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游泳池中的消毒副产物

   日期:2020-05-13     浏览:416    评论:0    
核心提示:游泳池中的消毒副产物 游泳一直是受人们欢迎的娱乐健身形式。由于游泳活动和场所的特点,泳池水质和空气等环境质量对参与者的健康
 
 游泳池中的消毒副产物
 
        游泳一直是受人们欢迎的娱乐健身形式。由于游泳活动和场所的特点,泳池水质和空气等环境质量对参与者的健康安全影响也是受到重视的研究内容.消毒是泳池水处理必不可少的工艺,以氯为代表的常用消毒剂,在水体存在有机物的条件下投加后会产生三卤甲烷、卤乙酸等有害消毒副产物。

本期专题带大家一起走进游泳池中的消毒副产物,了解游泳池水消毒副产物的种类、形成过程、对人体健康的影响以及新国标对消毒副产物指标的关注。

饮用水的消毒是二十世纪主要的公共卫生进步之一。采用氯化消毒作为标准的消毒技术,使得世界各地传染病死亡率大幅下降。在保护饮用水质量的同时,氯化消毒也应用到游泳池和休闲水域。泳池水的消毒对于杀死病原微生物和防止传染病的爆发至关重要。然而,在游泳池水的消毒过程中会产生消毒副产物(DBPs)。

     什么是消毒副产物(DBPs)?

必须对饮用水、游泳池水和废水进行消毒,以保护公众免受细菌和病毒等病原微生物的侵害。 消毒剂(如氯、氯胺、二氧化氯和臭氧)与无机物或有机物发生反应时,会产生消毒副产物 (DBP)。 饮用水中产生的常见DBP包括氯酸盐、亚氯酸盐、溴酸盐、三卤甲烷 (THM) 和卤代乙酸。 

     消毒副产物是如何产生的

氯化消毒是游泳池中最常用的消毒方式,氯可以以压缩氯气,次氯酸钠或者固体次氯酸钙的形式加入,也有一些替代消毒剂包括二氧化氯、稳定氯、氯胺和臭氧等。第一项关于泳池中DBPS研究可追溯到1980年。从那时起,已经进行了许多研究来检查不同国家的泳池的DBPS的生成情况。今天,经过近40年的研究,游泳池已经发现了超过100种DBPS。 游泳池水中DBPs的形成主要归因于消毒源水和游泳者得到的前体物质。 从人体进入泳池水的前体物是多种多样的,包括尿液,汗液,犀牛分泌物,皮肤颗粒,皮肤脂质,头发,化妆品,防晒霜和其他个人护理产品的成分,它们与以次氯酸和次氯酸根离子形式存在的氯反应形成了DBPS的复杂混合物。目前已经鉴定了许多类别的DBPs,主要包括卤代胺,三卤代甲烷(THMs),卤代乙酸(HAAs),卤代乙腈(HANs),卤代烃,卤代乙醛(HALs),卤代酮(HKs),卤代醛,卤代酰胺,卤代苯酚,卤代苯醌和N-亚硝胺在游泳池。

     泳池中DBPs的来源

游泳池水DBPs前体物质的主要来源是水中天然有机物(NOM)和游泳者带入的污染物。NOM是最先知道的前体物,与饮用水类似,DBPs可以通过游泳池水中氯与NOM的反应形成。游泳者带入的污染物主要包括人体代谢物和个人护理品。人体代谢物可以分为悬浮物和胶体的混合物,微生物以及溶解性物质。悬浮物和胶体的混合物包括悬浮在水中的有机和无机物质,像头发、皮肤细胞、灰尘和衣服上的纤维。微生物可能通过不同的途径进入水中,比如从皮肤上被冲下来,从口水、粘液里释放出来。溶解性物质分为有机和无机两种。有机溶解物包括尿素、肌酐、乳酸、氨基酸。无机溶解物包括铵、氯、钠、钾、钙等离子。

                                   图1 泳池中消毒副产物的产生

 个人护理用品包括无机化合物和有机化合物两类。无机化合物又称为物理性防晒剂,用来反射和散射紫外辐射,有机化合物又称为化学性防晒剂,用来吸收紫外辐射。即使是消毒后的水,仍然存在两种无机化合物(二氧化钛和氧化锌)。常见的有机化合物有对氨基苯甲酸酯,肉桂酸,二苯甲酮,二苯甲酰甲烷,樟脑衍生物,苯并咪唑等。

 泳池中消毒副产物的种类

三卤甲烷(THMs)是最典型的,也是研究得最多的游泳池水DBPs。研究表明,游泳池中的THMs比水龙头或市政水中的THMs高得多,含有较高溴离子和用HOBr或EGMO处理的池水可以产生更高的溴化THMs。一些研究还研究了空气中的THMs浓度。在泳池空气中,CHCl3的平均值为36-241mg/m3,而游客在呼出的空气中占CHCl3的44-66%,同时溴化THMs的比例高于其在池水中的相应比例。空气样品中THM的浓度受几个因素影响,一个重要的方面是游泳池的通风方式。游泳池的空气比外面的空气更温暖,导致窗户成为泳池大厅最冷点,较冷的外部空气推动更暖的游泳池空气在上层。 另一方面,游泳池的水面上的空气是更暖和潮湿的,由于浮力而趋于上升。因此,在游泳池环境中开发出一种冷暖的空气循环模式,这就形成一个基于风速,流动方向,空气变化百分比,温度差的独一无二的循环模式,这可能会影响测量的DBPs浓度,同时这种循环也可以对一些DBPs(例如THMs)的挥发性产生影响。

游泳池内的卤乙酸(HAAs)直到最近才受到重视。泳池水中HAAs浓度远高于THMs的浓度,这可能有两方面原因,首先来自前体的HAAs具有较高的形成潜力;其次THMs挥发性较高,容易分配到空气中,降低它们在游泳池水中的浓度,而HAAs的挥发性较低,在形成后可能会停留在游泳池中。

游泳池中的卤乙腈(HANs)的研究比THMs和HAAs的少很多。溴代乙腈(BCAN)和二溴乙腈(DBAN)的浓度在EGMO处理池(平均值:2.6-3.5mg/L)比氯化和臭氧/氯池(0.4-0.8mg/L),HAN浓度远低于THM或HAA浓度,这可能是由于它们在高于7.0的pH条件下分解形成HAAs。

     消毒副产物对健康的影响

游泳池水消毒副产物(SP-DBPs)不良健康效应。

1.  呼吸道及肺部刺激作用 众多研究发现,SP-DBPs 可通过吸入暴露途径对人体健康造成潜在威胁。氯胺(主要为 TCA)被怀疑为最易引起游泳者和相关工作人员刺激性呼吸道症状的 SP-DBPs,是哮喘可能的诱导因子 。

2.  致突变性及致癌性 目前,多种 DBPs 被证明具有遗传毒性以及潜在致癌性。通过动物实验对部分 DW-DBPs 的细胞毒性和遗传毒性进行了综合比较,表明 HAms>HAcAMs>HANs>HAAs>THMs。现大部分 DBPs 的毒理学研究均直接针对 DW-DBPs,虽 SP-DBPs 与之来源不同,但两者中相同物质性质相同。

3   皮肤及眼睛等刺激作用 直接接触 SP-DBPs 可对眼睛和皮肤产生刺激作用以及毒性效应,且某些SP-DBPs 具有较强的皮肤渗透性。通过流行病学调查发现,游泳池水暴露时间与接触性皮炎发病风险呈正相关,并提出将接触性皮炎列为游泳池水疗师的一种职业病。

下表列出了消毒副产物对健康造成的影响。



     如何应对消毒副产物

需要明确的是,含氯消毒剂绝不等同于消毒副产物。有机物是消毒副产物产生的必要前提之一,含氯消毒剂只有在有机物存在时才能生成消毒副产物。换句话说,如果游泳池水中没有大量有机物质,水中氯的浓度不变,消毒副产物的浓度也会显著降低。因此,游泳时应注意以下问题。

首先,遵守游泳场馆的规定,在入池前淋浴。最重要的是不要在游泳池中小便,一定要去洗手间小便。家长在这点上一定要反复提醒孩子,千万不要嫌麻烦。

其次,应选择正规的游泳场馆进行游泳锻炼。游泳者可对游泳场馆的水质做一个基本判断,具体包括以下几点。一是看,看池水是否清澈透明。二是闻,闻池水是否散发有特殊刺激性味道。三是感觉,在游泳过程中眼睛或皮肤是否有刺激感。此外,还可以关注游泳场馆公示的水质相关参数,包括温度、pH值、余氯等,如有疑问可询问场馆工作人员。此外,还应该关注室内场馆的通风状况。

第三,尽量不在场馆人过多时游泳,游泳后要淋浴,并适当使用一些护肤品。

 新国标增加消毒副产物等指标

与原《游泳场所卫生标准》比较,新标准无论从水质卫生指标数量还是卫生限值方面均有大幅度提高,逐渐与国际标准接轨,主要增加了消毒副产物等指标。

游泳池水卫生指标由原标准的7项增加到11项,新标准增加了4项指标:化合性余氯≤0.4mg/L;氧化还原电位≥650mV;臭氧≤0.2mg/m3;氰尿酸≤50mg/L。主要增加了消毒副产物、氧化还原电位、耐热大肠菌群等指标。

同时,原有5项水质指标限值有了新的提高,游泳池水卫生指标的限值更加严格,浑浊度由≤5NTU提高到≤1NTU,pH值由6.5-8.5提高到7.0-7.8,菌落总数由≤1000 CFU/ml提高到≤200 CFU/ml,游离性余氯由0.3~0.5mg/L变为0.3~1.0mg/L,大肠菌群由≤18个/L提高到不得检出。我国游泳池水水质已接近国外发达国家和国际泳联的标准。

随着基础研究的深入以及对健康生活的追求,消毒副产物问题将逐渐成为公共卫生学者与大众关注的热点,加强监督相关部门、经营商卫生标准的落实及游泳池的管理,采用国际上认可的环保安全的消毒剂,保证游泳池的卫生及人群健康,使游泳成为真正的有益运动。


 
 
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