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游泳池池水消毒和水質(zhì)測試
——氧化還原電位（ORP 或 Redox）簡介
1. 概述
游泳池、水療池、戲水池等各種水上健身運動設(shè)施已經(jīng)走進了我們的生活，它們提供了游泳、健身、休閑、戲水、康復(fù)、減肥、美容甚至社交的場所。人們在參與水上健身運動時，人體都要直接與池水接觸，并且某些體液與池水進行交換，所以池水質(zhì)量至關(guān)重要。沒經(jīng)循環(huán)過濾和消毒處理的池水，由于池水中的污染物和池水溫度給細菌、病毒和藻類提供了最適合滋生和繁殖的養(yǎng)料和環(huán)境，池水水質(zhì)惡化的風險始終存在；由于游泳人數(shù)的變化、污染源的增減、化學投加的不同、天氣氣溫氣壓的影響和池水的消耗和補加等多種因素，水質(zhì)始終都是處在動態(tài)的變化過程中。游泳池水處理的原理就是要確保池水的凈化、消毒的動態(tài)平衡。合理的處理系統(tǒng)、經(jīng)濟高效的消毒方式和正確的維護程序是實現(xiàn)泳池的安全性、衛(wèi)生性、舒適享用性、經(jīng)濟性和可操作性的前提。
游泳池池水消毒方式主要有氯消毒、溴消毒、臭氧消毒、紫外線消毒、金屬離子消毒等，每一種消毒方式都要求最小劑量和最大劑量，有些場合采用單獨消毒形式，另一些場合采用兩種或多種聯(lián)合消毒形式。游泳池可以采用不同的消毒方式，但是在檢測池水的消毒方式的有效性方面，在我國在現(xiàn)行的標準中，游泳池消毒只有余氯量的指標，對于其它消毒形式的消毒方式尚無統(tǒng)一的標準和指標，2011年8月1日實施的《公共浴池水質(zhì)標準 CJ/T 325-2010》中，把氧化還原電位ORP≥650mV作為水質(zhì)檢驗的項目，具有重大意義。
2. 氧化還原電位（ORP 或 Redox）的研究
1966年，德國科學家 Carlson等人對采用氯消毒的游泳池池水中的大腸埃希菌（E. Coli）進行了殺滅實驗。他們發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌的殺滅與氧化還原電位（ORP 或 Redox）相關(guān)性較大，而與余氯量的相關(guān)性比與氧化還原電位（ORP 或 Redox）相關(guān)性要小得多。當池水的ORP為650mV時殺菌速度迅速，當ORP降低時，殺菌速度也降低，當ORP低于520mV時，殺菌速度極緩。實驗結(jié)果如下圖所示：
以后的研究發(fā)現(xiàn)，測試出的余氯實際上有兩種形式：分子形式（HOCl）的高效余氯，離子形式（OCl-）的低效余氯，它們在不同的pH值的池水環(huán)境中相互轉(zhuǎn)化。所以相同的余氯量，由于pH值不同，高效余氯（HOCl）和低效余氯（OCl-）的量也不同，消毒效果也不相同。當池水里含有氯穩(wěn)定劑（氰尿酸）時，對一定余氯量的池水的消毒能力也有影響。余氯量是池水中消毒劑含量指標，而ORP才是池水中消毒劑消毒能力的指標。
通過對氧化還原電位（ORP 或 Redox）的進一步研究發(fā)現(xiàn)，ORP適用于所有氯和溴等標準消毒劑和臭氧、高錳酸鉀、金屬離子和UV系統(tǒng)等其它可選消毒劑。
3. 氧化還原電位（ORP 或 Redox）的應(yīng)用
1971年世界衛(wèi)生組織規(guī)定飲用水采用ORP值為650mV (鉑/甘汞電極）或700mV (鉑/AgCl電極）的標準；1982年德國標準協(xié)會采用700mV (鉑/AgCl電極）作為德國公共和商業(yè)泳池水ORP標準；1988年美國國家溫泉和泳池協(xié)會采用650mV (鉑/AgCl電極）作為公共溫泉ORP最低建議值。氧化還原電極能衡量對游泳池水的消毒效果，池水中的氧化還原電位值等于或高于650mv，則表示殺毒滅菌的能力和其中的含菌量是可以接受的。
如果池水采用氯消毒的形式，余氯量、pH值和ORP數(shù)值具有相互對應(yīng)的關(guān)系，見下表：
現(xiàn)行國家行業(yè)標準CJ244-2007規(guī)定，余氯量0.2-1.0mg/L：在pH值7.2時，余氯量為0.2mg/L對應(yīng)的ORP為690mV，余氯量1.0mg/L對應(yīng)的ORP為810mV；在pH值7.5時，余氯量略大0.27 mg/L對應(yīng)的ORP為650mV，余氯量1.0mg/L對應(yīng)的ORP為790mV；在pH值7.8時，余氯量略大于0.4 mg/L對應(yīng)的ORP為650mV，余氯量1.0mg/L對應(yīng)的ORP為770mV。
在2011年8月1日實施的《公共浴池水質(zhì)標準 CJ/T 325-2010》中，把氧化還原電位ORP≥650mV作為水質(zhì)檢驗的項目，具有重大意義。
(1). ORP能更好的反映池水的消毒能力，保證了ORP值從而確保了池水的水質(zhì)。它對于氯消毒、溴消毒、臭氧消毒、紫外線消毒、金屬離子消毒等具有較大的適用性；
(2).在線即時檢測時，采用氧化還原電位ORP更簡便、經(jīng)濟、可靠，如果采用余氯量ppm的在線監(jiān)控，此時探頭傳感器的價格昂貴，難于制造和調(diào)試。
4. 池水水質(zhì)的自動在線監(jiān)控
水質(zhì)監(jiān)測儀可以實現(xiàn)在線實時監(jiān)測和控制水中的化學含量和投加，一般有2組參數(shù)可以監(jiān)控：pH值、ORP氧化還原電位（單位mV）。還有的帶有2個4-20mA邏輯輸出接口可進行紀錄和調(diào)制，可與終端屏幕顯示連接，把pH值、ORP氧化還原電位的數(shù)值顯示在屏幕上。還有的產(chǎn)品帶有RS-485通訊輸出接口，可與電腦連接，實現(xiàn)電腦中心集控。
5. 池水水質(zhì)的人工測試
5.1. 在游泳池維護時，要在30-45cm 的水面之下取水樣，不得在回水口附近取水。
5.2. 兩種常用的人工驗水器（水質(zhì)測試盒、或水質(zhì)測試劑）：
5.2.1. DPD型，遇到含氯的池水顯粉紅色。DPD型更優(yōu)越，它可區(qū)分自由氯和總氯的含量，由此可計算出化合氯的含量。
5.2.2. OTO型，遇到含氯的池水顯黃色。OTO型測試的結(jié)果是總氯量。
5.3. 用DPD所測出的自由氯和總氯的含量時，以此可以算出化合氯的含量：
總氯的含量－自由氯的含量＝化合氯的含量
5.4. 計算溴的含量：用測氯的試劑測試溴的含量時，從測氯的測試結(jié)果可以計算出溴的含量：
自由氯×2.25(系數(shù))＝總溴量
5.5.新型的測試儀器
5.5.1. 五合一PC水質(zhì)測試儀
氯含量：0.05-6.0 mg/l
pH值：6.5-8.4
氰尿酸：0-80.0 mg/l
總堿量：5-200 mg/l
鈣硬度：50-500 mg/l
5.5.2. 游泳池綜合參數(shù)測試儀
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測試所有的水質(zhì)參數(shù) |
總硬度高量程：0-500 ppm CaCO3 |
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氰尿酸：0-160 ppm Cys |
總硬度：0-50 ppm CaCO3 |
鐵 （II/III）：0-1 ppm Fe |
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總堿量：0-200 ppm CaCO3 |
氯 低量程：0-2 ppm Cl2 |
活性氧：0-10 ppm O2 |
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鋁：0-0.25 ppm Al |
氯 中量程：0-4 ppm Cl2 |
臭氧：0-1 ppm O3 |
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氨：0-1 ppm N |
氯 高量程：0-6 ppm Cl2 |
過氧化氫：0-3 ppm H2O2 |
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雙胍鹽：0-50 ppm PHNB |
銅：0-5 ppm Cu |
pH值：6.5-8.4 |
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碘：0-13 ppm Br2 |
二氧化氯：0-11 ppmClO2 |
硫：0-100 ppm SO4 2- |
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鈣硬度：0-500 ppm CaCO3 |
總硬度低量程：0-50 ppm CaCO3 |
尿素：0-3 ppm CH4N2O |
