A forró nyárban az úszómedencék zseniális hűsölési lehetőséget nyújtanak. Természetesen ez nem egy különösebben eredeti ötlet, és egy adott medencét akár több száz ember is használhat naponta. A kémia azért van kéznél, hogy megakadályozza, hogy olyan vízben ússzunk, amely potenciális, vízben terjedő fertőzéseket hordoz. Segíthet a medencébe pisilés főbűnén is, bár nem következmények nélkül. Ezt, mint azt valószínűleg már tudja, a medencevíz klórozásával teszi – bár ez kevésbé egyszerű, mint gondolná!
Először is, hogyan klórozzák a vizet? Azt gondolhatnánk, hogy ezt klórral végzik, de valójában már elég ritka, hogy a medencéket magával a klórral klórozzák. Ennek oka a klórgáz mérgező jellege, ami miatt nehézkes a tárolása, és baleset esetén potenciálisan veszélyes az egészségre. Ehelyett más vegyi anyagokat használnak, amelyek szintén képesek a víz klórozására.
Ezek közül a legfontosabbak a hipokloritok, és a leggyakrabban használtak közé tartozik a nátrium-hipoklorit és a kalcium-hipoklorit. Ezeknek a vegyületeknek az az előnyük a klórral szemben, hogy szobahőmérsékleten szilárd halmazállapotúak, és vízben feloldhatók, így sokkal könnyebben tárolhatók és felhasználhatók. A nátrium-hipoklorit olyan vegyület, amellyel valószínűleg Ön is találkozott már a háztartásában, mivel a klór alapú fehérítőszerek egyik összetevője. Kicsit nagyobb koncentrációjú oldatokban árulják az úszómedencék klórozásához, és tabletta formájában is beszerezhető. Természetesen, ha már egyszer a vízben van, sokkal kisebb koncentrációban van jelen, mint a fehérítőszerekben, így az, hogy ott is megtalálható, nem jelent aggodalmat.
A klór és a hipoklorit sók is reagálnak a vízzel, és egy másik vegyületet, az úgynevezett hipoklórsavat termelnek. Ez egy viszonylag gyenge sav, de egyben erős oxidálószer is, és valójában nagyrészt felelős a víz klórozásának baktériumölő hatásáért. Hogy pontosan hogyan segít a baktériumok elpusztításában, azt vitatják, hogy a baktérium sejtmembránjánál számos tényezőt befolyásol, többek között elnyomja a sejt anyagcsere-funkcióját, megakadályozza a DNS replikációját, és megakadályozza, hogy a sejtekben lévő fehérjék csoportosulni tudjanak.
A hipoklóros sav részben disszociál (szétválik) a vízben, hipoklorit-iont képezve. Ez egy oxidálószer, amely körülbelül 60-szor gyengébb, mint a hipoklórsav, így nem segít olyan jól eltávolítani a baktériumokat a vízből. Szerencsére a hipoklórsav disszociációja visszafordítható, és a medence savasságának ellenőrzésével a mi javunkra módosíthatjuk. Miközben olyan pH-értéket szeretnénk tartani, amelyben még mindig kellemes úszni, a 7,2-7,8 közötti értéket tartva előnyben részesítjük, hogy a hipoklóros sav nagy része a helyén maradjon, és ne bomoljon fel hipoklorit-iont képezve. A kettő együttes koncentrációját gyakran “szabadon rendelkezésre álló klór”-nak (FAC) nevezik.
Egy másik probléma, különösen a kültéri medencék esetében, az UV-fotolízis. Ez a kémiai vegyületek felbomlása az UV-fény jelenlétében. Mint jól tudjuk, a nap UV-fényt bocsát ki, amitől naptejjel próbálunk védekezni. Ez az UV-fény a hipoklorit-ionok (és kisebb mértékben a hipoklórsav) felbomlását is okozhatja. Ez okozza a kültéri medencék FAC-veszteségének 90%-át, és azt jelenti, hogy a kültéri medencékben gyakrabban kell klórozni. Ennek megelőzésére más vegyi anyagokat is hozzá lehet adni a medencevízhez, amiről rövidesen szó lesz.
A klóros medencében töltött napok gyakori mellékhatása a szemviszketés. Ezt gyakran a medence “túl magas” klórszintjére szokták fogni; valójában ennek az ellenkezője igaz, amint azt majd felfedezzük. Először is, valójában nem a hipoklórsav vagy a hipoklorit-ionok okozzák a szemfájást. Valójában ez az izzadságban – vagy a vizeletben – található kémiai vegyületekkel való reakciójuk során keletkező vegyületek eredménye.
Az izzadság és a vizelet egyaránt tartalmaz ammóniát vagy ammóniából származó vegyületeket. A karbamid egy olyan vegyület, amelyet a vizelettel társítunk, de valójában nagyon kis mennyiségben az izzadságban is megtalálható. A húgysav egy másik vegyület, ami mindkettőben megtalálható. Amikor ezek a vegyületek reakcióba lépnek a klóros vízben lévő hipoklórsavval, egy sor vegyület keletkezik, köztük olyanok, amelyeket klóraminoknak neveznek.
A klóraminok azok a vegyületek, amelyek felelősek a szemirritációért, amelyet az ezt olvasó gyakori úszók kétségtelenül tapasztaltak már valamikor. Ezek felelősek a szagért is, amit az uszodákhoz társítunk. Bár ezt gyakran a klór szagaként emlegetjük, valójában ezek a melléktermékek okozzák, így ha egy medence erősen “klórszagú”, az azt jelzi, hogy a vízben magasabb ezeknek a vegyületeknek a szintje – ami nyilvánvalóan nem jó dolog!
Az emberek aránya, akik hajlandóak bevallani, hogy a medencébe pisilnek, valójában magasabb, mint gondolnánk: egy 2012-es felmérésben megkérdezett amerikaiak 19%-a vallotta be, hogy valamikor már könnyített magán a medence vizében. Az ugyanebben a felmérésben megkérdezettek 79%-a gyanította, hogy más emberek vizelnek a vízbe. Ez nem túl jó hír, mivel a vizelet növeli a medencevízben lévő triklóramin mennyiségét. A triklór-amint azzal vádolják, hogy légzőszervi tüneteket okoz a gyakori úszóknál és a medencében dolgozóknál, és vita folyik arról, hogy egyeseknél asztmát idézhet-e elő.
Egy másik vegyi anyag, amely a medencébe pisilés következtében keletkezik, a cianogén-klorid, amely szintén elég kellemetlen hatásokkal járhat – bár az úszóvízben keletkező koncentrációknál megkérdőjelezik, hogy bármilyen rossz hatás jelentkezne. Természetesen van egy egyszerű módja annak, hogy megakadályozzuk e vegyületek termelődését, és ez nyilvánvalóan az, hogy nem pisilünk a medencébe. Ha Ön elkötelezett medencepisilő, érdemes átgondolnia álláspontját! Michael Phelps, vegye tudomásul.
A klórozás ezen melléktermékeiben található klórt “kombinált klórnak” (CC) nevezik. A medencében lévő teljes klórmennyiség a szabadon rendelkezésre álló klór (FAC) és a kombinált klór összege, és ajánlott, hogy a FAC szintje 1-4 ppm között maradjon. Egy olimpiai úszómedence 2 500 000 liter vizet tartalmaz, tehát ez valójában hihetetlenül kis mennyiség.
A klórozás céljából hozzáadott vegyületek mellett más vegyületek is hozzáadhatók. Egyszer ilyen vegyület a kalcium-klorid. Ezt azért adják hozzá, hogy megakadályozzák, hogy a medencékben a csempék közötti fugázás egyik összetevője, a kissé oldódó kalcium-szulfát lassan feloldódjon. Ezt az úgynevezett közös ionhatás révén akadályozza meg. Lényegében a kalcium-kloridban lévő kalciumionok megemelik a vízben lévő kalciumionok koncentrációját, megakadályozva ezzel a kalcium-szulfát nagy részének feloldódását.
Egy másik vegyület, amelyet hozzáadhatunk, az izocianursav. Ez a vegyület egy gyomirtószer, ezért szintjét 200 ppm alatt kell tartani; általában sokkal alacsonyabb szinten van jelen. Azért adják hozzá, mert segíthet stabilizálni a klórszintet, különösen a kültéri medencékben, ahol az UV-fény hatására kimerül. Az izocianursav reakcióba lép a hipoklorit-ionokkal, és diklór(izo)cianursav keletkezik. Ez azonban egy másik reverzibilis reakció, és mivel a hipoklorit-ionok az UV-fotolízis hatására kimerülnek, e vegyület izocianursavvá és hipoklorit-ionokká történő visszabomlása elősegíti. Ezért úgy működik, mint egyfajta klór “tartály”, amely pótolja az elvesztett hipoklorit-ionokat.
Ez a cikk során valószínűleg világossá vált, hogy az úszómedence tisztán tartása mögött sok kémiai folyamat áll. Az uszodában lévő kémiai tájkép folyamatosan változik, és ennek gondos kezelése szükséges a biztonságos, tiszta medence fenntartásához.
Elégedett ezzel a bejegyzéssel & grafika? Fontolja meg a Compound Interest támogatását a Patreonon, és kaphat előzetest a következő bejegyzésekről & még többet!
A cikkben szereplő grafika a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Nemzetközi licenc alatt áll. Szeretné máshol is megosztani? Lásd az oldal tartalomhasználati irányelveit.
Hivatkozások & További olvasnivalók
- Úszómedencék kémiája – D De Le Matter
- Klóraminok – a medence szagának megértése – American Chemistry Council
- Úszómedencék kémiája feladatlapok – Royal Society of Chemistry
- Volatile desinfection by-termékek a húgysav klórozásából – L Lian Lian & mások
- A szabad klór UV-fotolízise – T L Brooks & mások
- Úszók higiéniai felmérésének eredményei – Water Quality & Health Council
- Exposure to trichloroamine and respiratory symptoms in pool workers – J H Jacobs & mások
Vélemény, hozzászólás?