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世界水日,我所理解的“游泳池水质标准” 精选

已有 9182 次阅读 2017-3-23 13:44 |系统分类:观点评述| 游泳池水质

凑世界水日热点,我来说说最近了解的 “游泳池水质标准(CJ/T244-2016)”,算是一家之言,希望各位专家看官批评指正。

该标准由住建部2016年6月颁布,12月1日开始执行。虽然只是行业标准,但比起21年前卫生部颁布的GB9776-1996是有较多变化的,总体上更严了,但似乎也存在一些不足。下表我总结了1996国标、2016行标、2009美国标准及2006世卫组织(WHO)泳池水质指导准则的指标资料,并就每个指标分别发表点自己的感想和评论。

泳池水质标准中化学污染物指标对比

国标GB9667-1996

国家行业标准CJ/T244-2016

美国标准ANSI/APSP-11  2009

WHO泳池水质要求WHO-2006

常规指标

水温(℃)

22~26

20~30

≤40

/

pH

6.8~8.5

7.2~7.8

7.2~7.8

7.2~7.8

浊度(NTU)

≤5

≤0.5

≤0.5

≤0.5

自由余氯(mg/L)

0.3~0.5

0.3~1.0

1~4

≤1

尿素(mg/L)

≤3.5

≤3.5

/

/

大肠菌群(个/L)

≤18

无检出

/

无检出

细菌总数(个/mL)

≤1000

≤100

/

≤200

化合性余氯(mg/L)

/

<0.4

≤0.2

≤0.2

氰尿酸(mg/L)

/

<30(室内); <100(室外)

≤100

/

臭氧(mg/L)

/

<0.05

≤0.1

/

过氧化氢(mg/L)

/

60~100

/

/

ORP(mV)

/

≥700(余氯或臭氧),200~300(过氧化氢)

/

≥750

非常规指标

TDS增量(mg/L)

/

≤1000

≤1500

/

三氯甲烷

/

≤100mg/L

/

<300μg/L

总碱度(mg/L)

/

60~180

60~180

/

钙硬度(mg/L)

/

<450

150~1000

/

三氯化氮(mg/m3)

/

<0.5(水面750px)

/

/

甲第鞭毛虫、隐孢子虫(个/10L)

/

无检出

/

/

异氧菌(CFU/ml)

/

≤200

/

/

嗜肺军团菌(CFU/200ml)

/

无检出

/

/

总体而言,GB-1996国标仅有7项指标,而CJ-2016行标有21项,且区分常规和非常规项目,显得更全面。目前实际操作中,我所知道的深圳及多数城市每年进行的泳池水质抽检只检测了96年国标中的6项,即尿素、pH、浊度、大肠菌数、细菌总数、和余氯。因CJ-2016更为严格,我个人比较倾向于让新行标CJ-2016在改进后未来升级为国标。

温度:目前似乎是最没用的一个项目。百度搜索深圳及各大城市泳池水质抽检,结果根本看不到温度数据。从限值看,温度指标是越来越宽松了:96国标限定在22~26度,2016行标则放宽至20~30,而美国标准则说40度以下。之前国际游泳协会(FINA)曾于2002~2005发布了一个温度要求为26±1℃,但随后在2005~2009年的版本中完全删除了温度及其它所有卫生要求部分,只说遵循当地的法律和卫生规定即可,因此就不再有温度要求了。

pH: 其标准范围逐渐趋窄。96国标在6.5~8.5,但2016行标及美国、WHO标准都建议在7.2~7.8之间。且不论指标改变的利弊,该标准和饮用水水质标准是有冲突的。主要原因是泳池水一般取自自来水,而自来水的pH要求为6.5~8.5(无论中国还是美国和WHO都是如此),那就意味着:如果执行泳池标准,即便新鲜自来水也可能不符合泳池水质要求(或偏高或偏低)。所以,在pH方面我支持坚持使用旧的标准。

浊度:1996国标为5NTU,而新行标、美国、及WHO均改为了0.5NTU,这对保障游泳人员健康是有利的。该指标虽然主要指示颗粒物,但微生物也可能吸附在颗粒上,因此浊度的降低将可以更好的保障水体卫生。

自由余氯(即余氯):是消毒剂,在泳池存在的目的是维持一定的消毒功能。96国标的范围过窄过小(0.3~0.5mg/L),而新标准提高至0.3~1mg/L,与WHO的指导值更近。但余氯指标和pH指标类似,也存在泳池指标和饮用水指标不同步的情况。生活饮用水尚且允许0.05~4mg/L范围的余氯存在,而泳池水却只允许0.3~1mg/L,这既给泳池经营者造成麻烦和困难,也给游泳者造成困惑:为什么可以喝的水却不能游泳?有时候我们会听说五星级酒店内泳池水质不达标的故事,但细细琢磨其超标指标,标准的不合理设置或许也是原因之一吧。而美国在余氯标准方面考虑得较为周全,把泳池和饮用水余氯最高限值均设为4mg/L,因此避免了标准冲突的问题。但其最低值为1mg/L,等于CJ行标和WHO最高值,也高于GB,或许是因为美国人更耐受消毒剂也更不怕消毒副产物吧(具体原因待查)。。。

尿素:是个中国特色指标之一,在20年来历次泳池水质标准中限值(3.5mg/L)均无变化,但上一版88年的GB-9776为2.5mg/L。最近有ESTletter论文调研了美国及加拿大泳池中一种甜味剂(安赛蜜)的发生,籍此再次证明了泳池中排尿等人为污染的存在(http://dx.doi.org/10.1021/acs.estlett.7b00043)。虽然该文章获得了较多关注和影响,但方法上也有几点不足。一是没有进行安赛蜜与泳池使用负荷的相关性分析,因此无法依据安赛蜜准确预测人为污染的程度。二是并非每个人都食用安赛蜜,因此即便未检测到安赛蜜也可能存在人为污染。三是一般检测部门不可能拥有研究人员所用的高级检测设备(HPLC-MS/MS),所以ng/L级别甜味剂的检测不具有普适性。而尿素相对安赛蜜而言或是更好的指示物,其物化性质稳定且分子量较小,既不会被过滤去除,也难与低浓度氧化剂(即余氯)反应,因此其浓度在泳池往往是快速增加的。且据WHO报告,人体尿液中84%的氮素成分来自于尿素,汗液中68%的氮素成分来自于尿素,所以我认为尿素比安赛蜜更直接和实际。或许有人会质疑目前尿素检测方法(分光光度法)的操作复杂性(需煮沸30分钟),因此无法现场出具检测结果。但有朋友公司据说已研成并上市了一种现场尿素检测方法(获PCT发明授权),因此该问题似乎是解决了。若执行,该检测方法将方便经营者了解和提高水质,也更有利于监管部门的执法。顺便给自己也做个广告的是:本团队利用紫外催化高级氧化技术对泳池尿素的去除进行了一系列的研究,目前已可实现1小时内500ml水样5mg/L尿素的有效去除(大于90%去除率),产物为硝酸根和铵根,所用试剂为泳池常见消毒剂及不产生后续麻烦的氧化剂(过硫酸盐),所用光源仅耗能10W灯。如有个人或单位感兴趣,可联系我洽谈合作事宜。

大肠菌群、细菌总数及其它4种非常规检测微生物指标:从GB-1996到CJ-2016有明显趋严的趋势,其中CJ-2016的细菌总数要求(100CFU/mL)甚至比WHO要求(200CFU/ml)更高,这无疑将给泳池经营者提出了更高的挑战。但考虑到细菌的培养需要时间,该方法无法现场出结果报告。而水样收集、移取、保存等操作过程均可能引入误差,所以该指标在一定程度上是可能存在人为因素的。或许也是考虑到了该因素,美国2009泳池标准居然完全没有设定任何微生物指标要求!如果不是美国人过于疏忽,那就是美国人认为:只要消毒剂达到要求(1~4mg/L),则没必要再进行微生物检测了。这种思路我想还是有一定道理的,这对于我国如何选择泳池水质检测指标也有一定借鉴意义。毕竟,并不是限值越多越好越低越好,立法的同时就要考虑执法的可操作性!

化合性余氯、三氯化氮:即各种氯胺。虽然GB-1996没有规定,但CJ-2016、美国、及WHO均对此有较严格的要求(0.2或0.4mg/L)。我知道在饮用水处理领域一氯胺是可以作为替代消毒剂的,并不是一个反面角色。但泳池水质消毒的要求似乎更高,因此根本不希望有氯胺的存在。但执行该标准会比较考验操作人的专业功底,因为要超过加氯折点才不会有氯胺生成,否则反而会生成毒性更大且刺激味更浓的三氯胺(即三氯化氮),而三氯化氮也已经在CJ-2016被限定(池水表面750px处浓度不超过0.5mg/L)。另外,除无机类氯胺外,该指标让我想到的是有机氯胺(即氨基酸或尿素与余氯产生的高价态有机氯),它们均能让氯胺检测试剂(即DPD)显色,所以如果执行,我担心很多泳池会因为这个指标不达标。

氧化剂指标(包括臭氧、氰尿酸、过氧化氢、ORP):除余氯作为长效消毒剂必须被使用外,美国和中国泳池都有使用臭氧和氰尿酸作为补充消毒剂的习惯。臭氧的价格较高操作设备较复杂,因此主要用于专业泳池;氰尿酸药剂非常便宜,粉末投加,使用非常方便,因此是普通泳池的最常用药剂。其原理据说是氰尿酸与余氯反应生成异氰尿酸,因此可作为余氯的稳定剂(或缓释剂)。我个人拥有一定的饮用水消毒研究背景,但遗憾从未接触过异氰尿酸。所以当我看到其限值高达30或100mg/L时,我的第一反应是比较惊讶的:一般情况下自来水原水有机物尚且仅在10mg/L以内,怎么能往水中加入这么高浓度的其它有机物呢?难道它自身完全无害?且不生成其它有害物质?所以我私下想(也欢迎同行们深入研究),如果未来有机会,可以测测它的消毒副产物(如硝基甲烷、乙腈、或亚硝胺)生成势和毒性,或许会具有一定的创新性。除臭氧和氰尿酸外,过氧化氢是CJ-2016出现的一个新消毒剂指标,而美国、WHO均无此标准。联想到去年巴西奥运会泳池变绿的事件,我记得巴西当局是用了过氧化氢的,只不过他们添加的过氧化氢不够量且不再添加余氯,所以不仅没有实现消毒,反而促进了藻类的繁殖生长。这个事件的教训就是说过氧化氢的使用需要有专业操作。但过氧化氢在医学领域是十分常见的消毒剂,国内俗称双氧水,小时候如果有个摔跤擦破什么的小伤,用它消毒基本上都能很快痊愈。相信很多人也都有这样的经历。所以我想,如果过氧化氢投加不仅消毒泳池水,还可以顺便治个小伤小痛,那就更好了:)。ORP是氧化还原强弱的表征指标,说实话我不太明白其设定的必要性,但或许标准制定者是不相信通过一个或两个氧化剂就能保证足够的消毒能力,所以额外增加了此参数。当然,设置ORP也可能是为了便于监控,因为其比检测余氯或双氧水更快捷。所以,或许未来可以做一些实验比较下这些消毒剂参数的不达标频率,然后让最易超标的指标成为最终标准,而不是把所有指标都放入标准,或许能更好的实现水质监管和保障。

总溶解性固体(TDS)增量:其主要反映的是离子性物质浓度,目前为非常规指标,且在GB-1996没有要求。但CJ-2016标准为1000mg/L,比美国标准(1500mg/L)还严格!如果执行,这意味着中国的泳池必须比美国泳池更频繁的换水,并因此极大提高泳池运营成本。TDS与尿素指标类似,离子性物质也不易被过滤和消毒工艺去除,所以其增量能较好的反映游泳池污染的程度。但从检测难度而言,它比尿素更方便,因此TDS或可作为泳池换水比例和池水循环处理频率的重要依据。我个人认为其在未来应该升级为泳池常规检测指标。但因为消毒剂和pH调节剂等化学物质的投加也能导致TDS上升,因此TDS所反映的泳池人为污染可能不如尿素指标准确。未来的研究或许可以调研下真实泳池中尿素和TDS超标的几率,如果其中一个指标总是先超标,则另一个指标就没必要设立了。

三氯甲烷:是水中最常见的一种消毒副产物(简称DBP),产生于余氯与有机物的化学反应。虽然三氯甲烷的毒性在所有消毒副产物中偏弱,但因其广泛存在、浓度较高、且较其它DBP(如亚硝胺)更易检测,所以各发达国家均已将其定为饮用水水质的常规检测指标,限值从20到300ug/L不等。国内外学者之前对泳池DBP的发生有过较多研究,在泳池中发现了大量的三卤甲烷和卤乙酸(一般都远超过自来水源水),因此显示了该类物质的潜在危害。但考虑到游泳者并不会长期接触泳池水,所以可承受的DBP浓度或许可以较高。另外,虽然从个人角度欢迎该指标纳入标准,但看到该指标的计量单位时我脑海里还是冒出来了一个大大的惊叹号和问号:三氯甲烷的限值是100mg/L?mg/L!!!记得早一版的CJ-2007标准中三卤甲烷总量(意味着多个三卤代物质之和)仅为200ug/L,为何新版CJ-2016减少到只剩三氯甲烷?且大幅提高其限值为100mg/L(是的,我确定是mg/L,不是ug/L!)?如果说不是笔误(如果这样显得太不严肃了),那这样的限值就是形同虚设,其实质是完全否定了DBP指标存在的意义!毕竟,一个所有人都能达标的指标是不需要设定的。

碱度、硬度:碱度反映的是氢氧根、碳酸根和碳酸氢根的总量,碱度不足时pH很容易不稳定超标。因强酸强碱等水质调节剂的加入可能影响它们的浓度,所以其存在一个合理浓度范围。但这又有一个标准打架问题:中美两国的饮用水水质标准(GB5749-2006和EPA 816-F-09-004-2009)均无碱度要求,但中美两国泳池水质标准却均有此指标。其原因或是考虑到游泳者可能改变碱度吧。另一个指标硬度一般是为了防止管道腐蚀或结垢而设立的,其主要反映的是钙镁离子的含量,属于TDS指标的细化指标。但该指标的设立可能影响次氯酸钙消毒剂的使用,这对泳池管理者是不利的,因为相对氯气和次氯酸钠液体而言,次氯酸钙是不存在运输危险的。此外,碱度和硬度的检测方法均为滴定法,在泳池现场较难实现,所以我个人认为这两个指标的设定没有太大用处和指导意义。

综上,CJ-2016相对GB-1996总体来说更为严格更为全面,能够更好的反映了人们日益增长的泳池水质卫生要求,也跟上(甚至超过)了国际主要国家和机构的泳池水质标准。但同时其也存在个别指标标准过严(如pH、温度)、过松(如三氯甲烷)、与原水水质不一致(如余氯)、指标重复或过多(如TDS和硬度、6种微生物指标、化合性余氯和三氯化氮)、及现场检测难度较大(如碱度、硬度、三氯甲烷、三氯化氮)等问题。未来如何实现泳池水质的及时快速检测,如何保障泳池的长期卫生健康,或是一个可以大力开展的研究方向。对于大众而言,上述信息或许可以帮助更好的评判泳池场所的好坏吧,毕竟夏季马上就要来了。

当然,上述写作主要是随性发挥,不能算专业评论,如有错误纰漏,恳请海涵。更多知识和信息请查阅专业书籍并请教更权威人士。同时特别感谢清华大学陈超老师的建议和评论!

哈工大深圳研究生院 陈白杨

联系方式:poplar_chen@hotmail.com;13480727605

2016-3-22

参考文献:

GB9776-1996, CJ244-2007,CJ/T244-2016, GB5749-2006

WHO guidelines for safe recreationalwater environments-2006

WHO guidelines fordrinking water quality-4th edition-2006

USA ANSI/APSP-11 Americannational standard for water quality in public pools and spas-2009

USEPA National PrimaryDrinking Water Regulations, 2006

深圳2016泳池抽检第一批结果:http://mt.sohu.com/20160614/n454410745.shtml

深圳2016泳池抽检第二批结果:http://mt.sohu.com/20160717/n459661936.shtml

深圳2016泳池抽检第三批结果:http://mt.sohu.com/20160817/n464720697.shtml

(GB9667-1996)游泳场所卫生标准.pdf

acs.estlett.7b00043.pdf

ANSI-APSP-11 2009-for-apsp-store.pdf

CJ 244-2007 游泳池水质标准.pdf

CJT 244-2016 游泳池水质标准.pdf

GB 5749-2006 生活饮用水卫生标准.pdf

mcl-2.pdf

WHO Drinking Water-4th.pdf

WHO guildeline for pools and spas.pdf





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