérjéket.Természetesen a tudósok vizsgálják a fertőtlenítő melléktermékek emberi egészségre gyakorolt ​​hatását olyan koncentrációkban, amelyekben megtalálhatók a medencében és a levegőben. Először is, hogyan járnak el kockázati csoportok – a szakemberek vesznek részt a vízi sportok, résztvevők úszómedencék és gyermekek. Sajnos, bár több kérdés, mint válasz.

Az orvosi statisztikák szerint az asztmák száma az úszók között magas. De nem világos, mi az oka és mi a következménye. Egyrészt az illékony fertőtlenítő melléktermékek tényleg a légzőszervi megbetegedéseket okozó tényezők, másrészt az orvosok gyakran ajánlanak úszni az asztmában szenvedőknek. A fertőtlenítő melléktermékeknek a gyermekek egészségére gyakorolt ​​hatása még kevésbé világos. Például olyan tanulmányok publikált eredményei, amelyek szerint a gyermekkori úszások tanulságai növelik a légzőszervi megbetegedések és asztma kialakulásának kockázatát (Environ. Egészségügyi szempontból., 2006). Más kutatócsoportok ellenkező eredményt kaptak – a korai életkorból való úszás csökkenti a bronchiális asztma kialakulásának kockázatát.Eddig csak egy dolog világos: a fertőtlenítő melléktermékek tartalma nő az emberi testben negyven perces intenzív fizikai aktivitás után a medencében. És minél intenzívebb és hosszabb a terhelés, annál nagyobb a szerves anyagok klórozása a testben (Environ. Res., 2016). Igaz, nem ismert, mennyire veszélyes az egészségre.

Lehetséges-e csökkenteni a fertőtlenítő melléktermékek tartalmát a medencében? Igen, és ez kevés köze van a vízkezeléshez és a medence víztisztító rendszerének korszerűsítéséhez. A medencék látogatásának kultúráját meg kell változtatnunk. Ha az úszást megelőzően (még akkor is, ha tiszta), ha nem zavarja a medencét WC-vel, akkor ez – bár nem csökkenti a fertőtlenítés melléktermékeinek koncentrációját a medencében – jelentősen csökkenti a tartalmát.

Természetesen ez az információ nem indokolja az úszást. Végtére is ez egyike azon kevés testnevelésnek, amelyet több hónapos korig nagyon öregkorig lehet gyakorolni, és amely nem sérti a szalagokat és az ízületeket. Másrészt, ha kocogni vagy kerékpározni az út mentén, testünk nagyobb mennyiségű veszélyes anyagot kap a kipufogógázokból, mint egy hasonló edzésidő a medencében.Ha azonban a lakóhely vagy a pénzügyi lehetőségek földrajza lehetővé teszi, hogy egész évben vízben úszjon, akkor kétségkívül sokkal hasznosabb, mint a medencében.


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

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