Stanovování chloru ve veřejných bazénech

Dávkování chloru

Do plaveckých bazénů se chlor dávkuje buď plynný nebo jako roztok chlornanu sodného.

Plynný chlor Cl₂ se ve vodě rozpouští – vzniká při tom kyselina chlorná a chlorovodíková (solná) a tím vodu okyseluje :         

Cl₂     +     H₂O     <=>     HClO     +     HCl

Chlornan sodný NaClO, roztok, obsahuje hydroxid sodný, vodu alkalizuje. Chlornan sodný se vyrábí uváděním plynného chloru do roztoku hydroxidu :

Cl₂     +     2  NaOH      ->     NaClO     +     NaCl     +     H₂O

Pozn.:  Chlor je z vody cítit tím méně, čím je pH vyšší a obráceně. Je vhodné při náhodném předávkování chloru upravit pH na horní hranici.

Aktivní chlor postupně přechází na chlorid nejen působením redukujících látek, ale také působením světla, přičemž se uvolňuje kyslík. Obsah aktivního chloru tedy trvale klesá nejen provozem, ale i samovolně. Proto je vhodné chlor dávkovat pokud možno kontinuálně.

2  NaClO       ->       O₂   +   2  NaCl

2  HClO       ->       O₂   +   2  HCl

Stanovení volného a celkového chloru podle ČSN ISO 7393-1, -2, -3

Podle ČSN ISO 7393-1,-2,-3 platí:

• CELKOVÝ CHLOR se kryje s označením aktivní chlor (viz ČSN ISO, kap.2, str. 3, poznámka dole). Celkový (aktivní) chlor je dán součtem chlor volný + chlor vázaný.

Aktivní chlor má oxidační a desinfekční účinky.

V minulosti se stanovoval činidlem o-tolidin, který dává žluté zbarvení. Tato metoda však neumožňuje stanovit obsah chloru volného (nebo jen nepřesně). Stanovení chloru ve vodě se proto provádí podle shora uvedené normy činidlem DPD (diethylfenylendiamin, vzniká růžové zbarvení). Druhá část uvedené normy (ČSN ISO 7393-2) se zabývá stanovením kolorimetrickým, které probíhá ve dvou stupních :

1. Samotným činidlem DPD se stanoví jen chlor volný. Vázaný chlor nereaguje ani po čekání.
2. Přidáním dalšího činidla (jodid) zreaguje i chlor vázaný. Teprve takto vzniklé zabarvení odpovídá chloru celkovému (= aktivnímu). Na správné vybarvení se čeká 2 minuty.

Upozornění: K běžným zahraničním testerům (pro rodinné bazény) není zpravidla druhé činidlo dodáváno. Při jeho použití se pak stanoví pouze chlor volný, přičemž v některých návodech je nesprávně označen jako chlor „aktivní“. Některé firmy dodávají také směsné činidlo pro přímé stanovení celkového chloru.

• VOLNÝ CHLOR je chlor přítomný jako chlornan sodný, kyselina chlorná a elementární rozpuštěný chlor. (Také chlorovaná kyselina isokyanurová, používaná do rodinných bazénů, se chová jako volný chlor.)  Obsah volného chloru v jednotlivých typech bazénů je předepsán platnou vyhláškou.

Stanovuje se nejlépe jednoduchým činidlem DPD. Chlor vázaný přitom nereaguje.

UPOZORNĚNÍ: Je-li stanovení prováděno v bazénové vodě, do které je dávkován chlorid sodný a neobsahuje-li činidlo na volný chlor přísadu, která maskuje stopy jodidu, jak je v normě ISO předepsáno, bude nejspíše výsledek chybný, tj. vyšší, neboť v malé míře reaguje zde i chlor vázaný. (Stopy jodidu jsou přítomny v každém chloridu sodném, i „čistém“!)

• VÁZANÝ CHLOR je část celkového chloru ve formě jednoduchých chloraminů, ve kterých je chlor vázán na dusík obsažený v molekule těchto látek. Tato vazba není pevná, chlor se může odštěpit a neztrácí schopnost desinfikovat a oxidovat. Proto je to stále chlor aktivní, i když je poněkud méně účinný než chlor volný. Vzhledem k určité zdravotní závadnosti chloraminů je obsah vázaného chloru vyhláškou limitován (max. 0,3 mg/l).

Stanovuje sevýpočtem: Chlor celkový  mínus  chlor volný. Chlor vázaný nelze přímo stanovit. Je-li výsledek pro chlor volný a celkový shodný,  je obsah chloru vázaného nulový.

Chloraminy – nejjednodušší chloramin vzniká ve vodě chlorací amoniaku :

NH₃     +     Cl₂     ->     NH₂Cl     +     HCl

Postupnou chlorací může vznikat dichloramin NHCl₂ a trichloramin NCl₃. Tyto jednoduché chloraminy se projevují štiplavým zápachem, který může být zaměňován za zápach chloru (!).

Největším zdrojem vzniku chloraminůje amoniak vznikající z amonných iontů NH₄⁺, které mohou být přítomny již v přírodní vodě, dále to jsou organické dusíkaté látky, jako jsou aminy a močovina, která je obsažena v moči i v potu. V těle vzniká štěpením bílkovin jako konečný produkt metabolismu. Močovina se ve vodě zvolna rozkládá za vzniku amoniaku :

H₂N—CO—NH₂     +     H₂O     ->     2  NH₃     +     CO₂

Pozn.: Tyto jednoduché chloraminy nezaměňovat s na trhu běžným chloraminem T nebo B.

Kontrolovat chlor metodou DPD v provedení, kdy se stanoví pouze volný chlor je naprosto chybné. Vede to jednoznačně k přechlorovávání a voda se stává zdravotně závadnou, zvláště když provozovatel vodu „šetří“ a po částech ji nevyměňuje za novou. V takovém případě není pod kontrolou chlor vázaný, jehož obsah může být libovolně vysoký. Z praxe jsou známy případy, kdy volný chlor vykazoval hodnotu kolem 0,1 mg/l, zatímco obsah celkového a vázaného chloru byl přes 2 mg/l !

UPOZORNĚNÍ : Při stanovení chloru (bez ohledu na metodu) je nutno zvýšenou měrou dbát na čistotu zkumavek nebo kyvet, ve kterých se stanovení provádí. Předpisy pro laboratoře uvádějí, že používané sklo je nejen dokonale vyčištěné, ale před vlastním stanovením se máčí ve slabém roztoku chlornanu sodného, pak důkladně vypláchne čistou vodou a potom vzorkem. Důvodem je skutečnost, že stopy nečistot (hlavně organických), i na skle neviditelných, mohou redukovat část chloru ve vzorku nalitém do zkumavky a snižovat tak výsledek. Pouhé vypláchnutí nestačí, působení musí být delší. V provozní praxi je minimálním požadavkem i zdánlivě čistou suchou zkumavku ponořit nebo naplnit roztokem chlornanu sodného (asi 1 ml/l) nebo alespoň bazénovou vodou na přítoku a nechat působit min. 10 min. a potom důkladně vypláchnou čistou nebo bazénovou vodou. Při opakování zkoušek, pokud zkumavka nezaschne, stačí vypláchnutí zkoušenou vodou. Zkumavky po použití vymývat ihned čistou vodou a jakmile je nečistota na stěnách patrna okem, vymýt vnitřek kartáčkem na zkumavky. Při použití např. JARu rozhodně máčet pak delší dobu v roztoku chlornanu, aby nerušily nepatrné zbytky čisticího prostředku adsorbované na vnitřních stěnách zkumavky.

Stanovení chloru pomocí elektrod

Za přítomnosti oxidační nebo redukční látky ve vodě získává měrná elektroda vždy určitý redukčně oxidační (redox) potenciál, který může být případně přepočten na koncentraci určité látky. Stav povrchu elektrody však není beze změn, a proto je nezbytné měřicí zařízení kalibrovat (podobně jako pH-metr), a to podle výsledků naměřených chemickou metodou.

Situace je v našem případě složitější, protože ve vodě je chlor volný a vázaný. Koncentrace volného chloru jako silnějšího oxidovadla bude mít na potenciál silnější vliv. Další komplikací je skutečnost, že redox potenciál závisí také na pH.

Z principu samého je chemické stanovení jednoznačné a přesnější. Výhodou stanovení elektrometrického je možnost kontinuálního měření se zapisováním, přičemž při malých změnách koncentrace a časté kalibraci mohou být výsledky pro provoz dostačující. Tento způsob měření se dodává většinou spolu s automatickým dávkováním. V případě zakoupení takového zařízení je vhodné tuto otázku předem s dodavatelem konzultovat.

Redox potenciál je však ve vyhlášce samostatným parametrem kvality vody a jakékoliv přepočítávání na koncentraci některé formy chloru bude z řady důvodů vždy zatíženo chybou, která může být značná.