游泳池提供休闲和锻炼，但保持其卫生对公共健康至关重要。消毒对于消除病原体至关重要，但如果管理不当，所使用的化学品及其副产物也可能对健康产生重大影响。本指南来自 AquaChain China，深入探讨了游泳池消毒的复杂性，强调了潜在的健康问题，并提供了现代解决方案的见解。
游泳池中的消毒剂及其副产物
游泳池消毒的主要方法涉及氯基化合物。虽然对微生物有效，但这些化学物质会与游泳者带来的有机物反应，产生各种副产物。
游离活性氯
游离活性氯，主要以次氯酸（HOCl）和次氯酸盐（OCl-）的形式存在，是有效的消毒剂。
- 次氯酸（HOCl） 是一种强效消毒剂，在较低的 pH 值下效果更好。
- 次氯酸盐（OCl-） 效力较弱，但在较高 pH 值下有助于消毒。
在典型的游泳池 pH 值下，溶解的氯气作为游离活性氯的量可以忽略不计。通常，游离活性氯本身很少引起眼睛刺激，除非浓度超过 20 mg/L（0.02 oz/gal）。然而，溶解的氯化合物会使头发和皮肤脱水。游泳池上方的空气中通常含有 0.01 至 0.1 mg/m³（约 0.003 至 0.034 ppmv）的氯气浓度，通常低于刺激呼吸道的水平。刺激感更常见于结合活性氯的形成。
结合活性氯（氯胺）
结合活性氯是指游离活性氯与有机和无机含氮化合物（主要来自游泳者的排泄物，如尿素、汗液、皮肤细胞）反应形成的产物。这种复杂的混合物包括以下物质：
- 氯-尿素组合物
- 氯胺： 一氯胺（NH2Cl）、二氯胺（NHCl2）和三氯胺（NCl3）
- 氯-肌酐化合物
氯胺，特别是二氯胺和三氯胺，具有挥发性，并导致游泳池中特有的“氯气味”，通常被错误地与高游离氯水平相关联。这种气味通常在尿素水平为 0.5 mg/L（0.000067 oz/gal）且游离活性氯浓度为 1.0 mg/L（0.000134 oz/gal）时出现。
氯胺的影响：
- 一氯胺： 在典型的游泳池 pH 值下，主要引起眼睛刺激。
- 二氯胺和三氯胺： 两者都会刺激眼睛，并且具有挥发性，会进入游泳池上方的空气中。三氯胺对呼吸道特别有刺激性。
- 二氯胺和三氯胺的形成随着游离活性氯浓度的升高和 pH 值的降低而增加。
为了尽量减少这些刺激物，游泳池中的结合活性氯浓度理想情况下应保持在 1 mg/L（0.000134 oz/gal）以下。
消毒副产物（DBPs）：氯仿和三卤甲烷
除了氯胺之外，游离氯还会与天然有机物和游泳者废物反应，产生消毒副产物（DBPs）。其中一些，特别是三卤甲烷（THMs）如氯仿，是可疑致癌物。
三卤甲烷和氯仿的关键特征：
- 形成： 三卤甲烷浓度取决于水中的总有机碳（TOC）、游泳者人数和水温等因素。
- 挥发性： 氯仿和类似物质具有挥发性，会从水中逸散到空气中。游泳者主要通过吸入接触。
- 浓度： 游泳池中的氯仿浓度差异很大，最高浓度出现在水面正上方。建议的空气中氯仿健康标准为 100 mg/m³（约 20.4 ppmv），这一浓度常见于室内游泳池。
- 接触： 游泳可能是非职业性氯仿接触的一个重要来源（游泳一小时后超过 70%）。由于通风更好，室外游泳池的接触通常较低。竞技游泳运动员由于长时间和剧烈活动，会吸收更多的氯仿。
游泳池消毒副产物的健康影响
接触消毒副产物可能导致一系列健康问题，从急性刺激到潜在的长期并发症。
即时和急性影响
- 皮肤和眼睛刺激： 由结合活性氯和溶解氯的脱水作用引起。
- 呼吸问题： 三氯胺和其他挥发性消毒副产物会刺激呼吸道，导致“游泳者哮喘”等情况，尤其是在吸入更多空气的竞技游泳运动员中。
- 牙齿磨损： 在非常低的 pH 值（低于 3.6）下，通常由氯气与阳光反应形成盐酸引起，牙釉质会溶解，使牙齿变脆和敏感。
长期和慢性影响
- 器官损伤： 接触低浓度氯仿与肾脏和肝脏缺陷有关，表现为血液中酶水平升高。
- 潜在致癌性： 虽然实验室动物测试尚未最终证明皮肤接触氯化有机物与皮肤癌之间存在联系，但动物长期口服接触氯仿已导致肝癌。一些消毒副产物，包括某些三卤甲烷，是可疑致癌物。
- 生殖问题： 一些研究提到了长期接触者的生育问题。
- 一般疾病： 游泳池工作人员，通常暴露在温暖、潮湿、含有化学物质且通风不良的环境中，报告有慢性感冒、声音问题、头痛、喉咙痛、湿疹和额窦炎症。这些症状通常在接触减少时缓解。
易感人群
- 竞技游泳运动员： 他们的高强度体力消耗和更深、更有力的吸入导致氯产品和消毒副产物的吸收增加，使他们更容易出现肺功能下降和哮喘。
- 儿童： 每单位体重吸入的空气比成人多，导致相对较高的气态物质吸收和更高的健康风险。
- 游泳池工作人员： 由于长期的职业接触，他们特别容易受到慢性健康问题的影响。
缓解和解决方案
解决游泳池消毒的健康影响需要多管齐下的方法：
- 改善通风： 对于从游泳池上方空气中去除挥发性消毒副产物（如氯胺和氯仿）至关重要，尤其是在室内设施中。
- 高效过滤系统： 去除导致消毒副产物形成的有机物和悬浮固体。
- 优化消毒剂投加量： 维持最佳的游离氯水平，同时尽量减少过量，以减少消毒副产物的形成。
- pH 控制： 适当的 pH 管理有助于维持消毒剂效力，并尽量减少消毒副产物的形成和腐蚀作用。
- 游泳者卫生： 鼓励游泳前淋浴和减少在池中小便，可显著降低有机负荷，从而减少消毒副产物的形成。
- 替代消毒剂： 探索和实施产生较少有害副产物的替代消毒方法（例如，紫外线、臭氧、高级氧化工艺）。
AquaChain 工程提示
在管理游泳池化学时，优先主动去除有机污染物，而不是仅仅依赖增加氯投加量。实施稳健的预过滤、高级氧化（如紫外线或臭氧）以及严格的游泳者卫生政策，可以显著减少刺激性氯胺和有害消毒副产物（DBPs）的形成，从而在较低浓度下实现更有效和更安全的氯使用。
常见问题解答
问1：游泳池中“氯气味”的主要原因是什么？
答1：“氯气味”主要由氯胺（结合活性氯）引起，它是游离氯与游泳者废物（如汗液、尿液）中的含氮化合物反应形成的，而不是由游离氯本身引起的。
问2：什么是三卤甲烷（THMs），为什么它们令人担忧？
答2：三卤甲烷是一组消毒副产物（DBPs），包括氯仿，当氯与水中的有机物反应时形成。它们令人担忧，因为一些三卤甲烷是可疑致癌物，并且游泳者可以通过吸入和皮肤接触吸收它们。
问3：泳池运营者如何降低与消毒副产物相关的健康风险？
答3：关键策略包括改善通风、维持最佳 pH 值、确保高效过滤、鼓励游泳者卫生（游泳前淋浴），以及考虑采用先进消毒技术（如紫外线或臭氧）以减少对高氯剂量的依赖并最小化消毒副产物的形成。
有关确保卓越水质的更多信息，请查阅我们的指南：游泳池消毒。