遊泳池設計首先要確定的是要執行的水質標準。我國《遊泳場所衛生標準》(GB 9667-1996)中的《人工遊泳池水質衛生標準》在執行過程中普遍反映指標過低,與國外遊泳池水質標準規定的項目相差較大。如果完全執行FINA水質衛生標準的要求,有些指標過高,這不符合中國的國情。FINA在2005-2009版《國際競賽規則》中取消了2002-2005版(第14章)中對水質和衛生的具體要求,並在總規則中提出,遊泳池的衛生、健康和安全應符合東道國當地的法律和衛生法規。2008年奧運會將在中國舉辦,顯然不可能執行GB 9667-1996。有必要制定新的《遊泳池水質標準》。
根據建設部的標準建築函第102號的要求。200581,建設部2005年工業產品行業標準制修訂計劃,中國建築設計研究院主編,中國遊泳協會、中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所等12單位負責編制的城市建設行業產品標準《遊泳池水質標準》(以下簡稱《標準》)。
1“標準”的原則
(1)水質指標的確定要有充足的基礎數據和可行的檢測方法。
(2)水質限值應保證良好的水質感,防止水源性傳染病的爆發和其他健康危害,還應考慮其處理技術和實驗室檢測費用。
(3)應與國際接軌,以世界衛生組織(世衛組織)制定的《遊泳池和按摩池水環境指南(2006年版)》為依據,參考先進國家和地區的遊泳池水質標準,結合我國國情綜合分析論證,制定相關項目和限值。
(4)“標準”必須符合中國國情,具有可操作性。
(五)《標準》適用於人工遊泳池(包括室內外比賽遊泳池、公共遊泳池、商業遊泳池、特種遊泳池和休閑遊泳池)。
(6)國際比賽泳池的水質標準也應符合FINA的要求。
(7)《標準》不適用於以海水、溫泉水為原水的遊泳池和天然水域的遊泳池。
2《標準》的主要內容
遊泳池水質應符合以下要求:水的感官特性良好;水中不含病原微生物;水中含有的化學物質不得危害人體健康。
(1)遊泳池水質常規檢查項目及限值見表1。
表1遊泳池水質常規檢查項目及限值
序列號項目限制值
1濁度/NTU ≤1
2 PH值7.0~7.8
3尿素/毫克/升≤3.5
4菌落總數為(3665438±0)℃, 48h/CFU/mL≤200。
5.總大腸菌群為(36 1)℃,每100ml 24h不能檢出。
6遊離余氯/毫克/升0.2~1.0
7結合余氯/毫克/升≤0.4
8臭氧(當臭氧用於消毒時)/mg/m ≤0.2(空氣中對水)
9水溫攝氏23~30度
(2)遊泳池水質常規檢查項目及限值見表2。
表2遊泳池水質非常規檢驗項目及限值
序列號項目限制值
1溶解總固體(TDS)/毫克/升≤原水TDS+1500
2氧化還原電位(ORP)mV ≥650
3氰尿酸/毫克/升≤150
4三鹵甲烷(THM)微克/升≤200
(3)舉辦世界級比賽時的比賽泳池水質標準應符合FINA的相關要求,可以參考FINA建議的世界級比賽泳池水質標準(標準中的資料性附錄)。標準以《遊泳池水中氰尿酸的檢驗方法》為規範性附錄。
3《標準》主要指標的比較與分析
3.1濁度
濁度是反映遊泳池物理性質的指標。考慮到消毒和安全,池水的濁度應高於或等於《生活飲用水衛生標準》的要求。通過對國內遊泳池的初步調查,在正常合理的運行條件下,通過常規水處理(沈澱-砂濾-加氯)可以將濁度凈化至≤2NTU。世界衛生組織《遊泳池水環境指南》指出,德國遊泳池水質標準為0.2(過濾後的下限)~ 0.5NTU(池水上限),西班牙遊泳池水質標準為0.5 ~ 1 NTU。縱觀國外遊泳池水質標準的發展,濁度限值趨於降低。考慮到我國國情,《標準》的中間限值為1NTU。
3.2 pH
飲用水允許的PH值範圍是6.5 ~ 8.5,不會影響人的飲用和健康。但是,在遊泳池水處理中,調節池水的pH值是非常重要的。大多數消毒劑的殺菌效果取決於pH值,所以pH值必須保持在壹種消毒劑的最佳有效範圍內。以含氯消毒劑為例,從表3可以看出次氯酸鹽與pH值的關系。
表3 pH值對氯的影響
pH HOCI/% OCI-/%
6 97.5 2.5
6.5 92.4 7.6
7 79.3 20.7
7.2 70.7 29.3
7.4 60.4 39.6
7.5 54.8 45.2
7.6 49 51.0
7.8 37.8 62.2
8 27.7 72.3
8.2 19.5 80.5
8.5 10.8 89.2
氯化氫是比OCI更強的氧化劑。隨著pH值的增加,HOCI的百分比減少,OCI-的百分比增加。用氯消毒時,pH值應保持在7.2 ~ 7.8。這個時候消毒是最有效最經濟的。GB 9667-1996將池水的pH值範圍定為6.5 ~ 8.5,其他西方國家規定池水的pH值為7.2 ~ 7。
3.3總溶解固體(TDS)
總溶解固體是指溶解在水中的所有無機物、金屬、鹽類和有機物的總和,但不包括懸浮在水中的物質。其監測意義在於控制池水的更新。國外遊泳池水質TDS的規定見表4。
表4國外遊泳池水質標準中對TDS的規定
國家或地區的總溶解固體(TDS)/毫克/升
美國(ANSI/NSPI-1)遊泳池水比水源水高1500。
美國(內布拉斯加州)遊泳池水1000-2000,按摩池高於源頭水1500。
英國的泳池水不能比源水高1000,最多3000。
澳洲遊泳池水≤1000,理想值400 ~ 500。
3.4消毒劑余量
世界衛生組織的《遊泳池水環境指南》規定消毒劑的用量為:
(1)池塘余氯應≤5mg/L(符合世衛組織飲用水標準),建議全塘余氯保持在1 mg/L
(2)結合余氯的濃度小於或等於遊離余氯的壹半,理想值應為0.2 mg/L..
(3)臭氧消毒系統宜采用低濃度的遊離殘留濃度(≤0.5mg/L),spa和SPA池宜采用2mg/L的高濃度。
(4)異氰尿酸氯消毒系統中氰尿酸應維持控制在100mg/L。
(5)遊泳池溴基消毒系統消毒殘留量為1 ~ 6 mg/L,溴基消毒劑與臭氧聯用時,溴離子濃度應全程維持和控制在15 ~ 20 mg/L。
(6)如果使用溴源BCDMH,DMH(二甲基乙內酰脲)應保持在200毫克/升以下..
(7)用沖擊加藥來彌補水處理不當並不是壹個好方法,因為它可以掩蓋運行和設計上的不足,還可能產生消毒副產物(THMS和氯胺)。
為了達到令人滿意的微生物指標,遊離余氯應保持盡可能低。根據國外經驗,設計良好的公共和半公共遊泳池余氯不低於1 mg/L,能夠滿足常規消毒的要求,達到消毒效果。條件不理想時,遊泳池所需余氯可超過1毫克/升,但不應超過1.5 ~ 2毫克/升..我們參考了世衛組織的遊泳池水環境指南,並根據美國奧奇公司的“余氯控制範圍”報告和休閑水沖擊處理科研總結報告,提出了遊泳池余氯1 ~ 3 mg/L,按摩池2 ~ 3 mg/L的規定..
化合余氯可引起喉炎和鼻黏膜炎。這種刺激性很強的化合物也是造成“室內遊泳池異味”的物質,所以世界各國對遊泳池水中的結合余氯都做了不同的規定。德國0.2毫克/升;丹麥0.2毫克/升;意大利0.3毫克/升;瑞士0.4毫克/升;挪威0.5毫克/升;英國≤2/1遊離余氯,最高0.2mg/L;美式遊泳池0.2 mg/L,按摩池0.5mg/L;中國≤ 0.4 mg/L。
3.5臭氧
臭氧在常溫下是氣體,在水中溶解度低,在20℃的水中不穩定。通常,它的半衰期約為25分鐘。臭氧在陽光下容易分解,在水中也容易揮發,具有壹定的毒性,其暴露濃度僅為0.1 mg/L(0.2mg/m3)。在美國ANSI/NSPI-2003版本中,對池水中的O3濃度沒有規定,遊泳池和水療池上方空氣中的O3濃度應符合OSHA標準(0.2mg/m3)。同時參考我國相關標準,《標準》中O3的限值為0.2mg/m3。
3.6尿素
在我國,長期以來,遊泳池水中的尿素壹直是評價遊泳池水水質衛生的重要指標。GB9667-1996規定尿素小於3.5 mg/L,其含量超標會對人體有害。因此制定了遊泳池水中尿素的分析檢測國家標準。根據中國文獻,在池水開放使用的初期,尿素與耗氧量成正比。隨著時間的推移,尿素的指標比耗氧量更明顯。這是因為耗氧量是有機物汙染的間接指標,但它代表的是壹種容易被氧化的有機物,所以其含量不會隨時間發生顯著變化,所以耗氧量作為汙染指標不夠靈敏,而尿素則可以反映池水的新舊程度。大多數專家建議采用GB 9667。更符合中國國情。
3.7氰尿酸
二氯異氰尿酸鈉(二氯,NaC3O3CI2)和三氯異氰尿酸(三氯,C3N3O3CI2)消毒劑是有機化合物,在水中分解為氰尿酸和氯氣,其中氰尿酸是穩定劑。之所以能穩定,是控制次氯酸壹次只產生壹定量,藥物中的氯是逐漸釋放出來的。即使在陽光下,也只有壹小部分次氯酸流失。
二氯異氰尿酸鈉和三氯異氰尿酸放入池中,氰尿酸會不斷積累,氰尿酸量過少,剩余量很快會被陽光分解;氯太少還可能降低氯的作用,增加菌群,產生藻類。所以氰尿酸必須被監測和控制。
發達國家對遊泳池中氰尿酸的規定如下:
(1)美國:氰尿酸最低為10 mg/L,最高為150 mg/L,理想為30 ~ 50 mg/L..
(2)澳大利亞:氯穩定的氰尿酸濃度為100 mg/L,因此室內遊泳池和公共水療場所不應使用異氰尿酸。
(3)英國:有機消毒劑應用於人群負荷大、要求不高的遊泳池水處理。氰尿酸的最大濃度為200 mg/L,理想範圍為50~100mg/L..
過多的氰尿酸可能會導致水質過於穩定,使消毒劑不能充分發揮作用。目前國內廣泛使用二氯異氰尿酸鈉和三氯異氰尿酸消毒劑,我們認為有必要增加氰尿酸的控制指標。
3.8三鹵甲烷(THMs)
THMs(又稱鹵仿)是壹種潛在的致癌物,國外的遊泳水質標準除了FINA和德國沒有規定(限量值為20ug/L)。日本(2006 54 38+0)THMs值暫定目標在200 ug/L左右;英國的規定與二類飲用水水質相同,限量為100ug/L/L。
雖然我國對遊泳池水中THMs的檢測還不完善,但顯然經過氯化處理的池水中THMs可能遠大於飲用水規定。
專家認為,不宜將飲用水標準照搬到遊泳池水質標準中。總的來說,幾乎無法確切知道遊泳過程中到底吞下了多少池水,會有多少不同的副產品進入人體組織,而且數量還會受到遊泳強度和時間的影響,所以這個極限很難確定。由於水池檢測THMs的難度和成本較高,美、英等國尚未將THMs監測納入日常監測項目。
目前,國際上有放寬THMs限值的趨勢。我們也認為FINA和德國THMs的要求有些高,但是控制THMs對氯濫用制劑的消毒是有壹定作用的,而且這些物質確實有壹定的致癌性,可能對運動員和經常遊泳的人有影響,應該控制。
3.9菌落總數
發達國家遊泳池細菌總數限值;德國規定過濾後> 20CFU/mL,池水
只要循環周期合適,有足夠的消毒劑殘留,pH值維持在壹定水平,水質平衡,經常反沖洗過濾器,泳池管理完善,控制池水微生物並不難。因為微生物等指標直接關系到人體健康,所以要采用更高的標準。
3.10總大腸菌群
水中總大腸菌群國際上用100mL水樣中總大腸菌群的最大可能數(MPN)來表示。各國限量要求(OMPN/100mL)檢測不到。
該水質標準中菌落總數≤200 CFU/mL,總大腸菌群100mL,不得檢出。當消毒失敗,影響過濾器特別是活性炭過濾器內細菌繁殖,管道系統和平衡罐水質惡化,水質被汙染時,需要進行葡萄球菌和金黃色葡萄球菌的非常規檢測。
3.11氧化還原電位
消毒劑用量的控制指標是氧化還原電位(ORP)。使用ORP的主要優點是測量消毒劑劑量的活性,而不是用普通檢測方法測量消毒劑量。各國遊泳池經常保持ORP在650mV以上,可以防止病菌和微生物的滋生。
ORP可以反映消毒劑的作用、活性炭的性能等指標,並且可以在線監測,是遊泳池較好的日常維護參數。
3.12標準中未列出的其他操作參數對於維持池水的化學平衡也非常重要。
堿度:堿度是對在水中具有溶解度的堿性鹽的測定。堿度越高,水對消毒劑和pH調節劑引起的PH值變化的抵抗力越強。如果堿度過高,會導致PH值難以調節,使PH值鎖定。如果堿度過低,可能會出現PH值激增。理想的總堿度值應為80 ~ 1.20mg/L;可接受的堿度值為60 ~ 200mg/L;高低都有問題,池水的PH值會過高或過低,水就會渾濁或被腐蝕。
鈣硬度:鈣硬度是指池水中所有不同鈣化合物所含鈣離子的總和。通常它在水中是壹個相對穩定的因素,但在遊泳池水處理中卻往往被忽視。事實上,遊泳池水中的鈣硬度過高或過低都會引起腐蝕和結垢。如果池水中鈣的硬度較低,只要堿度合適,對水質不會有太大影響。但池水中鈣的硬度較高,壹旦遊泳池的PH值或總堿度較高,就會發生腐蝕或結垢。理想的鈣硬度是200 ~ 400毫克/升。
總溶解固體:標準中列出了限值,作為過載或稀釋不足的早期警告。如果TDS太高,稀釋可能是正確的處理措施。