游泳對(duì)現(xiàn)代人而言是運(yùn)動(dòng)也是休閑, 是運(yùn)動(dòng)所以要求水的健康, 是休閑所以要求水的品質(zhì),在民營游泳池的合法化下更促進(jìn)游泳人口的增加, 相對(duì)于市場(chǎng)的潛力之下, 人工凈化的游泳池已是目前新興熱門行業(yè), 而游泳的主體--水, 也在競(jìng)爭的市場(chǎng)下再度成為討論的話題,其中消毒, 殺菌, 混濁, 長綠藻, 變色, 氯臭味等一再被提及, 唯有酸堿值pH 一項(xiàng)未受重視, 而此正是導(dǎo)致一切問題的根源, 本文特針對(duì)此作實(shí)際應(yīng)用說明.。

酸堿值pH 概念

酸與堿在zui初是以其于味覺( TESTE ) 上的不同而有所區(qū)別, 后來的發(fā)展成為氫離子濃度的 -log 值為代表, 簡單的說: 能夠提供氫離子的物質(zhì), 我們稱它作酸, 能提供氫氧離子的物質(zhì), 我們稱它為堿. 例如醋, 檸檬我們可以直接感覺它是酸性的, 澀澀的, 堿性的蘇打,堿液則不太能察覺,只是皮膚接觸時(shí)有滑滑的感覺, 另外, 堿與咸是不同的, 咸是由一種叫作氯化鈉, 俗稱鹽巴的化學(xué)物質(zhì), 在味蕾上的感覺描述, 因此, 酸與堿可以互相中和, 但是咸卻只能用水或甜或其它有味覺反應(yīng)的東西來淡化與轉(zhuǎn)移味蕾凡感覺, 在數(shù)學(xué)的表示方法上, 酸堿值pH 的范圍被排列為 0 到 14, 而 7 代表中性. 酸堿值pH = 7 時(shí)為一中性明顯分界點(diǎn), 越比 7 小則酸性越強(qiáng), 越比 7 大則堿性越強(qiáng).

酸堿圖

測(cè)量酸堿值pH 也就是測(cè)量水中氫離子的濃度, 依表現(xiàn)方式可分為1)玻璃電極 GLASS ELECTRODE, 2)比色法COLORIMETRIC, 其中比色法又分為指示劑與比色紙.

酸堿值pH 在游泳池水中的應(yīng)用

酸堿值pH 在游泳池水中的物理意義有二種, 一為對(duì)人體之舒服度, 另一為對(duì)游泳池硬體結(jié)構(gòu)之健康度. 在化學(xué)意義也有二種, 一為對(duì)氯的活性度, 另一為對(duì)池水的涵容度

對(duì)人體之舒服度

根據(jù)經(jīng)驗(yàn): 人體在水中以眼睛zui敏, 而眼睛接觸水以酸堿值pH 7.3 - 7.5 為zui低刺激, 目前在國內(nèi)百分之九十五以上游泳者均戴蛙鏡入水, 所以眼睛刺激問題并不明顯反而以皮膚和口腔的感覺較深, 這是因?yàn)楫?dāng)酸堿值pH = 6.5 時(shí), 牙周病患者首先發(fā)難, 抱怨會(huì)有牙齒酸, 舌頭生澀感覺, 當(dāng)酸堿值pH 達(dá) 6.0 時(shí), 干性皮膚泳者接著發(fā)難, 皮膚呈潮紅甚至脫皮, 嘴唇發(fā)痲, 百分之二十的泳者有不舒服的感覺,全身毛發(fā)硬直, 沖洗時(shí)清潔用品須多次使用方始有效. 這是因?yàn)樘偷乃釅A值引起輕微的化學(xué)灼傷和降低清潔用品的化學(xué)條件, 使得乳化油脂的效果降低所造成的原因. 當(dāng)酸堿值pH = 8.0 時(shí)油性皮膚泳者身上會(huì)有滑膩感, 角質(zhì)部份泛白, 當(dāng)酸堿值pH 達(dá) 8.3 時(shí), 皮膚敏感或過敏者將出現(xiàn)紅斑, 身體會(huì)癢, , 百分之十的泳者有不舒服的感覺, 全身毛發(fā)軟貼于皮膚上, 經(jīng)風(fēng)吹乾后有疼痛與龜裂感覺, 這是因?yàn)樘叩乃釅A值引起皮膚的水解與皂化脫脂, 就好像是洗澡時(shí)搓洗太用力剝掉了一層皮. 以上產(chǎn)生這些令人不舒服的現(xiàn)象, 往往被誤認(rèn)為是加氯量太多所引起的, 事實(shí)上, 人體對(duì)酸堿值pH 的敏感性遠(yuǎn)大于對(duì)氯的敏感性.

對(duì)游泳池硬體結(jié)構(gòu)之健康度

WATER BLANCE 水之飽和指數(shù)主要以描述水體內(nèi)水溫, 鈣硬度, 總堿度, 酸堿值對(duì)水體本身與承載水體結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng), 當(dāng) SI 水之飽和指數(shù)值大于 +0.3 時(shí), 將導(dǎo)致池水混濁, 透明度不良, 管路沉淀結(jié)垢. 當(dāng) SI 水之飽和指數(shù)值小于 -0.3 時(shí), 將導(dǎo)致水泥的腐蝕, 金屬溶解. 比較簡單的說法是 :在不同的溫度條件下游泳池的水中含有鈣硬度,與總堿度之濃度須有一定的比例才能符合整體長久經(jīng)濟(jì)效益, 這也是為什么游泳池磁磚脫落與管路損壞或阻塞而面臨時(shí)常整修的原因之一了. 而針對(duì)此一關(guān)系式中的濃度值在化學(xué)相關(guān)手冊(cè) ( HAND BOOK ) 均有圖表可查, 同時(shí)在泳協(xié) ( NSPI ) 也明列如上表中之相關(guān)范圍濃度, 在其表示式中因酸堿值pH 未取對(duì)數(shù)而直接置入可見, 此一式中酸堿值pH 所影響比例較大, 且酸堿調(diào)整過程簡單, 價(jià)格便宜,測(cè)量方便, 故在整個(gè)水質(zhì)調(diào)理方面酸堿值pH 對(duì)游泳池硬體結(jié)構(gòu)可謂舉足輕重.

對(duì)氯的活性度

氯對(duì)游泳池而言在衛(wèi)生工程解釋為消毒, 在生物工程解釋為殺菌, 在化學(xué)工程解釋為氧化, 又因在洗滌工作上有漂白作用故又稱漂白劑, 然而其主要工作乃次氯酸 HOCL 之推動(dòng),也就是所謂的有效自由余氯, 下列物質(zhì)均可經(jīng)一連串反應(yīng)而產(chǎn)生次氯酸 HOCL, 它們的功能近乎一樣, 比較特別的是穩(wěn)定性, 溶解速度與酸堿值pH, 其中酸堿值pH的不同是影響游泳池水質(zhì)zui大的因素

1.~1 @4 Chlorine .. 100%pH= 0.1 液氯, 氯qi

2.~6 @2 TricChloro cyanuric acid 90%pH= 2.8 氯系異氰酸, 氯粉, 粒, 碇, 塊,

3.~3 @1 Sodium dichloro cyanurate 60%pH= 6.8 鈉鹽氯系異氰酸, 氯粉.

4.~4 @3 Lithium hypochloride 35%pH=10.0 次氯酸鋰, 鋰碇, 粉, 粒, 塊, 磚.

5.~5 @5 Calium hypochloride 65%pH=11.0 次氯酸鈣, 氯碇, 粉, 粒, HTH, 威氯

6.~2 @6 Sodium hypochloride 12%pH=13.0 次氯酸鈉, 漂白水.

注：pH 指該藥品溶于水中 1% 之酸堿度

a..…f 為該系列藥品酸堿次序

~1… ~6 為該系列藥品溶解速度次序

@1 …@6 為該系列藥品穩(wěn)定性次序

根據(jù)氯化學(xué) CHLORINE CHEMISTY 之氧化還原曲線描述: 次氯酸 HOCL 同樣濃度在不同酸堿值pH 的條件下有不同的有效活性, 也就是說自由有效氯在不同的酸堿值pH 下會(huì)有不同的活性百分比, 例如酸堿值pH = 8.0 時(shí)測(cè)得, 自由馀氯為 1 PPM, 但實(shí)際上只有 0.3 PPM 的有效活性, 其有效活性與酸堿值pH 關(guān)系如下:氯對(duì)酸堿度曲線圖

HOCL有效活性與酸堿值PH關(guān)系

經(jīng)資料顯示, 水中游離殘留馀氯15 - 30秒可殺死細(xì)菌種類與濃度:

0.1 PPM 淋菌, 腸炎菌, 霍亂菌, 赤痢菌, 黃色鏈球菌

0.15PPM 腦脊髓膜炎球菌

0.20PPM 肺炎球菌

0.25PPM 大腸菌, 溶血性鏈球菌

但須注意的是此值是在酸堿值pH = 4.5 以下才有效, ( 請(qǐng)對(duì)照上圖表明 ) 高于 4.5 時(shí)要依上述條件予以修正. 例如: 上表內(nèi)大腸菌在 0.25 PPM 時(shí)可被殺死, 但如果酸堿值pH = 7 時(shí)就必須要 0.25 / 0.8 = 0.31 PPM, 酸堿值pH = 8 時(shí)就必須要 0.25 / 0.3 = 0.8 PPM, 才有效, 這就是為什麼在夏季的游泳池明明測(cè)有氯值但卻長藻與變色和被檢查含有大腸菌的原因了. 市面上對(duì)自由馀氯的測(cè)定如OTO 黃色反應(yīng)DPD紫色反應(yīng)也是以此值為基準(zhǔn)的, 因此經(jīng)由測(cè)試而得之氯我們稱之為氯值, 而在游泳池水中因須考慮酸堿值pH 之影響, 故我們稱之為相對(duì)氯值。