| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Screening af bassinvand for kemiske biprodukter

2 Metode

• 2.1 Dannelse af nedbrydningsprodukter
• 2.2 Udvælgelseskriterier for deltagende svømmebade
• 2.3 Beskrivelse af bassiner og renseprocesser
  • 2.3.1 Bassiner
• 2.4 Indsamling af data og måling af vandkvalitetsparametre
  • 2.4.1 Indsamling af data fra driftspersonale
  • 2.4.2 Online måling af TOC og MIMS

2.1 Dannelse af nedbrydningsprodukter

Fra svømmebadsteknologi og fra kloring af drikkevand er der et forholdsvis stort kendskab til de processer, der overordnet er styrende for den generelle dannelse af nedbrydningsprodukter. Fokus har typisk været på dannelsen af THM'er. THM'er er en undergruppe af den pulje af nedbrydningsprodukter, der dannes ved kloring af vand. Den samlede pulje kaldes i den engelsksprogede litteratur for disinfection-by-products og forkortes "DBP". De halogenerede organiske forbindelser betegnes ofte samlet som AOX (adsorberbare organiske halogenforbindelser).

AOX er en empirisk parameter, der udtrykker den samlede mængde halogeneret organisk materiale, der kan adsorberes til aktivt kul. Den kemiske sammensætning af AOX er meget kompleks og delvis ukendt (Richardson, 2003; Glauner et al., 2005).

Undersøgelser har vist, at THM’er udgør en forholdsvis stor andel af AOX, 10-30 % for svømmebadsvand (Glauner et al., 2005) og ca. 20 %  ved kloring af drikkevand (Richardson, 2003). Af de AOX-komponenter, der er identificeret, er THM’er den dominerende komponent. Endvidere er det vist, at den letteste AOX-fraktion, der også indeholder THM’er (molvægt < 200 g/mol) er sundhedsmæssigt den mest problematiske (Glauner et al., 2005). Af internationale studier fremgår det, at dannelsen af nedbrydningsprodukter er styret af specielt følgende forhold:

• Koncentrationen og typen af organisk stof
• Klordosering
• pH
• Reaktionstid
• Temperatur
• Bromidkoncentration (Bromid findes i lave koncentrationer i drikkevand og har betydning for specifik THM-dannelse)

Der eksisterer i litteraturen en række modeller for, hvordan man kan beregne THM-dannelsen. En af disse (Rodriguez et al., 2003) er gengivet nedenstående:

hvor

Denne model er udarbejdet med baggrund i kloring af overfladevand, men der eksisterer også andre modeller. Ovennævnte model er medtaget her, idet den meget godt illustrerer afhængigheden af de enkelte parametre og tidshorisonten for dannelse af stofferne. De empiriske værdier, der indgår i formlen vil givetvis være anderledes for svømmebadsvand, men tendensen for de forskellige parametre vurderes at være sammenlignelig, idet det overordnet er de samme typer reaktioner, der forløber.

En generel opsummering resulterer i følgende:

• Koncentrationen og typen af organisk stof.

For bassinvand vil der blive tilført organisk stof fra drikkevandet, der anvendes; fra de kemikalier, der anvendes i forbindelse med vedligehold og rengøring af bassiner og omgivelser, samt det organiske stof, der tilføres fra badegæster. Situationen umiddelbart efter en genopfyldning af bassinet vil ikke optræde så hyppigt, og det er derfor valgt at belyse en situation, hvor det organiske stof primært stammer fra almindelig rengøring og vedligehold samt fra badegæster. Det er valgt at belyse problemstillingen ud fra målinger af TOC.

• Klordosering

Klordoseringen er meget betydende for udviklingen af DBP. I bassiner recirkuleres vandet, og doseringen styres ud fra et ønske om at have et vist indhold af frit klor i udløbet af bassinet. Dette er ensbetydende med, at der bibeholdes en forholdsvis ensartet mængde af frit klor i vandet hele tiden, typisk 1,0 mg/L. Niveauet af frit klor vil således ikke variere meget i det enkelte bassin. Det er dermed ikke muligt at belyse betydningen af valget af niveauet af aktivt klor, idet denne holdes konstant.

• pH

pH betyder meget for kloringsprocessen, da pH bestemmer mængden af HOCl, som har kraftigere effekt over for mikroorganismer end ClO. Dette er årsagen til, at pH styres meget præcist og automatisk ved hjælp af kemikaliedosering. Variationen i pH i det enkelte bassin er normalt lille, og pH blev ikke vurderet at være relevant at medtage i undersøgelsen. Det daglige pH niveau er dog registreret.

• Reaktionstiden

Reaktionstiden i bassinet kan ikke umiddelbart måles eller bestemmes, idet vandet recirkuleres gennem renseprocesser, der potentielt kan påvirke DBP-dannelsen. Med udgangspunkt i litteraturen forventes dannelsen af DBP at have en tidshorisont på få timer En effekt af en høj tilførsel af organisk stof forventes således at optræde med en tidsforskydning ikke større end 1-8 timer.

• Temperaturen

Temperaturen holdes konstant i det enkelte bassin. Ifølge formlen på foregående side forventes en næsten lineær sammenhæng mellem dannelsen af DBP og temperaturen målt i grader celsius i et for svømmebade relevant temperaturinterval. Eventuelle variationer i intervallet 29-31 °C vil således teoretisk betyde ændringer på 1-3 % i dannelsesraten for DBP. Dannelse af DBP som funktion af temperatur kan ikke undersøges i dette projekt, da det ikke har været muligt at variere temperaturen i bassinerne systematisk.

Ændringer i koncentrationen af DBP som følge af ændringer i en eller flere af de ovenstående faktorer vil ske med en vis tidsforskydning, hvilket hænger sammen med bassinvandets opholdstid og gennemstrømningshastighed. Denne tidsforskydning vurderes at være i størrelsesordenen 1-8 timer. Det vurderes relevant at måle løbende på mængden af organiske stof (TOC), da denne parameter vil udvise den største variation i forhold til produktion af DBP og dermed indirekte vil være styrende for de temporære variationer i dannelsen.

2.2 Udvælgelseskriterier for deltagende svømmebade

I projektet er det valgt at anvende de to svømmehaller, som dannede udgangspunkt for de første målinger af DBP, nemlig Herning Svømmehal samt Århus Svømmehal, "Spanien". Disse to lokaliteter er typiske danske bassiner og er således repræsentative. Med baggrund i målinger fra 6 forskellige bassiner fra de to lokaliteter verificeres ovenstående hypoteser om dannelse af DBP samt den temporære variation af disse. Hypoteserne underbygges efterfølgende med punktvise målinger i yderligere 29 bassiner fra en række forskellige danske svømmehaller.

2.3 Beskrivelse af bassiner og renseprocesser

Principskitser for bassiner i Herning Svømmehal og Århus Svømmehal, Spanien er gengivet i nedenstående figurer. De steder, hvor der er målt, er markeret med bogstaver. For at kunne foretage målingerne er der monteret specielle udtag med ventiler og fittings til at lede vandet til måleudstyret.

Målepunkterne er så vidt muligt udvalgt på en sådan måde, at det er muligt at vurdere effekten af de forskellige procestrin. Således måles der typisk før og efter kulfiltre, UV-anlæg og sandfiltre. Desuden er der i alle tilfælde valgt et målepunkt, der repræsenterer bassinvandet.

Figur 2.1 Herning Svømmehal, svømme/springbassin

Figur 2.2 Herning Svømmehal, familieafdeling

Figur 2.3 Herning Svømmehal, koldtvandsbassin

Figur 2.4 Århus Svømmehal, Spanien svømme/springbassin

Figur 2.5 Århus Svømmehal, Spanien, småbørnsbassin

Figur 2.6 Århus Svømmehal, Spanien, spabad

Som det ses af figurerne, er der sandfiltre på alle anlæg samt kulfiltre med undtagelse af Herning Svømmehals koldtvandsbassin, som i stedet har et UV-anlæg. Herudover har Herning Svømmehals svømme/springbassin et supplerende UV-anlæg.

Der er for de enkelte bassiner opstillet en tabel med nøgleparametrene, dvs. flow, temperatur, styringsmål for pH og klor samt anvendte type af klor.

2.3.1 Bassiner

I Tabel 2.1 er vist data for Herning Svømmehals bassiner, styringsmål og anvendte kemikalier, mens tilsvarende data er vist for Århus Svømmehal, Spanien i

Tabel 2.2.

Tabel 2.1 Bassiner, Herning Svømmehal

Tabel 2.2 Bassiner Århus Svømmehal, Spanien

2.4 Indsamling af data og måling af vandkvalitetsparametre

Til brug for vurdering af de målte vandkvalitetsparametre er det nødvendigt med kendskab til aktiviteten i svømmehallen i form af besøgende, driftsmæssige forhold af alle bassiner og især ændringer i de driftsmæssige betingelser.

De vandkvalitetsparametre, som det har været muligt at måle online, er total organisk kulstof (TOC), samt de stoffer, som kan måles ved hjælp af membran-inlet-massespektroskopi (MIMS).

2.4.1 Indsamling af data fra driftspersonale

I forbindelse med online målingerne er fremstillet skemaer til driftspersonalet i svømmehallerne, hvor der for hvert bassin kan noteres:

• Recirkulerede mængder til renseanlæg
• pH
• Fri klor
• Bunden klor
• Driftsændringer, herunder filterskylninger af sandfiltre, kulfiltre samt periodevis drift af andet renseudstyr

Endvidere er der fremskaffet data om besøgstal, åbningstider og rengøringsprocedurer.

2.4.2 Online måling af TOC og MIMS

TOC er målt på et bassin ad gangen ved at indsætte et T-stykke på måle-udtaget, så væsken splittes mellem MIMS og TOC, samt en drøvleventil, så flowet til TOC-apparatet kunne reguleres til ca. 500 ml/min.

TOC apparatet er vist på Figur 2.7.

Figur 2.7 TOC-apparat

Væsken til MIMS ledes fra alle udtag til trykudligningsflasker med overløb til kloak og herfra suges på skift via en 24 punkts ventil til MIMS, jf. figur 8.

Figur 2.8 membran-inlet Massespektroskopi apparat

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Oktober 2007, © Miljøstyrelsen.