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休闲用水场所的水质问题与解决休闲用水场所场所的水当然可以是一池晶莹剔透的「活水」,但是它也可以是绿油油的一池「藻水」,让你眼睛刺痛的「酸水」,异味扑鼻的「氯水」,伸手不见五指的「浊水」,或是细菌、虫类寄生的「肥水」。因此为了大众健康着想,我们应该正视水上休闲活动水质的妥善管理。 以下即为游泳池场所水上休闲活动水质良莠的选择参考: a.望--水色清澈湛蓝,水中能见度十五公尺以上。 b.闻--氯臭味道存在与否代表池水中的有机物是处理得当与消毒完全,游泳时才不会有红眼,红鼻等刺激。 c.问--泳客的皮肤/口感反应代表池水的健康度与泳者的舒服度。 d.切--泡沬消散时间在十五秒内,表示池水的汰换率或浮油污物处理得宜。 以下即为游泳池场所水上休闲活动水质处理药剂的说明: 一.消毒剂/杀菌剂:氯、臭氧、二氧化氯等、SPAdo (音十八度) 银阳离子。 二.氧化剂:超氯使用、初生态氧等。 三.除藻剂:氯、铜离子、复合季铵盐等。 四.水质平衡剂:酸、碱、总碱度、硬度等。 五.化学助剂:澄清剂、沈淀剂、氯与臭氧稳定剂等。 六.测试药剂:OTO、DPD、PHENOL RED。 其详细说明如下: 一、休闲用水场所场所的水质处理的化学药剂: 休闲用水场所场所的水质化学与工业冷却水塔非常相似,其间主要是要必须同时考虑到人体的安全与舒服、水的消毒卫生与硬件的寿命三方面,它所添加的化学药剂可归类下列六种: (一)消毒杀菌剂 游泳场所所用的消毒杀菌剂主要以氯和溴的卤素元素为主。在氯消毒杀菌系列中以是否含有异氰酸与否的区别;其一般性质如下表。此外,臭氧、二氧化氯和紫外线杀菌灯等也是一般常用的消毒杀菌剂。 表 休闲用水场所氯消毒杀菌剂的一般性质 (二)氧化剂 游泳场所池水中的尿素和有机物会和上述的氯产生结合氯(Combined Chlorine),即是所谓的氯臭而令一般民众误认为含氯量超标。氯臭会对人体刺激,红眼,红鼻现象,而氧化剂的功能则可以破坏有机物和结合氯使其成为硝酸盐或氮气而消除氯臭味道,通常以超氯使用和化学性初生态氧作为主要的处理药剂。 (三)除藻剂 藻类在游泳场所存在的主要原因是缺氯、抗氯或是氧化不足所造成,在池水中消除绿藻的同时还必须兼顾泳客身体安全与池体景观的维护,早期以硫酸铜为主,但是由于此种药剂属于重金属,会对脑神经有不良影响与游泳池体着色的困扰,近年来不断新推出的新型除藻剂,则强调具有对人体及鱼类的毒性低,不受池水pH值影响,不影响池水的pH值和不会在水中产生沉淀等的优点。 (四)水质平衡剂 游泳池的水质平衡是水的健康标准目标值,水质饱和指数SATURATION INDEX (SI)是偏离水质平衡标准的差距距离,兰式指数则是寻求最佳调整的方式,而水质平衡药剂则是调整水至水质平衡目标所添加的药剂,水质平衡剂所函盖的范围包括酸碱度pH、钙硬度和总碱度的正负添加药剂。 (五)化学助剂 水质平衡主要是描述水体内水温,钙硬度,总碱度,酸碱值对水体本身与承载水体结构的化学反应,其中水体本身即为游泳池内水的质量。化学助剂则是涵盖了整个游泳池的运作相关化学物质,如当人体在水中活动过程分泌的汗液、尿素、油脂、化妆品及微生物、有机物等引起水质混浊,仅用机械过滤不足以清除池水的混浊(Cloudy)时,可用混凝药剂,将水中的微小污浊物吸附而凝聚成较大的颗粒,经沉淀去除,以增加池水的明亮度。早期一般采用铝系凝集剂与高分子(Polymer)聚凝剂来处理,近年来则为避免铝造成的池壁黏滑与沈淀吸尘的程序,渐渐的被壳质或几丁质(Chitin)的澄清剂所取代。 (六)测试药剂(Test Reagents ) 游泳池现场的水质测试药剂主要用于测试池水中的酸碱度、氯含量或水质平衡项目浓度的试剂,最常见到的即是: OTO:是游池水中氯浓度黄色反应的测试药剂,目前已被世界卫生组织列为致癌物质 DPD:是另一种游泳池池水中氯浓度紫色反应的测试药剂,和OTO不同的是,它是分别测得自由余氯与总氯的值,两者相减可得结合氯之值,亦即可测得氯胺的含量。 酚红:水中酸碱度指示剂,有效的指示范围是6.8黄色~8.2红色。 休闲用水场所的水质问题,除了卫生单位经常性的酸碱度、氯含量与细菌要求外,经分析归纳可区分为如下图所示之室外、室内、水疗按摩与温泉药浴池四项,其分别叙述如下: 图 休闲用水场所的水质问题分类图 一.室外泳池: 1.池水变色: 室外游泳场所因为水量蒸发较大且没有加温成本的考虑,补水量较大,再加上砂石落尘较多,水中重金属如铁、锰的浓度很容易升高,造成池水有颜色呈现,此外,若使用硫酸铜作为除藻剂时,池水很容易因为总碱度没有适当的控制而形成不透明的蓝色水,此时便必需藉由沈淀剂或澄清剂来还原水色。有颜色的池水其组成可约略区分如下: 咖啡色的水:溶解金属铁。 蓝绿色的水:溶解金属铜。 棕黑色的水:溶解金属锰、铁。 蓝白色的水:溶解金属铜、铝。 绿色的水:溶解金属铜或铁或绿藻。 黑色的水:溶解金属锰或过滤器喷出物。 白色的水:溶解金属铝。 2.氯蒸发: 阳光下的水中含氯并不稳定,紫外线幅射会提供氯分解反应的能量,这说明了室外游泳池比较耗氯的的主要部份,一般而言,在紫外线的照射下,如果没有足够的氯稳定剂的存在,氯在游泳池中有百分之九十会在两个小时内被分解掉,也就是半衰期约为35分钟,在室内由于没有紫外线幅射,单纯低浓度的氯则有长达200天半衰期,对室外池而言,因为紫外线幅射对氯分解反应用最好的控制方式,以氯稳定剂在水中隔离紫外线对氯的破坏,使得室外的游泳场所的氯使用量可以完全反应在消毒杀菌上。 3.绿藻控制: 藻类产生主要原因缺氯或氧化不足所造成的,要消除它的存在必要考虑的部份,除了绿藻的特性外,还须兼顾泳客的安全与池体景观的维护,绿藻的长成是渐进的,在空气中随时有藻类孢子掉落到池水当中,等待适当的环境即开始分裂,一遇有缺氯的机会,藻类就开始繁殖,在下一次补足含氯量时,就会有大部分已长成的藻类被杀死,另外小部分则被包围在外面的藻尸所保护并且提供水分的传输,同时开始适应环境,形成优势生长且具有抗药性,因此,藻类的生长预警是在于水流死角,磁砖缝等地方,另一方面,若是连续处于低氯浓度超过一段时间的话,藻类会在日照较长的磁砖面上形成一层藻墙。重金属灭藻的作用依序是铜,银,铅,铁,水银,而铜是用得最多的杀藻剂,但是铜离子对总碱度很敏感,在有碳酸根存在下的铜离子,很快的会形成不溶解性铜,而沈淀于池底失去作用,并导致池体着色,这很容易从游泳池磁砖缝呈绿色可看出来,硫酸铜虽然杀藻功能强大,但也有其缺憾,因此,新型态复合季铵盐则强调杀藻速度与没有硫酸铜缺点。
1.池水白浊: 当光线照射在水中含有悬浮微粒的游泳池水面时,光线会因为粒子间的反射光束而产生分散现象,这会造成池水出现混混的而且不亮丽的感觉,如果池水中的悬浮微粒含量很少时,光线从池水表面的波动反射回眼睛,会有明亮如切割完美的钻石般光芒,水中也会因光线未被阻挡而提高能见度。微细粒子之所以会悬浮在水中,是因为它们都带有相同电荷,互相排斥,既无法沈淀下来也会与过滤介质产生互相排挤,以致于无法以过滤的方式除去,也就是所谓的过稳定化,在水处理化学中有一种称为去稳定剂的药品,即是俗称的聚凝剂,它能中和悬浮微粒的电荷,使得这些粒子能被聚集起来成为比较大的胶体颗粒团称之为胶羽化,这些大颗粒胶羽团就能被沈淀下来或被过过滤器所攫取而排除,在游泳场所的应用上称之为水质净化工程,它也被开发出针对游泳池特殊水质性质而研究出更有效率且对人体更安全的一系列澄清药剂,用来取代铝系凝集剂与高分子聚凝剂,此类澄清剂具可分解性,速度快效果好,在处理过程中不会造成沈殿,使用后可以在1.5个池水循环数内使池水能见度达25公尺以上。 2.氯臭呛鼻: 游泳池的氯臭味道很重,是氯和人体代谢含氨,氮有机物(如尿素、汗水、唾液、鼻涕等)的反应的结果。除去、减少或预防氯胺的存在是主要消除氯臭目标,有下列几种方式可以达到此一目的: a.超氯使用:亦即Super Chlorination,利用十倍于结合氯的加氯量,瞬间投入池水中,以协助结合氯跨越加氯转折点使含氯机物转化变成硝酸盐而达到消除氯臭味道的效果。 b.臭氧:臭氧的使用,可以在事先将尿素等含氨,氮有机物,在尚未与氯结合时就给予强力氧化分解,使氯胺没有形成的机会,而臭氧的反应残余物是氧气,溢出水面进入空气中后,使得空气感觉较新鲜。 c.化学性初生态氧:亦即SHOCK,利用大量的化学性初生态氧来产生瞬间高氧化电位浓度尖峰,破坏结合氯分子结构,使有机氨氮变成氮气溢出水面。 d.紫外线:紫外线可以在氯胺形成后给予脱氮的分解作用,破坏氯胺的存在,这可以从室外游泳池比较没有氯臭味道来感觉得到(不是挥发掉的)。 e.无臭氯粉:利用氨氮络合转换,提高氧化还原电位,将氯臭刺激味道降低,1/4并加速氯臭刺激味道分解。 f.水质活化剂:隔离尿素等含氨,氮有机物和氯给合,降低结合氯的产生,避免氯臭刺激味道产生。 3.黑藻控制: 黑藻(Black algae)是非常顽强的藻类,好生于池砖缝呈堆栈状,对氯的抵抗可达 40ppm,相当顽强,是典型的长期低氯高酸碱度的产物,黑藻以长根穿入池壁而附着,不像自由浮动的蓝绿藻只是轻轻的黏池体表面,形状上有非常不同的片状变化,它不能像其他藻类被简单的去除的主要原因如下: a.黑藻的表面对氯有抵抗性。 b.黑藻的根系统会受到的表面藻的保护。 c.黑藻附着的地方池体表面都是比较粗糙,增加剥离的难度。 d.黑藻存在的地方几乎是室内儿童池或戏水池,这些池区通常含氯量不容易保持,且水中有机污染物含量比较高,是属于长期低氯高酸碱度的筛选产物。 除去黑藻的方法有下: a.提高氯的浓度。 b.更改除藻的方法,以不同种类杀藻剂,转移黑藻的抗药性。 c.以酸性氯片直接对长藻的区域进行磨擦。 d.池体酸洗:排空池水以酸洗剂来刷新被黑藻覆盖的磁砖缝。 e.除藻剂:杀藻过程中维持高氯含量条件,除藻剂以破坏绿藻表面的抗氯层,协助引导氯对绿藻表层的穿透,进而破坏藻类的生命力。 三.水疗按摩冲浪池: 1.水面泡沬: 持久不破灭的泡沬是因为池水表面有油脂(人脂、口红、发油等)的存在,在池水的表面回收量不足或溢水量不够,使得油脂无法漂浮出去所产生。水疗按摩池的水质控制除了氯臭问题以外,泡沬累积情形更是令人困扰,由于泡沬的形成原因,是以人体油脂经水力气泡冲击后而脱落,;当脂质累积后,池水会有微黄至墨绿的情形产生,此时水面的脂质累积后会因为超音波微气泡的附着导致浮沫堆栈,产生不雅外观;其解决方式有下列: a.无泡酵素澄清剂。增加过滤滤材的涵容能力,起到吸附和阻截的过滤效能,排除油脂包袱滤材现象产生,避免池水混浊。 b.浮除剂:可利用具有同时捕捉气泡和脂质能力的化学助剂,利用浮除原理将人体的脂质浓缩至水面,再经由水面清洁器或取叶网的清理,达到去除泡沫改善的功能。 c.浮沫降解剂:对恒温泳池中人体脂质乳化过程所堆积的泡沫进行表面张力破坏,协助跨越乳化过程,直接进入过滤系统加速拦截效果。 d.除油剂:热水冲浪按摩池中人体脂质积累速度远大于质脂乳化速度,形成池面油层堆积油光闪烁,除油剂拥有超强纳米活性油脂吸附力,快速打包油脂直接由滤材阻截,藉反冲洗排除。 2.氯臭呛鼻: 水疗按摩池的氯味道成原因除了与室内游泳场所相似的给合氯之外,同时还有兼并有高水温产生的氯气溢出与气泡水柱的汽提效应,在多重因素的组合下,氯臭味道的控制就显得比较复杂,其解决方式同室内泳池。 3.池水异味: 由于水疗按摩池的温度成本较高,一般业者为降低营运费用,经常会不自觉的减少室内空气的换气量,降低池水加温的燃料成本,如此一来,为顾及产生氯臭味道的情况下,很容易因而停止或降低加氯量,此举将造成人体脱落物与脂质的累积,在累积量达到一段时间后,池水就会一股有如烫鸡水般的异味,其解决方式与上述氯臭呛鼻相似。 4.泳客发痒: 游泳场所的水会刺激眼睛,鼻子的情形产生,其部分原因是氯胺的产生,氯胺对人体的刺激以黏膜为主,而泳客身体发痒的描述是比较含糊的,基本上有皮肤会痒、起红斑、红疹、皮肤龟裂与脱皮等现象。事实上,人体对酸碱值 pH 的敏感性远大于对氯的敏感性: a.酸碱度pH偏低时,泳客会有牙酸,皮肤起红豆般红疹、脱皮、龟裂、眼睛涩痛、口腔发麻等感觉。 b.酸碱度pH偏高时,泳客会有脱皮、皮肤起大片红斑、身体发痒、眼睛刺痛。 c.身体会痒的另一种情形是由一种名叫绿脓杆菌的细菌在皮肤毛囊内感染所引发,它会在离开游泳场所后一至三十六小时内引起身体躯干部分的皮肤红疹或红斑,这种情形主要是池水的杀菌不足所引起的。 d.蚤虱所造成的身体会痒是一般比较少被查觉的,被蚤虱所咬而形成的发痒红疹,略小于红豆,且分布间距较大,在光线不足、通风不良且潮湿的环境中,不要忽略了蚤虱的存在条件。 其解决方式主要还是回归防疫部门相关的水质与环境卫生相关规定。
1.药味剌激: 药浴、精油与温泉池等水质,因使用者的消费习惯,不喜欢消毒杀菌药剂的味道,为兼顾消费者意愿与防疫单位细菌控制的要求,消毒杀菌药剂的味道控制反而是主要问题,因此,使用氯作为消毒杀菌使用时,就必须要解决氯臭问题,因此二氧化氯、臭氧和SPAdo银阳离子等的使用是比较适当的选择: a.二氧化氯:二氧化氯的特性如下: ●除臭力强,对有机物的反应形成氯仿(THMs)的数量比氯少。 ●杀菌障碍较小,没有氯臭味道的问题。 ●水中安定性高,在水中的杀菌效率持续性长,不受紫外线的破坏。 ●除臭杀菌效果比氯强。 二氧化氯在理论上的效果非常好,但是目前在游泳场所的使用技术上还不是很纯熟,其主要原因如下: ●二氧化氯是在水中是以气体形式存在,高水温和汽提效应会有溢出现象产生。 ●二氧化氯虽然没有氯臭味道的问题,但是在突增负荷时会有铁腥味道产生。 ●二氧化氯的莹光黄,比氯的黄绿色更鲜艳,容易造成池水黄色呈现。 ●二氧化氯的现场化验技术发展迟缓,它和OTO的黄色反应浓度判定不易。 ●二氧化氯的储存和制造具有一定的危险性。 ●二氧化氯的反应残余物亚氯酸盐之影响不易控制。 b.臭氧: 臭氧的杀菌效果在各种文献上随处可见,但是,它是一种有毒性的气体,在使用必须小心,因为它对水而言只有部分是可溶的,臭氧被应用到游泳场所作为消毒杀菌时,很容易会因为高水温和汽提效应而溢出水面让使用者吸入,造成呼吸道与肺部组织受伤,也因为如此,臭氧的使用技术是强调水中的含量和存在时间,即是所谓的CT值,而不是它产生量。 c. SPAdo (音十八度) 银阳离子: 精油药浴温泉池的成分多属于还原性质,氯制剂将破坏还原特性,同时池水中的矿物质也会被氧化成而呈添加剂腿色或绿、黄、褐色的不雅外观;此种由还原性转成氧化性再产生颜色的特点使得e_COST理论条件无法适用。因此,在药浴温泉池的则宜采SPAdo银阳离子型的无氯水质净化剂取代氯制剂;SPAdo除了具有杀菌效果外,更兼具长效和杀藻等特性;SPAdo银阳离子因为没有氧化能力所以容易被人体脂质包袱而变笨,因此需要藉由SPAdo臭氧粉作低能阶选择性氧化以维持SPAdo净化功能;同时高池水负荷时油脂容易堆积导致池面浮油层积累的不雅外观;因此除油剂也是有存在的必要性。 2.油脂泡沬:同水疗按摩冲浪池。 3.泳客发痒:药浴温泉池发生身体会痒的原因,处理方式同水疗按摩池。 影响休闲场所的池水质变化的因素不只一个,举凡容水量、泳客的人数、使用的药品种类、天气变化、过滤机具设备的数量与机能、日常的维护工作、泳客的使用习惯等,都是可能的影响因素,这些因素之间也会交互影响,让管理者穷于应付,希望藉由本文简单的问题介绍,有抛砖引玉的功效,招来各界对游泳场所水质更深入的研究和开发,为游泳场所的未来远景带来更广阔且蓬勃的发展。
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