泳池水细菌超标原因及解决方案

    夏季来临，泳池生意逐渐火爆起来，而各地的卫生监督部门也逐渐忙碌于泳池水质的抽检工作。近来不断接到泳池水质管理员反馈，每天游离性余氯控制在0.3~1.0之间，但是细菌总数依然超标，泳客投诉游泳后出现尿路感染、皮肤出疹子、脚气病等问题。

                                                               泳客游泳后皮肤起疹子

  泳客游泳后出现脚气病

    事实上，我们每天往泳池水中投加氯消毒剂的目的并不是为了检测到余氯而加，最终的目的是为了让水体具有杀菌消毒的能力，能够为泳客提供卫生安全健康的休闲娱乐水环境。

    在《游泳场所卫生标准》及《游泳池水质标准中》都分别对池水中的细菌总数和大肠菌的限值做了明确要求。细菌总数是衡量池水循环净化处理系统运行质量的一个指标，是为了了解池水消毒是否彻底的一种有效方法，也是灭菌效率的一个重要指标。通过水传播的病源微生物很多，不可能直接测定各种病源微生物，通过采用细菌总数和大肠菌群数这两个指标，可以间接反映出水中病原微生物的密度或致病菌的可能程度，故引起重视。大肠菌群在清水中比其他肠道病原菌等抵抗能力强，因此认为大肠菌群被杀灭的时候，其他病原菌也被杀灭。所以，采用大肠菌群作为水被污染的指标。大肠菌群存在在人的肠道内，如果池水中大肠菌含量较高时，这就意味着池水已经受到了人的粪便污染，说明池水可能已经被肠道病菌污染。

 细菌在显微镜下的照片

    目前国内泳池最常用的消毒剂为含氯消毒剂，常见的为三氯异氰尿酸、次氯酸钠等。虽然使用的含氯消毒剂的剂型不同，但是根本的消毒原理是一样的。

    1.氯消毒剂的消毒原理

    利用HClO的超强氧化作用，破坏病原体的细胞膜结构及蛋白质分子。

    游离性余氯（又称自由余氯）——指在池水中以次氯酸（HClO）及次氯酸根离子（ClO-）形态存在的氯消毒剂的浓度。游离性余氯具有保持池水的持续杀菌作用，以抑制水中残存的细菌再次繁殖，防止交叉感染和应对游泳池负荷突然增加对池水水质带来的不利影响。也可以作为池水受到再次污染的指示性信号。

    CL2+H2O —— HClO+H++Cl-

    HClO —— H++ClO-

    次氯酸（HClO）和次氯酸根离子（ClO-）统称为游离性余氯。次氯酸的杀菌能力是次氯酸根离子的80~100倍 。

    次氯酸会有水中的有机物、尿素等反应产生氯胺（NHxCly），其结果使氯的消毒杀菌能力降低。氯胺又称为结合性余氯/化合性余氯。化合性余氯具有强烈的刺激性，会引起鼻黏膜炎和结喉炎。因此，限制化合性余氯浓度是很必要的。

    泳池水中的总余氯为化合性余氯和游离性余氯的总和。

 图1——氯消毒剂的消毒示意图

    氯消毒剂起到杀菌作用须具备以下两个过程：

    1.扩散吸附：氯消毒剂必须能够扩散吸附到细菌表面

    2.杀菌：扩散到细菌表面的消毒物质必须具有强效杀菌能力才能起到杀菌消毒作用

    当泳池水消毒做到位的时候，池水中的细菌总数和大肠菌群是能够控制在合格的标准范围内的。泳池水细菌超标的原因是由于消毒不良或过滤器/管道内可能有细菌繁殖导致。最常见的原因是由于池水消毒不良导致的。消毒不良主要有两种情形：

    （1）余氯含量低于0.3ppm，导致细菌繁殖；

    （2）余氯含量高于0.3ppm，甚至超过1ppm，但是依然出现细菌超标的问题。接下来重点分析一下什么原因会导致余氯高的情况下，细菌依然超标。

    1.1可能导致泳池水余氯高但是细菌数超标的情形：

    1. pH值过高：影响HClO和ClO-的含量，进而影响消毒剂的扩散吸附过程。

    2.结合性余氯含量高：结合性余氯能够扩散吸附到细菌表面，但是杀菌力弱。

    3.氰尿酸含量过高：氰尿酸会控制游离性余氯的释放量，影响扩散吸附到细菌表面的游离性余氯含量，从而影响氯的杀菌效果。

    4.温度过低：温度低一方面影响整个氯反应的过程，另一方面会影响消毒剂的扩散吸附过程，从而降低氯的杀菌能力

    5.总溶解性固体（TDS）过高：总溶解性固体（TDS）过高会影响氯消毒剂的扩散吸附过程，从而降低氯的杀菌能力。

    1.1.1pH对氯的杀菌性能的影响

    pH值主要通过影响HClO和ClO-的含量，进而影响消毒剂的扩散吸附过程，影响氯的消毒效果。细菌本身带负电荷，HClO不带电荷，ClO-带负电荷，根据同种电荷互相排斥的原理，ClO-很难靠近细菌，从而导致其杀菌效果比HClO弱。考虑pH对氯消毒效果的影响以及pH对人体皮肤舒适度的影响，水质维护时建议将pH规定控制在7.2~7.6范围内。举例，同样的游离性余氯为1.0 ppm的泳池水，当pH值为8.0时，水中真正能够起到杀菌能力的次氯酸（HClO）只有0.22 ppm；而当pH值=7.0时，水中真正能够起到杀菌能力的次氯酸（HClO）可达到0.75 pp。要使泳池水具有相同的杀菌能力，pH=8.0的泳池水的氯消毒剂的投加量是pH=7.0的泳池水的氯消毒剂的投加量的3.3倍。

                                                         pH对氯的杀菌性能的影响

氯的有效活性与pH值的关系

    1.1.1结合性余氯对氯的杀菌性能的影响

    结合性余氯可以靠近带负电荷的细菌，但是本身的杀菌能力弱，并且结合性余氯本身具有刺激性气味，对刺激人体眼睛和呼吸道，导致泳客到游泳池边感觉呛鼻子，呛眼睛，眼睛发红流泪，游泳后出现红眼睛，流鼻涕等症状。结合性余氯也就是泳客经常反馈的氯臭味道，氯臭味在室内泳池是最常见的问题之一。《游泳池水质标准》要求结合性余氯控制在0.4ppm以内。 

                                              泳池水中结合性余氯超标导致泳客红眼睛   

游泳馆结合性余氯超标导致刺鼻的味道

    1.1.2氰尿酸对氯的杀菌性能的影响

    氰尿酸是二氯异氰尿酸钠和三氯异氰尿酸盐的成分，在二氯异氰尿酸钠里面，水解后约含46%，在三氯异氰尿酸里面，水解后约含7%。

    氰尿酸是稳定剂，它能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，每次也只有很少一部分次氯酸流失。

    氰尿酸在池水中会不断积累，氰尿酸的含量太低的话，氯消毒剂会很快被阳光破坏，2小时挥发80%~90%，这一点尤其在室外水上乐园的戏水池中常见；氰尿酸含量太高的话，就会失去对氯的缓释作用，使得游离性余氯与氰尿酸之间失去平衡，导致游离性余氯的消毒和氧化能力下降，造成菌群、藻类滋生，水发白浑浊。甚至导致氯起不到消毒作用，这种现象叫做“氯锁”。

                                                       氰尿酸浓度过高，池水发白浑浊 

室外戏水池，阳光暴晒，氰尿酸低，余氯挥发快

    1.1.1温度对氯杀菌性能的影响

    温度会影响氯消毒剂的扩散速度，从而影响氯消毒剂的杀菌性能。温度越低，消毒剂的扩散速度越慢，杀菌效果越差。这也是为什么一些洗浴场所及运动康复中心泳池的冰水池会出现细菌超标，导致客人出现尿路感染、阴道炎、皮肤起疹子的原因之一。

    1.1.2总溶解性固体（TDS）对氯杀菌性能的影响

    总溶解性固体（TDS）指的是水中的总溶解性固体含量。TDS是衡量池水更换周期的一个指标。对于长期不补水的池子，TDS随着时间累积，泳客带入的污染物以及投加的药剂逐渐在池水中累积，会导致TDS过高，影响氯消毒剂的扩散吸附过程，从而影响氯消毒剂的杀菌效果。常见的是在死海池中，由于盐分高，水中的TDS高，氯的杀菌效果受限，导致死海池容易长藻水浑等问题。

    2.细菌超标的解决方案

参考文献：

    [1] National Swimming Pool Foundation.《Pool&Spa OperatorTM Handbook》.

    [2] 中国建筑设计研究院机电专业设计研究院.《游泳池给水排水工程技术手册》.北京：中国建筑工业出版社，2009年.

    [3]《游泳池水质标准》 CJ/T 244-2016.北京：中国标准出版社，2016年.

    [4]《游泳场所卫生标准》GB 9667-1996. 北京：中国标准出版社，1996年.

    作者简介：

    万消灵技术总监，主导休闲（泳池、SPA、温泉、洗浴、景观）水处理药剂研发及处理解决方案研发。全国首创人工智能水处理专家系统-“净池师”研发主导人；

    资历及证书：

    美国游泳池基金会（NSPF）泳池SPA水质管理资格证（CPO）

    美国游泳池基金会（NSPF）泳池SPA检查员资格证（CPI）

    日本温泉设施卫生管理协会入浴设施卫生管理资格证（NPO）

    中国商业联合会沐浴专业委员会水务管理资格证（MPO）