Говоря о формальдегиде, мы чаще всего ассоциируем его с токсичным компонентом строительных и мебельных материалов, который при несоблюдении технологии их изготовления проникает в воздух жилых помещений. С темой плавательных бассейнов его связывают нечасто. Тем не менее, проблема обнаружения формальдегида в воде время от времени обсуждается в профессиональной среде специалистов по бассейнам.

Содержание формальдегида в воде бассейнов нормируется СанПиНом, его ПДК составляет 0,05 мг/л, причем этот параметр контролируется только при использовании для дезинфекции метода озонирования. Считается, что при хлорировании воды бассейна формальдегид не образуется. Однако ряд исследований описывают случаи образования формальдегида и при хлорировании воды [1, 2].

При хлорировании воды в бассейне, как и при ее последующей обработке УФ-излучением в норме формальдегид не образуется. Однако, при сочетании хлорирования с УФ-обработкой возможен ряд химических процессов:

Гипохлорит натрия, который обычно используется для дезинфекции бассейнов, в воде распадается на гипохлорит ион (OCl-) и хлорноватистую кислоту (HOCl), которые под воздействием УФ-излучения формируют высокоактивные радикалы кислорода (O-*), радикалы хлора (Cl*) и гидроксильные радикалы (ОН*) [1]:

НОСl +  hv → ОН* + Cl*

OCl- + hv → O-* + Cl*

O-* + H2O → ОН* + OH-

При наличии в воде определенных прекурсоров (предшественников) эти активные радикалы могут запускать процесс, который приводит к образованию небольших количеств формальдегида:

Образование низкомолекулярных альдегидов, в том числе и формальдегида, может происходить в результате фотохимически активированного процесса деалкилирования прекурсоров - веществ с алкильными группами. [3,4,5,6]

Такими потенциальными прекурсорами могут быть некоторые лекарственные средства (теофиллин, кофеин, метамизол, феназон, аминофеназон), красители (метиленовый синий, метил оранжевый, кристаллический фиолетовый, малахитовый зеленый), а также четвертичные соединения аммония [7] – которые в частности входят в состав дезинфицирующих средств, альгицидов (препаратов против водорослей) и широко применяются в водоподготовке бассейнов.

Количество формальдегида, образующегося в описанных процессах, невелико, но газообразный формальдегид хорошо растворим в воде и из летучего соединения переходит в формалин, который будучи стабилен, испаряется слабо и со временем может накапливаться.

Надо отметить, что приведенные ссылки описывают возможный механизм формирования формальдегида, но не доказывают его причину появления в воде бассейна.

Учитывая, что контроль ПДК формальдегида в воде не входит в обязательный мониторинг качества воды бассейнов, использующих хлорирование в сочетании с УФ-обработкой, согласно СанПин, можно предположить, что возможные концентрации формальдегида, образующиеся таким путем, не являются значительными, и при соблюдении режима эксплуатации бассейна – в частности обязательный долив свежей воды из расчета количества посетителей, исключают ситуации его накопления. Многократное превышение ПДК формальдегида в бассейне, использующим хлорирование в сочетании с ультрафиолетовой обработкой, может свидетельствовать о накоплении формальдегида вследствие несоблюдения режима эксплуатации бассейна.

Что делать, если в бассейне формальдегид

Для инженеров по эксплуатации и операторов бассейнов, вопрос «что делать с формальдегидом в бассейне?» зачастую гораздо более актуален, чем поиск причин и определение механизмов его возникновения.

Если случай единичный, то локальной мерой может стать разбавление чистой водой до достижения нормативных показателей формальдегида. Если же проблема носит системный характер – нужно проанализировать, насколько режим эксплуатации и обработки воды бассейна соответствует установленным требованиям, и в случае необходимости внести изменения.

Также стоит усилить контроль за соблюдением купальщиками личной гигиены – воздействие на этот фактор позволяет снизить количество привнесенной органики вплоть до 30%, а это напрямую влияет на количество образующихся побочных продуктов дезинфекции (в том числе и формальдегида).

Глобально, мы рекомендуем выбирать методы обработки бассейна, которые помимо дезинфекции, решают и проблему удаления органических загрязнений, привносимых купальщиками, - ведь именно они являются основой формирования побочных продуктов. Технологии интенсивного окисления (Advanced Oxidation Technologies – АОР) позволяют эффективно разрушать как органические примеси – прекурсоры побочных продуктов, так и уже сформировавшиеся побочные продукты.

Это актуально, в первую очередь, для общественных бассейнов, где использование хлора необходимо. Сочетание АОР-систем с хлорированием минимальными дозами не только ощутимо снижает расход реагентов, улучшает органолептические показатели воды, но и делает ее токсикологически более безопасной для купальщиков и обслуживающего персонала. Кроме того, разложение органических примесей повышает эффективность фильтрации и увеличивает бактериологическую стабильность воды.

Ссылки:

[1] Kosaka K, Asami M, Nakai T, Ohkubo K, Echigo S, Akiba M. Formaldehyde formation from tertiary amine derivatives during chlorination. Sci Total Environ. 2014 Aug 1;488-489:325-32

[2] Studies on the formation of formaldehyde during 2-ethylhexyl 4-(dimethylamino)benzoate demethylation in the presence of reactive oxygen and chlorine species. Waldemar Studziński & Alicja Gackowska & Maciej Przybyłek & Jerzy Gaca Environ Sci Pollut Res (2017) 24:8049–8061

[3] Chlorine photolysis and subsequent OH radical production during UV treatment of chlorinated water. Water Research 41(13):2871-8 July 2007

[4] Bozzi A, Caronna T, Fontana F, et al. Photodecomposition of substituted 4-diethylaminoazobenzenes under visible light irradiation in different solvents. J Photochem Photobiol A Chem. 2002;152:193–197. doi: 10.1016/S1010-6030(02)00245-9.

[5] Görner H, Döpp D. Transients in the photoreduction of dinitroarenes by triethylamine and N,N-dialkylanilines in benzene. J Photochem Photobiol A Chem. 2003;159:219–225. doi: 10.1016/S1010-6030(03)00187-4.

[6] Electron-transfer mechanism in the N-demethylation of N,N-dimethylanilines by the phthalimide-N-oxyl radical. Baciocchi E, Bietti M, Gerini MF, Lanzalunga O, J Org Chem. 2005 Jun 24; 70(13):5144-9.

[7] Quaternary ammonium compounds (QACs): a review on occurrence, fate and toxicity in the environment. Zhang C, Cui F, Zeng GM, Jiang M, Yang ZZ, Yu ZG, Zhu MY, Shen LQ Sci Total Environ. 2015 Jun 15; 518-519:352-62.

Материал подготовлен подготовлен экспертами ИТЦ «Комплексные исследования». Любое использование без согласия авторов запрещено