游泳对现代人而言是运动也是休闲, 是运动所以要求水的健康, 是休闲所以要求水的品质,在民营游泳池的合法化下更促进游泳人口的增加, 相对于市场的潜力之下, 人工净化的游泳池已是目前新兴热门行业, 而游泳的主体--水, 也在竞争的市场下再度成为讨论的话题,其中消毒, 杀菌, 混浊, 长绿藻, 变色, 氯臭味等一再被提及, 唯有酸碱值pH 一项未受重视, 而此正是导致一切问题的根源, 本文特针对此作实际应用说明.。

酸碱值pH 概念

酸与碱在zui初是以其于味觉( TESTE ) 上的不同而有所区别, 后来的发展成为氢离子浓度的 -log 值为代表, 简单的说: 能够提供氢离子的物质, 我们称它作酸, 能提供氢氧离子的物质, 我们称它为碱. 例如醋, 柠檬我们可以直接感觉它是酸性的, 涩涩的, 碱性的苏打,碱液则不太能察觉,只是皮肤接触时有滑滑的感觉, 另外, 碱与咸是不同的, 咸是由一种叫作氯化钠, 俗称盐巴的化学物质, 在味蕾上的感觉描述, 因此, 酸与碱可以互相中和, 但是咸却只能用水或甜或其它有味觉反应的东西来淡化与转移味蕾凡感觉, 在数学的表示方法上, 酸碱值pH 的范围被排列为 0 到 14, 而 7 代表中性. 酸碱值pH = 7 时为一中性明显分界点, 越比 7 小则酸性越强, 越比 7 大则碱性越强.

酸碱图

测量酸碱值pH 也就是测量水中氢离子的浓度, 依表现方式可分为1)玻璃电极 GLASS ELECTRODE, 2)比色法COLORIMETRIC, 其中比色法又分为指示剂与比色纸.

酸碱值pH 在游泳池水中的应用

酸碱值pH 在游泳池水中的物理意义有二种, 一为对人体之舒服度, 另一为对游泳池硬体结构之健康度. 在化学意义也有二种, 一为对氯的活性度, 另一为对池水的涵容度

对人体之舒服度

根据经验: 人体在水中以眼睛zui敏, 而眼睛接触水以酸碱值pH 7.3 - 7.5 为zui低刺激, 目前在国内百分之九十五以上游泳者均戴蛙镜入水, 所以眼睛刺激问题并不明显反而以皮肤和口腔的感觉较深, 这是因为当酸碱值pH = 6.5 时, 牙周病患者首先发难, 抱怨会有牙齿酸, 舌头生涩感觉, 当酸碱值pH 达 6.0 时, 干性皮肤泳者接着发难, 皮肤呈潮红甚至脱皮, 嘴唇发痲, 百分之二十的泳者有不舒服的感觉,全身毛发硬直, 冲洗时清洁用品须多次使用方始有效. 这是因为太低的酸碱值引起轻微的化学灼伤和降低清洁用品的化学条件, 使得乳化油脂的效果降低所造成的原因. 当酸碱值pH = 8.0 时油性皮肤泳者身上会有滑腻感, 角质部份泛白, 当酸碱值pH 达 8.3 时, 皮肤敏感或过敏者将出现红斑, 身体会痒, , 百分之十的泳者有不舒服的感觉, 全身毛发软贴于皮肤上, 经风吹乾后有疼痛与龟裂感觉, 这是因为太高的酸碱值引起皮肤的水解与皂化脱脂, 就好像是洗澡时搓洗太用力剥掉了一层皮. 以上产生这些令人不舒服的现象, 往往被误认为是加氯量太多所引起的, 事实上, 人体对酸碱值pH 的敏感性远大于对氯的敏感性.

对游泳池硬体结构之健康度

WATER BLANCE 水之饱和指数主要以描述水体内水温, 钙硬度, 总碱度, 酸碱值对水体本身与承载水体结构的化学反应, 当 SI 水之饱和指数值大于 +0.3 时, 将导致池水混浊, 透明度不良, 管路沉淀结垢. 当 SI 水之饱和指数值小于 -0.3 时, 将导致水泥的腐蚀, 金属溶解. 比较简单的说法是 :在不同的温度条件下游泳池的水中含有钙硬度,与总碱度之浓度须有一定的比例才能符合整体长久经济效益, 这也是为什么游泳池磁砖脱落与管路损坏或阻塞而面临时常整修的原因之一了. 而针对此一关系式中的浓度值在化学相关手册 ( HAND BOOK ) 均有图表可查, 同时在泳协 ( NSPI ) 也明列如上表中之相关范围浓度, 在其表示式中因酸碱值pH 未取对数而直接置入可见, 此一式中酸碱值pH 所影响比例较大, 且酸碱调整过程简单, 价格便宜,测量方便, 故在整个水质调理方面酸碱值pH 对游泳池硬体结构可谓举足轻重.

对氯的活性度

氯对游泳池而言在卫生工程解释为消毒, 在生物工程解释为杀菌, 在化学工程解释为氧化, 又因在洗涤工作上有漂白作用故又称漂白剂, 然而其主要工作乃次氯酸 HOCL 之推动,也就是所谓的有效自由余氯, 下列物质均可经一连串反应而产生次氯酸 HOCL, 它们的功能近乎一样, 比较特别的是稳定性, 溶解速度与酸碱值pH, 其中酸碱值pH的不同是影响游泳池水质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 氯系异氰酸, 氯粉, 粒, 碇, 块,

3.~3 @1 Sodium dichloro cyanurate 60%pH= 6.8 钠盐氯系异氰酸, 氯粉.

4.~4 @3 Lithium hypochloride 35%pH=10.0 次氯酸锂, 锂碇, 粉, 粒, 块, 砖.

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

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

注：pH 指该药品溶于水中 1% 之酸碱度

a..…f 为该系列药品酸碱次序

~1… ~6 为该系列药品溶解速度次序

@1 …@6 为该系列药品稳定性次序

根据氯化学 CHLORINE CHEMISTY 之氧化还原曲线描述: 次氯酸 HOCL 同样浓度在不同酸碱值pH 的条件下有不同的有效活性, 也就是说自由有效氯在不同的酸碱值pH 下会有不同的活性百分比, 例如酸碱值pH = 8.0 时测得, 自由馀氯为 1 PPM, 但实际上只有 0.3 PPM 的有效活性, 其有效活性与酸碱值pH 关系如下:氯对酸碱度曲线图

HOCL有效活性与酸碱值PH关系

经资料显示, 水中游离残留馀氯15 - 30秒可杀死细菌种类与浓度:

0.1 PPM 淋菌, 肠炎菌, 霍乱菌, 赤痢菌, 黄色链球菌

0.15PPM 脑脊髓膜炎球菌

0.20PPM 肺炎球菌

0.25PPM 大肠菌, 溶血性链球菌

但须注意的是此值是在酸碱值pH = 4.5 以下才有效, ( 请对照上图表明 ) 高于 4.5 时要依上述条件予以修正. 例如: 上表内大肠菌在 0.25 PPM 时可被杀死, 但如果酸碱值pH = 7 时就必须要 0.25 / 0.8 = 0.31 PPM, 酸碱值pH = 8 时就必须要 0.25 / 0.3 = 0.8 PPM, 才有效, 这就是为什麽在夏季的游泳池明明测有氯值但却长藻与变色和被检查含有大肠菌的原因了. 市面上对自由馀氯的测定如OTO 黄色反应DPD紫色反应也是以此值为基准的, 因此经由测试而得之氯我们称之为氯值, 而在游泳池水中因须考虑酸碱值pH 之影响, 故我们称之为相对氯值。