Miljøprojekt, 1153 – Alternativer til klor som desinfektionsmiddel i offentlige svømmebade

Alternativer til klor som desinfektionsmiddel i offentlige svømmebade

Sammenfatning

Med baggrund i den stærke vækst inden for den rekreative industri er det forventeligt, at svømmebade og badelande mv. vil opleve dels en øget belastning med badende og dels skærpede krav fra badende til dokumentation og sikring af en tilfredsstillende vandkvalitet, så de badende trygt kan benytte faciliteterne.

Klor har historisk set altid været det foretrukne desinfektionsmiddel med henblik på sikring af den hygiejniske vandkvalitet i svømmebade. Klor har den fordel, at det er effektivt mod en lang række mikroorganismer, det reagerer hurtigt, og det fastholder ved tilstrækkelig dosering en blivende desinfektionseffekt i vandet.

Ved tilsætning af frit klor til svømmebadsvand dannes imidlertid et stort spektrum af uønskede klorerede desinfektionsbiprodukter (DBP) ved klors reaktion dels med de forureninger, som afgives fra de badende og dels de stoffer, der afgives fra materialer i kontakt med bassinvandet. Arten og især mængden af disse forurenende stoffer er dårligt kendt. De mest kendte desinfektionsbiprodukter er kloraminer, trihalomethaner (THM), halogenerede eddikesyrer (HAA) og haloacetonitriler (HAN). En lang række af andre klorerede organiske stoffer vides at dannes, men disse er ikke eller kun sparsomt identificeret.

Forekomsten af sådanne klordesinfektionsbiprodukter – med fokus på de flygtige forbindelser – udgør såvel komfortmæssigt som sundhedsmæssigt et potentielt problem for såvel badende som personale.

Svømmebadsvand er et meget komplekst system, hvor vandkvaliteten i bassinet bestemmes af belastningen, processerne i bassinet og vandbehandlingssystemet. Mange sammenhænge er mangelfuldt belyst, men et fast holdepunkt synes at være, at dannelsen af de uønskede biprodukter mindskes ved lavere indhold af klor.

Med udgangspunkt i klors kemi i vandige systemer kan det påvises, at der kan opretholdes en uændret desinfektionseffektivitet med lavere indhold af frit klor ved at sænke pH i forhold til det i dag benyttede pH-interval i danske svømmebade. En sådan fremgangsmåde praktiseres i en række europæiske lande uden problemer med den mikrobiologiske vandkvalitet. Det virker derfor oplagt at indføre tilsvarende praksis i Danmark. En forventelig følgeeffekt vil være en reduktion i indholdet af desinfektionsbiprodukter og dermed en reduktion i de komfortmæssige og sundhedsmæssige gener, som anvendelsen af klor genererer. Et reduceret klorindhold vil stille større krav til styring af klorindholdet og bassinhydraulikken for at undgå perioder eller områder med for lavt klorindhold med reduceret desinfektionseffekt. Det vil derfor være nødvendigt at være opmærksom på dette forhold ved eventuel omlægning til et lavere klorindhold i danske svømmebade.

Traditionelt kontrolleres den kemiske vandkvalitet i svømmebade ved online-måling af koncentrationen af frit klor, pH og temperatur. I nogle få tilfælde måles tillige redox, og der registreres bundet klor. Endvidere måles der to gange årligt for THM som indikator for indholdet af organiske desinfektionsbiprodukter.

Det bør overvejes, om der eventuelt kan fås et yderligere forbedret billede af indholdet af organiske DBP’er ved at supplere THM-målingerne med målinger af AOX, der udtrykker summen af adsorberbare klorerede organiske forbindelser, hvilket i praksis i svømmebadsvand svarer til det totale indhold af klorerede organiske stoffer.

Forskning i DBP-dannelse i svømmebade har ført til en større forståelse for processerne bag de mest betydende parametre for dannelsen af DBP. Med baggrund i denne viden er det muligt at udpege en række nye parametre, der med en relativ begrænset indsats vil kunne anvendes til at få et væsentligt bedre billede af den fysisk-kemiske vandkvalitet og til at styre renseprocesserne i vandbehandlingsanlægget. Et eksempel herpå er måling af turbiditet, som giver et billede af belastningen med partikler, herunder mikroorganismer. Et andet eksempel er måling af NVOC, der er ikke flygtigt organisk kulstof. Ved brug af Membran Inlet Masse Spektrometri (MIMS) kan man online måle både badevandets og halluftens indhold af specifikke THM’er, og muligvis også – ved tilpasning/udvikling – en række af de mange andre DBP’er.

I svømmebassiner afgiver de badende mere eller mindre konstant mikroorganismer, enten fordi de badende ikke er vasket tilstrækkeligt, før de går i bassinet, eller fordi de utilsigtet defækerer (såkaldte fækale uheld) eller urinerer i svømmebassinet. Desuden kan de badende afgive spyt og slim, fx fra næse og svælg.

Ved en sådan afgivelse af mikroorganismer er der risiko for, at andre badende bliver smittet og bliver syge, hvis der er tale om patogene/sygdomsfremkaldende mikroorganismer. Smittevejen fra en person til en anden person via vandet kan således være meget kort i tid og afstand, og for at reducere smittemulighederne ledes en delstrøm af vandet løbende til rensning. Vandet har imidlertid en vis opholdstid i bassinet, og det er derfor nødvendigt med et desinfektionsmiddel i vandet for at hindre smitteoverførsel mellem personerne i bassinet.

De i almindelighed opstillede krav til disinfektanter i svømmebade er meget bredt og upræcist formuleret og er derfor ikke særlig operationelle ved vurderingen af nye og alternative desinfektionsmidler. Ved gennemgang af en række alternative desinfektionsmidler er der ikke fundet alternativer, som umiddelbart vil kunne finde bred anvendelse med samme effektivitet som klor.

Et mere differentieret syn på risikoscenarier for forskellige bassinanvendelser kan dog åbne for anvendelse af andre desinfektanter – eksempelvis brintperoxid og jod – såfremt andre risikoscenarier end den meget hurtige desinfektion, som er klors styrke, prioriteres højere. Test af nye desinfektanter bør i givet fald foretages under kontrollerede forhold mod referencedata for klors effekt over for udvalgte mikroorganismer.

Et måleprogram i forbindelse med afprøvning af nye desinfektionsmidler og teknologier bør således omfatte:

Indikatororganismer for fækal forurening (fx E. coli). Selv om E. coli er meget følsom for kloring, og derfor inaktiveres meget hurtigere end mange andre organismer, vil deres eventuelle tilstedeværelse påvise en fækal belastning, og dermed at desinfektionen ikke er tilstrækkelig. Fravær af E. coli beviser derimod ikke i sig selv, at desinfektionen er tilstrækkelig
Velkarakteriserede organismer, med moderat følsomhed for den afprøvede teknologi – fx Pseudomonas aeruginosa eller Staphylococcus aureus – for at give et konsistent sammenligningsgrundlag mellem forskellige desinfektionsmetoder
Den generelle mikrobielle population (fx kimtal 37), som vil afspejle et bredt spektrum af organismer og dermed desinfektionens generelle effektivitet. En markant stigning vil indikere svigt af desinfektionen
Organismer, der er særligt relevante for den specifikke desinfektionsmetode eller svømmebadets anvendelse, fx Legionella i forbindelse med varmtvandsbassiner eller aerosoldannelse, fx ved spa-bade
Problemorganismer, som er særligt resistente mod en given ny desinfektionsmetode, fx er Cryptosporidium særligt resistent mod kloring
Reelt forekommende organismer, som udgør en væsentlig smitterisiko
Modelorganismer, fx for virus (eksempelvis colifager)

Generelt anbefales det, at der gennemføres en risikovurdering af de reelt forekommende mikroorganismer i bassinvand, og at denne risikovurdering gennemføres i forhold til den specifikke anvendelse af bassinet (elitetræning, babysvømning, leg, svømmetræning osv.).

Der et markant behov for udvikling af nye mikrobiologiske analysemetoder med kortere svartider, så de kan benyttes i styringen af svømmebadets drift, og metoder til kvantitativ måling af en række organismer, som kun i begrænset omfang kan måles i dag, fx vira.

Ved sammenligning af de procedurer og krav, der anvendes ved regulering af såvel den mikrobiologiske som den kemiske vandkvalitet i svømmebade i de centraleuropæiske lande, er den sammenfattende konklusion, at der er store forskelle i de anvendte procedurer. Nogle lande bruger generelt accepterede tekniske normer, nogle officielt anbefalede guidelines, mens andre har regler (love/bekendtgørelser), der er defineret af lokale myndigheder.

Med hensyn til den mikrobiologiske vandkvalitet synes der at være relativt ensartede krav til de generelt accepterede mikrobiologiske parametre: total kim 37°C, coliforme bakterier og Pseudomonas aeruginosa, mens der for andre mikroorganismer eksempelvis Legionella og Staphylococcer ikke eksisterer nogen ensartet regulering.

I alle lande skal bassinvandet desinficeres med klor, om end det tilladte indhold af klor varierer meget fra land til land. Eksempelvis skal indholdet i Tyskland ligge mellem 0,3-0,6 mg/l, mens det i England og Danmark skal ligge mellem 1-3 mg/l. Ligeledes ses der for det bundne klor store forskelle i anvendte krav med de laveste i Tyskland på £ 0,2 mg/l og de højeste i England og Holland på £ 1 mg/l. Indholdet af THM reguleres umiddelbart kun i Tyskland, Danmark og Schweiz med tilladte værdier mellem 20-50 µg/l. Kravene til pH varierer også en del – dækkende intervallet 6,5-8,3.

Med baggrund i undersøgelsens resultater vurderes det umiddelbare fremtidsscenarie i danske svømmebade således at kunne være en fortsat anvendelse af klor med en reduktion af DBP-produktionen opnået gennem en reduktion i klorindholdet. En fastholdt desinfektionseffektivitet opnås gennem en kombination af en sænkning af pH-værdien til intervallet 6,5-7,0 og et indhold af frit klor på eksempelvis 0,3-0,6 mg/l. I begge tilfælde er der tale om intervaller af pH og frit klor, der ligger uden for de områder, som de nuværende regler giver mulighed for.

En forbedret vandkvalitet med reduceret DBP-indhold i bassinvandet kan derudover ske ved optimeret drift af den eksisterende vandbehandlingsteknologi samt ved anvendelse af supplerende teknologi i svømmebadets vandkredsløb. Der findes en række relevante teknologier, der er på et acceptabelt erfaringsniveau til implementering, og som kan bidrage til at sænke DBP-indholdet enten gennem direkte fjernelse af de uønskede DBP’er eller gennem fjernelse af de forløbere (precursors), der er en forudsætning for dannelsen af DBP’erne.

Generelt gælder, at de aktuelle teknologier ikke er særlig velbelyste i svømmebadssammenhæng, og der er behov for forsøgsarbejde med henblik på etablering af kvalificeret dokumentation for at sikre korrekt design og maksimalt udbytte af investeringen i ny vandbehandlingsteknologi samt vurdering af økonomien.

Ud over at bidrage til nedbringelse af niveauet for DBP i bassinvandet vil en række teknologier kunne bidrage til at støtte desinfektionen og bl.a. sikre desinfektion af klorresistente patogener.

Der er i dag ikke tradition/regler for, at danske svømmebade løbende kontrollerer funktionen af installeret teknologi til vandbehandling. Dette er imidlertid praksis i for eksempel Tyskland, og det vurderes, at løbende prøvetagning til dokumentation af teknologiers effektivitet vil kunne give et værdifuldt bidrag til forbedret vandkvalitet i bassiner dels direkte gennem optimering af dårligt fungerende teknologi og dels indirekte gennem fremskaffelsen af forbedret viden om teknologiers funktion og optimeringsmuligheder.

En indførelse af moniteringsprogrammer til belysning af funktionen af de i dag installerede vandbehandlingsanlæg på danske offentlige svømmebade vurderes således at kunne bidrage til en forbedret vandkvalitet. Med henblik på identifikation af optimeringsmuligheder for den allerede installerede teknologi – primært sandfiltre og aktive kulfiltre – anbefales det at gennemføre veldokumenterede afprøvninger af relevante optimeringsscenarier.