شیمی‌ آب استخر

کلر

رایج ترین ماده شیمیایی مورد استفاده در تصفیه آب استخرهای شنا، کلر است. که تنها باکتری‌ها و جلبک‌ها را با عمل ضد عفونی کننده (کشنده) از بین می‌برد، بلکه سایر مواد مانند کثیفی و کلرامین ها را نیز اکسید می‌کند (از نظر شیمیایی از بین می‌برد).

قوانین ایجاب می‌کنند که کلر از طریق استفاده از کلر ساز اتوماتیک تایید شده به آب استخر تزریق شود. هنگامی‌که کلر (به هر شکلی) به آب اضافه می‌شود، اسید ضعیفی به نام اسید هیپوکلروس (Hypochlorous acid) تولید می‌شود. این اسید است که به آب توانایی اکسید شدن و ضد عفونی کردن را می‌دهد و نه کلر.

 کلرزنی و فیلتراسیون مناسب به آب استخر ظاهر شفاف و درخشان می‌دهد.

کلر به صورت جامد، مایع و گاز وجود دارد. قدرت هر نوع با مقدار کلر موجود در ماده تعیین می‌شود که هم به عنوان ضدعفونی کننده و هم به عنوان اکسید کننده موثر است.

1. کلر مایع (هیپوکلریت سدیم) حاوی 12 تا 16 درصد کلر است (در مقابل، سفید کننده خانگی معمولاً حاوی حدود 5٪ کلر است).
2. کلر جامد (پودر یا گرانول)

الف. هیپوکلریت کلسیم – 65 تا 75 درصد کلر.

ب. ایزوسیانورات های کلردار – درصدهای مختلف کلر.

ج. هیپوکلریت لیتیوم – 30 تا 35 درصد کلر.

3. کلر گازی حاوی 100% کلر است. این ماده بسیار سمی‌ است و به همین دلیل در هنگام استفاده به روش های خاصی نیاز دارد. استفاده از آن در استخرهای شنا به دلیل خطرات نشت گاز ممنوع می‌باشد.

 نیاز کلر و باقیمانده کلر آزاد

زمانی که کلر به آب استخر اضافه می‌شود، بخشی از آن همیشه در طی فرآیندهای ضد عفونی و اکسیداسیون مصرف می‌شود، این بخش از کلر مصرفی به عنوان کلر باقی مانده  (chlorine demand)نامیده می‌شود.

اسید هیپوکلرو (hypochlorous acid) باقی مانده پس از برآورده شدن نیاز کلر به عنوان باقیمانده کلر آزاد نامیده می‌شود. این چیزی است که هنگام آزمایش کلر استخر می‌خوانیم. قوانین ایجاب می‌کنند که باقیمانده کلر آزاد در تمام زمان ها حداقل 1 ppm در سراسر استخر باشد (در صورت استفاده از stabilized chlorine (تثبیت کننده کلر) 1.5 ppm). توصیه می‌شود که باقیمانده در 1.5 – 2.5 بدون تثبیت کننده کلر و 2.0 – 2.5 با تثبیت کننده کلر حفظ شود. (توضیحات اسید سیانوریک را در زیر ببینید.)

سوپر کلر (shocking)- یا شوک کلر

در شیمی‌ در آب استخر کلر آزاد با ترکیبات حاوی نیتروژن واکنش داده و کلرآمین‌ها chloramine (کلر ترکیبی) را تشکیل می‌دهند. منبع رایج نیتروژن آمونیاک است که از تعریق بدن شناگران و ادرار تولید می‌شود. کلرامین‌ها بوی قوی کلر می‌دهند و چشم را تحریک می‌کنند. وجود این دو حالت بسیاری از مردم را به این باور می‌رساند که کلر بیش از حد در آب وجود دارد. در واقع برعکس است. برای از بین بردن کلرامین‌ها، اپراتور استخر باید کلر باقی‌مانده را 5 تا 10 برابر سطح طبیعی افزایش دهد. این روش که به آن سوپر کلرینه کردن (superchlorination)  یا «shocking شوک دادن» می‌گویند، کلرآمین‌ها را اکسید می‌کند و تنها کلر آزاد باقی می‌ماند. بسته به بار شناگران، توصیه می‌شود که یک استخر در هوای گرم هفته‌ای یک‌بار و در غیر این صورت ماهی یک‌بار سوپر کلره شود تا تشکیل کلرامین‌ها کنترل شود. (توجه: شنا کردن باید تا زمانی که سطح طبیعی خود را بازگرداند ممنوع شود.)

 

pH

pH معیاری برای سنجش اسیدیته یا بازی بودن آب است و مستقیماً بر برخی از واکنش های شیمیایی که در آب استخرهای شنا رخ می‌دهد تأثیر می‌گذارد و به صورت عددی در مقیاس 0 تا 14 اندازه گیری می‌شود.

خیلی اسیدی	خنثی	خیلی بازی (قلیایی)
0	7	14

توانایی کلر در اکسید کردن مواد و کشتن میکروارگانیسم‌ها مستقیماً تحت تاثیر pH است. افزایش pH با این توانایی رابطه معکوس دارد. علاوه بر این، در pH بیش از 8.0 پوسته پوسته شدن (رسوب اجزای معدنی) و آب کدر ممکن است ایجاد شود.

با کاهش pH به زیر 7.0، شرایط اسیدی باعث تحریک چشم ها و غشاهای مخاطی شناگران می‌شود. pH پایین (آب اسیدی) همچنین می‌تواند قطعات فلزی سیستم استخر را خورده و به پوشش گچ آسیب برساند.

استاندارد pH 7.2-8.0 است (محدوده توصیه شده در استخرهای شنا 7.4-7.6).

برای کاهش pH، اسید موریاتیک Muriatic acid  (هیدروکلریک) باید اضافه شود. توصیه می‌شود قبل از افزودن به استخر، مقدار مورد نظر اسید را به یک سطل پر (پلاستیکی) آب اضافه کنید. (اسید وارد شده به طور مستقیم می‌تواند دیواره استخر را لکه دار کند.) برای افزایش pH، کاستیک سودا (کربنات سدیم) باید اضافه شود.

قلیایی بودن (Alkalinity)

مواد قلیایی (پایه) در تمام آب ها وجود دارند، قلیائیت به صورت یک ماده بی کربنات در محدوده pH 7.2-7.8 وجود دارد. قلیائیت کل، که با یک کیت تست تعیین می‌شود، در اندازه قسمت در میلیون در استخرها است که این موضوع نشان میدهد که ظرفیت آب برای مقاومت در برابر تغییرات pH زیاد است. مواد قلیایی به عنوان بافر عمل می‌کنند و از تغییرات pH جلوگیری می‌کنند. بنابراین، قلیائیت کل معیاری برای سنجش توانایی بافری آب استخر است. سطح توصیه شده برای آب استخر 80-120 ppm است.

یکی از روش های اندازه گیری میزان قلیائیت در آب استخر استفاده از تست کیت های شرکت PISCIMAR  و یا دستگاه POOLAB می‌باشد.

وقتی مشخص شد که آب استخر دارای خاصیت قلیایی پایین (زیر 80 پی پی ام) است، توصیه می‌شود که این سطح افزایش یابد. این را می‌توان با افزودن جوش شیرین با استفاده از فرمول زیر انجام داد: 400 تا 700 گرم جوش شیرین در 40 هزار لیتر آب، خاصیت قلیایی را 10ppm افزایش می‌دهد.

اسید سیانوریک (Cyanuric Acid)

اشعه ماوراء بنفش خورشید کلر آزاد را تجزیه می‌کند. این تجزیه را می‌توان با تثبیت کلر از طریق افزودن اسید سیانوریک تا حد زیادی کاهش داد.

سطح اسید سیانوریک در استخر باید به طور معمول با یک کیت آزمایشی ساخته شده برای این منظور اندازه گیری شود.

یکی از روش های اندازه گیری میزان اسید سیانوریک در آب استخر استفاده از تست کیت‌های شرکت PISCIMAR  و یا دستگاه POOLAB می‌باشد.

 سطح توصیه شده 20-50 ppm است. سطوح بالای 100 پی‌پی‌ام قابل قبول نیست. اگر سطح از این نقطه بالاتر رفت، بخشی از آب استخر باید برداشته شود و آب تازه اضافه شود. هیچ راه دیگری برای کاهش اسید سیانوریک در استخر وجود ندارد.

اثر تثبیت کننده اسید سیانوریک با افزایش سطوح افزایش نمی‌یابد. در عوض، کلر در سطوح بیش از 100 پی‌پی‌ام «قفل می‌شود» و ممکن است در از بین بردن باکتری‌ها و جلبک‌ها موثر نباشد. 

 

اغلب، استخرها بدون اطلاع اپراتور استخر به سطوح بیش از حد اسید سیانوریک می‌رسند. این به این دلیل است که بیشتر کلر پودری که امروزه به فروش می‌رسد حاوی اسید سیانوریک است. اگر این نوع کلر برای مدت طولانی استفاده شود، سطح سیانوریک بسیار بالا می‌رود. اپراتورهای استخر باید بررسی کنند که آیا کلر مورد استفاده آنها حاوی اسید سیانوریک/تثبیت کننده است یا خیر. کلر پودری حاوی اسید سیانوریک یکی از مواد فعال زیر را دارد:

1. دی کلرو-اس-تری آزین تیون پتاسیم (دی کلرو ایزوسیانورات پتاسیم).
2. Potassium dichloro‐s‐triazinetrione (potassium dichloroisocyanurate).
3. دی کلرو-اس-تری آزین تیون سدیم (دی کلرو ایزوسیانورات سدیم).
4. Sodium dichloro‐s‐triazinetrione (sodium dichloroisocyanurate).
5. Trichloro-s-triazinetrione (تری کلرو ایزوسیانورات).
6. Trichloro‐s‐triazinetrione (trichloroisocyanurate).

مشخص شده است که باکتری‌ها در حضور اسید سیانوریک با سرعت کمتری از بین می‌روند.

بنابراین، هنگامی‌که شیمی‌ آب استخر تثبیت شده است، باقی‌مانده کلر آزاد باید بالاتر از حداقل ppm 1.5 حفظ شود تا این پدیده جبران شود.

جابجایی و ذخیره سازی مواد شیمیایی

در حمل و نگهداری همه مواد شیمیایی که مریوط به شیمی‌ آب استخر می‌شود، باید دقت شود. مواد باید جدا از یکدیگر نگهداری شوند و هرگز نباید مخلوط شوند تا از بروز واکنش های شیمیایی مضر جلوگیری شود. (کلر استخر و اسید استخر در صورت مخلوط شدن، گاز کلر تولید می‌کنند و در صورت استنشاق می‌تواند کشنده باشد.)

تا زمانی که استخر برای استفاده باز است، هرگز نباید مواد شیمیایی را مستقیماً به آن اضافه کرد! قبل از ورود شناگران باید زمان لازم برای گردش مواد شیمیایی در سراسر استخر باشد. (این قانون برای کلر وارد شده از طریق کلریناتور (chlorinator) خودکار اعمال نمی‌شود.)

دمای آب

در دماهای بالاتر از 25 تا 28 درجه سلسیوس، کلر (chlorine) سریعتر از بین می‌رود، جلبک‌ها بهتر رشد می­‌کنند و تشکیل رسوبات (رسوبات کربنات کلسیم) بیشتر اتفاق می‌افتد. هیچ قانون مدونی برای تنظیم دمای استخرهای تفریحی وجود ندارد، اما دمای آبگرم از 40 درجه سلسیوس تجاوز نمی‌کند.