游泳池水质标准分析和论述

游泳池水质标准分析和论述      我国《游泳场所卫生标准》(GB9667-1996)中“人工游泳池池水水质卫生标准”在执行过程中反映指标过低，不能满足大型游泳比赛的水质要求，与国外游泳池水质标准规定项目相差较大。完全执行国际泳联(FINA)水质卫生标准的要求，有些指标过高、不符合我国国情。国际游泳联合会(FINA)在2005年~2009年版的“国际竞赛规则”中取消了2002年-2005年版本中(14章)水质卫生的具体要求，在总则中提出，游泳池的卫生、健康和安全，应符合举办国的当地法律和卫生各项规定。2008年奥运会在我国举行，水质标准执行GB9667-1996显然是不行的。编制新的“游泳池水质标准”是必要的。
1. 标准制定的原则  
       为了加强我国游泳场所的水质管理，防止疾病传播和保障游泳者的健康和安全:
1.1 水质指标项目的确定应有足够的基础资料，具有可行的检测方法；
1.2 水质限值应确保水质感官良好，防止水性传染病暴发及其他健康的危害，还应考虑其处理技术和化验检测费用；
1.3 应与国际接轨，以世界卫生组织(WHO)制定的《游泳池、按摩池水环境指导准则》(2006年版)为主要依据，并参考先进国家和地区的游泳池水质标准，结合我国的情况综合分析论证，制定出有关项目和限值；
1.4 必须符合我国国情和具有可操作性；  
1.5 标准适用于人工游泳池(包括室内外竞赛游泳池、公共游泳池、商业游泳池、专用游泳池和休闲游泳池)；
1.6 国际比赛的游泳池水质标准同时应符合国际游泳联合会(FINA)的要求；
1.7 本标准不适用于原水使用海水和温泉水的游泳池以及天然水域游泳场；
       有关水质监管和检测的内容建议在城镇建设行业标准“游泳池给水排水技术规程”中作出规定。

2. 游泳池水质标准的主要内容
        游泳池水质应符合下列要求：水的感官性状良好；水中不含有病原微生物；水中所含化学物质不得危害人体健康。
表1  游泳池池水水质常规检验项目及限值
   序号    项目    限值
      1  浑浊度/NTU   ≤1
      2   pH   7.0~7.8
      3  尿素/mg/L   ≤3.5L
      4  菌落总数【36±1℃,48h】CFU/ml   ≤200
      5  总大肠菌群【36±1℃,24h】  每100mL不得检出
      6  游离性余氯 mg/L   0. 2~1.0
      7  化合性余氯 mg/L   ≤0.4
      8  臭氧采用臭氧消毒时 mg/m3   ≤0.2 水面上空气中
      9  水温℃   23～30

表2  游泳池池水水质非常规检验项目及限值
   序号    项目     限值
      1  溶解性总固体TDS  mg/L   ≤原水 TDS+1 500
      2  氧化还原电位ORP  mV   ≥650
      3  氰尿酸  mg/L   ≤150
      4  三卤甲烷THM  ug/L   ≤200

2.3 常规检验微生物超标或发生污染事故时， 池水还应按当地卫生部门要求的附加水质检测内容和非常规微生物检测内 容进行检测。
2.4 标准中未列入的消毒剂和消毒方式，其使用及检测应按当 地卫生部门相关要求执行。
2.5 竞赛池举办世界级比赛时的水质标准，应符合国际泳联的相关要求。
3. 水质标准主要指标的对比和分析
3.1 浑浊度
浑浊度:是反映游泳池的物理性状的一项指标，也可以说是水中的能见度或透明度,单位为NTU(散射浊度单位)。
从消毒和安全考虑，池水的浑浊度应比生活饮用水的浑浊度的要求要高一些。通过调查：常规的水处理(沉淀—砂滤—氯化)在正常合理的运行条件，是可以将浑浊度净化到≤1~2NTU。WHO”游泳池水环境指导准则”为0.5NTU，综观国外游泳池水质标准的发展，浑浊度限值趋向降低。考虑我国国情，标准中限值为1NTU。
3.2 pH值
       大多数消毒剂的杀菌作用取决于pH值，因此必须使pH值保持在一种消毒剂的最佳有效范围内。以氯消毒剂为例， 从表3可以看出次氯酸盐与pH的变化关系。
   pH        HOCI  %       OCI-  %
   6.0         97.5             2.5
   6.5         92.4             7.6
   7.0         79.3           20.7
   7.2         70.7           29.3
   7.4         60.4           39.6
   7.5         54.8           45.2
   7.6         49.0           51.0
   7.8         37.8           62.2
   8.0         27.7           72.3
   8.2         19.5           80.5
   8.5         10.8           89.2
       HOCI是比OCI-更强的氧化剂，由于随着pH升高，HOCL百分数降低，OCL-的量增加。所以pH是非常重要的水质控制指标。使用氯消毒应使pH值保持在7.2~7.8，消毒作用最有效和最经济。为了保证消毒效果使游泳者舒适和保持水质平衡等因素必须监测pH值，我国《游泳场所卫生标准》(GB9667-1996)将池水的pH范围定位6.5~8.5，除我国、日本和韩国定为6.5~8.5外，其他国家均规定在7.2~7.8之间。
3.3 总溶解性固体(TDS)
       总溶解性固体:是指溶解在水中的所有无机物、金属、盐、有机物的总和。其中不包括悬浮在水中的物质。消毒剂、其它化学药剂以及洗浴污染物都会引起总溶解性固体水平的上升。过高的TDS会使水浑浊；氯失效；超标时，会造成池水变色；缩短过滤同期；在池水中产生异味。TDS过低会降低过滤效果；使池水呈现一种轻微的绿色。
       表4  国外游泳池水质标准对TDS的规定
       国家或地区                              总溶解性固体(TDS)  mg/L
       美国(ANSI/NSPI-1)                游泳池水比水源水高出1500
       美国(内布拉斯加州)               游泳池水1000-2000，按摩池高出水源水1500
       英国                                          游泳池水不应高出水源水1000，最大到3000
       澳大利亚                                  游泳池水≤1000，理想值400~500

制定本项目的意义：在于超负荷或需稀释池水的预警。如果水中总溶解性固体较高，稀释则可能是最好的措施。因为TDS是指示池水是否需要更新的主要指标。WHO建议应对池内和水源水总溶解性固体进行对比检测。3.4消毒剂余量
      游泳池内必须保持一定量的剩余消毒剂来维持池水的持续杀菌作用，世界卫生组织的“游泳池水环境指导准则”中对消毒剂剩余值的规定：
（1）池中的残余氯应为≤5mg/L(符合WHO饮用水标准)，建议在整个池中保持余氯为1mg/L。
（2）化合性余氯的浓度≤游离性余氯的一半，理想值应为0.2mg/L。
（3）臭氧消毒系统应采用低浓度的游离残余浓度(≤0.5mg/L)，高浓度2mg/L宜用于SPA和水疗池。
（4）氯异氰尿酸盐消毒系统中应维持和控制氰尿酸(Cyanuric acid)在100mg/L。
（5）溴基消毒系统在游泳池中消毒残余量为1~6mg/L，当溴基消毒剂与臭氧结合时，在整个时间内溴离子浓度应维持和控制在15~20mg/L。
（6）如果采用溴源BCDMH，其中DMH(二甲基乙内酰脲)宜维持不超过200 mg/L。
（7）用冲击投量(Shock dosing)补偿不适当的水质处理，并非好方法，因为它能掩盖运行和设计中的缺点，同时也可能产生消毒副产物(即THMS和氯胺)。
        为了达到满意的微生物指标条件，游离性余氯应尽量保持最低。根据国外经验，设计运行良好的公共和半公共游泳池余氯不少于1 mg/L，可满足常规消毒要求和达到消毒效果。条件不理想时，游泳池需要的余氯可能超过了1 mg/L，但不得超过1.5~2 mg/L。
       化合性氯会引起结喉炎和鼻粘膜炎，这种有强烈刺激性的化合物也是引起“室内游泳池异味”的物质。所以世界各国在游泳池水质中对化合性余氯均做出了不同规定。
      我们参考了WHO的《游泳池水环境指导准则》中的规定，且根据美国奥麒公司“余氯控制范围”的报告和“休闲水冲击处理科学研究总结报告”内容：提出游泳池余氯限值1~3mg/L、按摩池2~3mg/L的规定。
3.5 臭氧(O3)
         臭氧在正常温度下是一种气体，它在水中溶解量低，在20℃水中很不稳定，通常其半衰期约为25min。臭氧在阳光下易于分解，同时也易在水中挥发，并有一定的毒性，其暴露浓度仅为0.1ppm(0.2mg/m3)。     
       美国ANSI/NSPI-2003版本中，水中O3浓度未作规定，游泳池和Spa池上方的空气中臭氧的浓度应执行OSHA的标准（0.2mg/m3）。同时参考我国相关标准，制定“标准”的限值。
3.6 尿素
      我国长时间是以游泳池水中尿素来评价池水水质卫生的一个重要指标，GB9667-1996规定尿素≤3.5 mg/L，其含量超标时对人体产生危害。
      根据报道，从池水开放使用初期，尿素与耗氧量呈正比关系，且随着时间的延长，尿素其指示性较耗氧量更为明显，这是由于耗氧量虽也反映有机物污染的间接指标，但它表示的是容易氧化的有机物质。因此随着时间的变化，其含量改变不显著，故耗氧量作为污染指标不够敏感，而尿素可反映池水的新旧程度。专家反馈意见多数建议应采用GB9667-1996标准中的尿素限值，更符合我国国情。
3.7氰尿酸(Cyanuric Acid)
       二氯异氰尿酸钠(Dichlor、NaC3O3CL2)和三氯异氰尿酸盐(Trichlor、 C3N3O3CL2)消毒剂是一种有机化合物，它在水中分解成氰脲酸和氯，其中的氰尿酸是稳定剂。它能稳定氯的原因是先控制次氯酸一次只生成一定的数量，使药剂中的氯逐渐释放出来，即使在日光照射下，也只有很少一部分次氯酸流失。
       二氯和三氯投入池中，氰尿酸会不断积累。太少剩余量很快被阳光破坏，太高又可能减少氯的效果，菌群增加，藻类产生。所以对氰尿酸必须予以监测和控制。目前我国使用二氯和三氯消毒剂比较普遍，我们认为增加氰尿酸的控制指标是十分必要的。
      国外发达国家游泳池中对氰尿酸含量的规定：
美国：最小为10mg/L(氰尿酸)，最大为150mg/L(氰尿酸)，理想为30~50mg/L(氰尿酸)。
澳大利亚：氯稳定剂的氰尿酸的浓度为100mg/L，在室内游泳池和公共SPA中不宜使用异氰尿酸。
英国：有机消毒剂应用在人数负荷大、要求较低的游泳池的水处理，氰尿酸的浓度低于200mg/L，最大为200mg/L，理想范围是50~100mg/L。
3.8 三卤甲烷(THMs)
      THMs(又称卤仿)，是潜在的致癌物质，由于池水和水面上空气都会有THMs，游泳者通过皮肤接触、吞咽或吸入而吸收。所以过量的THMs是不适宜的。
       世界上在游泳水质标准中除FINA和德国有明确规定外(20 µg/L限值)；日本(2001年)游泳池水质卫生标准中将THMs值希望暂定目标约为200mg/L；英国规定与饮用水水质相同，限值为100 µg/L。
       从我国国内大中型12个水厂管网水样中THMs浓度测定结果，平均为24.7µg/L(其中最大47.86µg/L，上海；最小为12.32 µg/L，成都)，虽然我国游泳池水中的THMs没做完善的检测，但显然池水加氯消毒后的THMs可能远远大于饮用水的规定。
       有关专家认为将饮用水标准转到游泳池水质标准是不适宜的。但由于在池边检测困难、费用高，美国、英国等国家没有将THMs的监测列入日常监测项目。
       目前国际有将THMs限值放宽的趋势，我们也认为FINA和德国对THMs的要求有些偏高，但控制THMs对滥用氯制剂消毒是有一定作用的，而且这些物质确实有一定的致癌性，对于运动员和经常的游泳的人可能会产生影响，应加控制。
3.9 菌落总数
       菌落总数：是指1mL水样在营养琼脂培养基中，于36℃±1℃恒温箱内培养后，所生成的细菌菌落总数(CFU/ml计)。
       菌落总数是了解池水消毒是否彻底的一项有效方法，也是灭菌效率的主要指标。
       菌落总数中的细菌大部分是非致病性，仅菌落总数高没有太大的卫生意义，菌落总数比较直观，细菌越少，水质卫生就越好。只要循环周期合适，有足够的消毒剂余量，pH值维持在一定水平，水质处在平衡，同时经常反冲洗过滤器，而且游泳池管理完善，控制池水中的微生物并不困难。因为微生物等指标和人体健康直接相关，有必要采用比较高的标准。
3.10 总大肠菌群
       总大肠菌落：指一群与36℃±1℃培养24h能发酵乳糖，产酸产气的需氧和廉性厌氧的革兰氏阴性无芽胞杆菌。该菌群主要来源于人畜粪便，具有指示菌的一般特征，故以此作为粪便污染指标评估游泳池水的卫生质量。也是为了掌握池水可能受肠道致病菌污染的状况。
       水中总大肠菌群国际上均以100 mL水样中污染的总大肠菌群最大可能数(MPN)表示。各国的限值要求(0MPN/100mL)不可检出。
       本水质标准中提出：菌落总数200CFU/L以下，和总大肠菌群100mL不可检出的规定。当消毒失败，影响过滤器(特别是活性炭过滤器中细菌繁殖)，管道系统和平衡池水质变差，水质污染时就必须进行葡萄球菌和金黄色葡萄菌的非常规检测。
3.11 氧化还原电位(ORP)
      消毒剂投加量的控制指标是氧化还原电位(ORP)，用ORP的主要优点是测量消毒剂量的活性，而不是普通测试方法测定消毒的量。各国游泳池经常保持ORP在650mV以上，可防止病菌和微生物生长。
      世界卫生组织在“游泳池水环境指导原则”中建议：在氯消毒池，当采用银/氯化银电极和氯化钾电解质探头，pH=6.5~7.3时，ORP为750mV；pH=7.3~7.8时，ORP为770mV以上，可满足消毒效果；
      FINA水质标准中ORP≥700mV；
      澳大利亚新南威尔市公共游泳池中采用不同消毒剂时ORP值的要求在700-750mV；德国标准DIN19643-3中规定：在流入活性碳吸附滤池前检查ORP。该值≥800mV  Ag/AgCL(3MKCl)。活性碳失去活性可通过比较ORP来确定，如活性吸附滤池进、出水的ORP差至少为250mV。
       ORP能够体现消毒剂的作用、活性炭的性能等指标，而且可以在线监测，是比较好的游泳池日常维护参数。
3.12  其他运行参数
未在标准列入，这些参数为保持池水的化学平衡也是很重要的。
碱度：碱度是对溶解度在水中碱性盐的测定。碱度越高，水体对由于消毒剂和pH调节剂而引起的PH值变化就具有更强的阻抗。如果碱度过高，能使PH值调整困难，使PH锁定(PH lock)。碱度太低，可能发生PH跳动。理想的总碱度值应为80~120 mg/L；可接受的碱度值为60~200 mg/L；较高较低均存在问题，池水会出现PH值过高或过低，水混浊或腐蚀。
钙硬度：钙硬度是指在池水中，所有不同的钙化合物所含钙离子的总和。通常在水中是一个相对稳定的因素，但在游泳池水处理方面，常常被忽视，实际上的游泳池水的钙硬度过高或过低都会引起腐蚀和结垢现象。如果池水钙硬度较低，只要碱度适当，就不会对水质产生很大影响。但池水钙硬度较高，一旦游泳池的PH或总碱度偏高就会产生腐蚀或结垢。理想的钙硬度为200~400 mg/L。
总溶解性固体：在标准中列出限值，作为超负荷或缺少稀释的预警，如果TDS过高，稀释可能是正确的处理措施。
     《游泳池水质标准》(CJ244-2007)的实施必将对我国游泳场所的卫生管理，防止传播疾病和保障游泳池者的健康和安全发挥重要的作用，同时为2008年奥运会及今后在我国举行的国际游泳比赛在水质标准上提供技术保证，使得我国的游泳池水质标准与发达国家的标准接轨