Pływalnie są genialnym sposobem na ochłodę podczas gorącego lata. Oczywiście nie jest to szczególnie oryginalny pomysł, a z danego basenu mogą korzystać setki osób dziennie. Chemia jest pod ręką, aby uchronić nas przed pływaniem w wodzie, która jest siedliskiem potencjalnych zakażeń przenoszonych przez wodę. Może również pomóc w walce z kardynalnym grzechem sikania do basenu, choć nie bez konsekwencji. Robi to, jak prawdopodobnie już wiesz, poprzez chlorowanie wody w basenie – chociaż jest to mniej proste niż mogłoby się wydawać!
Po pierwsze, w jaki sposób woda jest chlorowana? Można się spodziewać, że jest to osiągane przy użyciu chloru, ale to rzeczywiście stało się dość rzadkie, aby chlorować baseny przy użyciu samego chloru. Wynika to z toksycznego charakteru chloru, który jest trudny do przechowywania i potencjalnie niebezpieczny dla zdrowia w razie wypadku. Zamiast tego, inne chemikalia, które mogą również osiągnąć chlorowanie wody są używane zamiast.
Główne wśród nich są podchloryny, a niektóre z najczęściej używanych są podchloryn sodu i podchloryn wapnia. Związki te mają przewagę nad chlorem, w tym, że są ciałami stałymi w temperaturze pokojowej, i mogą być rozpuszczane w wodzie, co czyni je znacznie łatwiejsze do przechowywania i stosowania. Podchloryn sodu jest związkiem, z którym prawdopodobnie zetknąłeś się również w swoim gospodarstwie domowym, ponieważ jest składnikiem wybielaczy na bazie chloru. Sprzedawany jest w roztworach o nieco wyższym stężeniu do chlorowania basenów, a także można go nabyć w formie tabletek. Oczywiście, gdy jest w wodzie, jest w znacznie niższym stężeniu niż to, które znajduje się w wybielaczu, więc fakt, że znajduje się również tam nie jest powodem do niepokoju.
Zarówno chlor jak i sole podchlorynu reagują z wodą w celu wytworzenia innego związku zwanego kwasem podchlorawym. Jest to stosunkowo słaby kwas, ale również silny środek utleniający, i faktycznie w dużej mierze odpowiedzialny za bakteriobójcze działanie chlorowania wody. Dokładnie, jak to pomaga zabijać bakterie została omówiona, z niego uważa się, że wpływa na szereg czynników w bakterii błony komórkowej, w tym tłumienia funkcji metabolicznych komórki, zapobieganie replikacji DNA, i zatrzymanie białek w komórkach z bycia w stanie zgrupować razem.
Kwas podchlorawy częściowo dysocjuje (dzieli się) w wodzie, tworząc jon podchlorynu. Jest to utleniacz około 60 razy słabszy od kwasu podchlorawego, więc nie jest tak dobry w usuwaniu bakterii z wody. Na szczęście, dysocjacja kwasu podchlorawego jest odwracalna i możemy ją zmienić na naszą korzyść poprzez monitorowanie kwasowości basenu. Podczas gdy chcemy utrzymać go w pH, które jest nadal przyjemne dla nas do pływania, utrzymując go w zakresie 7,2-7,8, faworyzujemy większość kwasu podchlorawego pozostającego na miejscu, a nie rozpadającego się, aby utworzyć jon podchlorynu. Połączone stężenia tych dwóch są często określane jako „wolny dostępny chlor” (FAC).
Innym problemem, szczególnie w przypadku basenów zewnętrznych, jest fotoliza UV. Jest to rozpad związków chemicznych w obecności światła UV. Jak dobrze wiemy, słońce emituje promieniowanie UV, przed którym staramy się chronić stosując filtry przeciwsłoneczne. To promieniowanie UV może również powodować rozpad jonów podchlorynu (i, w mniejszym stopniu, kwasu podchlorynowego). Powoduje to 90% utraty FAC z basenów zewnętrznych i oznacza, że baseny zewnętrzne wymagają częstszego chlorowania. Inne środki chemiczne mogą być również dodawane do wody w basenie, aby temu zapobiec, co omówimy wkrótce.
Powszechnym efektem ubocznym dnia pływania w chlorowanym basenie jest kłucie oczu. Często winę za to ponosi „zbyt wysoki” poziom chloru w basenie; w rzeczywistości, jak się przekonamy, jest wręcz przeciwnie. Po pierwsze, to nie jest w rzeczywistości kwas podchlorawy lub jony podchlorynu, które powodują te bolące oczy. W rzeczywistości jest to rezultat związków powstałych w wyniku ich reakcji ze związkami chemicznymi zawartymi w twoim pocie – lub w twoim moczu.
Zarówno twój pot jak i mocz zawierają amoniak lub związki pochodne amoniaku. Mocznik jest związkiem, który kojarzymy z moczem, ale w rzeczywistości znajduje się on również w bardzo małych ilościach w pocie. Kwas moczowy jest kolejnym związkiem, który znajduje się w obu tych substancjach. Kiedy te związki wchodzą w reakcję z kwasem podchlorawym w chlorowanej wodzie, powstaje szereg związków, w tym niektóre znane jako chloraminy.
Chloraminy to związki odpowiedzialne za podrażnienie oczu, którego bez wątpienia doświadczyli w tym czy innym momencie wszyscy często pływający, którzy to czytają. Są one również odpowiedzialne za zapach, który kojarzy nam się z basenami. Chociaż często odnosimy się do tego jako do zapachu chloru, w rzeczywistości to te produkty uboczne go wytwarzają, więc jeśli basen silnie pachnie „chlorem”, wskazuje to na wyższy poziom tych związków w wodzie – co oczywiście nie jest dobrą rzeczą!
Odsetek osób skłonnych przyznać się do sikania w basenie jest w rzeczywistości wyższy niż można by się spodziewać: aż 19% Amerykanów zapytanych w ankiecie z 2012 roku przyznało, że w pewnym momencie ulżyło sobie w wodzie basenowej. 79% osób zapytanych w tym samym badaniu podejrzewa, że inni ludzie oddają mocz do wody. Nie jest to dobra wiadomość, ponieważ mocz zwiększa ilość trichloroaminy obecnej w wodzie w basenie. Trichloroamina została oskarżona o wywoływanie objawów oddechowych u osób często pływających i pracowników basenów, przy czym toczy się debata, czy może być odpowiedzialna za wywoływanie astmy u niektórych osób.
Inną substancją chemiczną produkowaną w wyniku sikania w basenie jest chlorek cyjanu, substancja chemiczna, która również może mieć dość nieprzyjemne skutki – chociaż, przy stężeniach produkowanych w wodzie basenowej, kwestionuje się, czy jakiekolwiek złe skutki byłyby widoczne. Oczywiście istnieje prosty sposób, aby zapobiec wytwarzaniu tych związków, a jest nim oczywiście nie siusianie do basenu. Jeśli jesteś oddanym sikaczem w basenie, możesz chcieć ponownie rozważyć swoje stanowisko! Michael Phelps, weź pod uwagę.
Chlor zawarty w tych produktach ubocznych chlorowania jest określany jako „chlor kombinowany” (CC). Całkowita ilość chloru w basenie jest sumą wolnego dostępnego chloru (FAC) i chloru związanego, i zaleca się, aby poziom FAC pozostawał pomiędzy 1-4 częściami na milion. Basen olimpijski zawiera 2,500,000 litrów wody, więc jest to w rzeczywistości niewiarygodnie mała ilość.
Inne związki mogą być również dodawane, jak również te dodawane w celu chlorowania. Jednym z takich związków jest chlorek wapnia. Jest on dodawany, aby zapobiec powolnemu rozpuszczaniu się lekko rozpuszczalnego siarczanu wapnia, który jest składnikiem fug pomiędzy płytkami w basenach. Zapobiega temu poprzez coś, co znane jest jako efekt wspólnych jonów. Zasadniczo, jony wapnia obecne w chlorku wapnia podnoszą stężenie jonów wapnia w wodzie, zapobiegając w ten sposób rozpuszczaniu się siarczanu wapnia.
Innym związkiem, który może być dodany jest kwas izocyjanurowy. Związek ten jest herbicydem, a więc jego poziom musi być utrzymywany poniżej 200 części na milion; zwykle jest on obecny na znacznie niższym poziomie. Powodem, dla którego jest on dodawany jest to, że może pomóc ustabilizować poziom chloru, szczególnie w basenach zewnętrznych, gdzie jest on wyczerpany przez działanie promieniowania UV. Kwas izocyjanurowy reaguje z jonami podchlorynu, tworząc kwas dichloro(izo)cyjanurowy. Jest to jednak kolejna reakcja odwracalna, a ponieważ jony podchlorynu są wyczerpywane przez fotolizę UV, promowany jest rozkład tego związku z powrotem do kwasu izocyjanurowego i jonów podchlorynu. Dlatego działa on jako coś w rodzaju „rezerwuaru” chloru, uzupełniając utracone jony podchlorynu.
Prawdopodobnie stało się jasne w trakcie tego artykułu, że za utrzymaniem basenu w czystości kryje się wiele chemii. Krajobraz chemiczny w basenie jest stale zmieniający się, a staranne zarządzanie nim jest wymagane do utrzymania bezpiecznego, czystego basenu.
Cieszyłeś się tym postem & graficznym? Rozważ wsparcie Compound Interest na Patreon, a otrzymasz zapowiedzi nadchodzących postów & więcej!
Grafika w tym artykule jest licencjonowana na licencji Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License. Chcesz udostępnić ją w innym miejscu? Zapoznaj się z wytycznymi dotyczącymi wykorzystania treści na stronie.products from chlorination of uric acid – L Lian & others
.
Dodaj komentarz