深圳市2016—2017年游泳池水质监测情况及氧化还原电位卫生学意义探讨

方道奎 余淑苑 周国宏 冯锦姝 钟剑明

[摘要] 目的 了解游泳池的氯化消毒剂的消毒效果和游泳池氧化还原电位（ORP）的水平。方法 2016—2017年，采用方便抽样的方法，在深圳市区选择游泳池共48家，对其139个监测点数进行氧化还原电位的检测，同时检测浑浊度、pH值、尿素和消毒剂余量等指标。结果 2016—2017年，深圳市游泳池水不合格指标主要包括：pH值、尿素和氧化还原电位，并且ORP全部低于标准值，两年的氧化还原电位水平没有差异，池水pH值与氧化还原电位关联性分析发现，pH值与氧化还原电位相关系数为-0. 414（P<0.01）。结论 深圳市游泳池水的水质和氯化消毒剂的消毒效果还有待改善，需进一步探索游泳池水ORP的影响因素，从而改善氯化消毒剂的消毒能力。

[关键词] 水质卫生；监测；氧化还原电位；游泳池

[中图分类号] R7 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2018）11（c）-0001-03

[Abstract] Objective To understand the disinfection effect of chlorinated disinfectant in swimming pool and the level of oxidation-reduction potential （ORP） in swimming pool. Methods From 2016 to 2017 A total of 48 swimming pools were selected in the urban area of Shenzhen by means of convenient sampling. The oxidation reduction potentials of 139 monitoring points were detected， and the indicators of turbidity， pH value， urea and disinfectant balance were also detected. Results From 2016 to 2017， the unqualified indicators of swimming pool water in Shenzhen mainly included： pH value， urea and redox potential， and all ORP were lower than the standard value. There was no difference in the oxidation-reduction potential level for two years. The pH value of the pool water and redox correlation analysis of the potential found that the correlation coefficient between the pH value and the redox potential was -0.414（P<0.01）. Conclusion The water quality of swimming pool water in Shenzhen and the disinfection effect of chlorinated disinfectant need to be improved. It is necessary to further explore the influencing factors of swimming pool water ORP， so as to improve the disinfection ability of chlorinated disinfectant.

[Key words] Water quality sanitation； Monitoring； Redox potential； Swimming pool

氧化還原电位（ORP）是表示水中的氧化或还原的电动势（电位），ORP所测得的值与消毒剂杀死细菌的能力有高度的相关性[1]。ORP表征消毒剂活性、可反映消毒效果的指标，世界卫生组织（WHO）在1971年将ORP值列入饮用水水质标准的参考指标；目前国外发达国家已普遍采用该指标控制泳池水消毒效果。我国现行的《游泳场所卫生标准》（GB 9667-1996）还未对ORP进行规定。为了了解游泳池的氯化消毒剂的消毒效果和游泳池ORP的水平，该次于2016—2017年对深圳游泳池的氧化还原电位进行了监测，现报道如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象

采用方便抽样的方法，在深圳市区选择游泳池共48家，总计对139个监测点数进行氧化还原电位的检测，同时检测浑浊度、pH值、尿素和消毒剂余量等指标。

1.2 试剂与材料

①邻苯二甲酸氢钾缓冲液（pH=4.00，25℃）：溶解10.12 g邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）于水中，稀释至1 000 mL。②磷酸盐缓冲液（pH=6.86，25℃）：溶解3.39 g磷酸二氢钾（KH2P04）和3.55 g无水磷酸氢二钠（Na2HPO4）于水中，稀释至1 000 mL。③氧化还原标准溶液：溶解39.21硫酸亚铁铵[Fe（NH4）2·（SO4）2·6H2O]、48.22 g硫酸高铁铵[Fe（NH4）（SO4）2·12H20]和56.2 mL浓硫酸于水中，稀释至1 000 mL，贮于玻璃或聚乙烯瓶中。此溶液在25℃时的氧化还原电位为+430 mV。④硝酸溶液：1+1。⑤硫酸溶液：3%（V/V）。

1.3 仪器与设备

①电位计或通用酸度计：精度±0.1 mV。②铂电极。③饱和甘汞电极。④温度计：精度±0.5℃。⑤容量瓶：1 000 mL。

1.4 样品采集和前处理

1.4.1 监测样本量 选择成人泳池，面积≤1 000 m2的布置2个采样点，面积>1 000 m2的布置3个采样点。

1.4.2采样前准备 ①采样前应先用水样荡洗采样器、容器和塞子2～3次（油类除外）。②采样时不可搅动水底的沉积物。③采样前应选择适宜的采样器：塑料或玻璃的采样器及用于采样的橡胶管和乳胶管洗净备用。金属材质的采样器，应先用洗涤剂清除油垢，再用自来水冲洗干净后晾干备用。特殊采样器的清洗方法可参照仪器说明书。④测定一般理化指标采样容器的洗涤：将容器用水和洗涤剂清洗，除去灰尘、油垢后用自来水冲洗干净，然后用质量分数10%的硝酸（或盐酸）浸泡8 h，取出沥干后用自来水冲洗3次，并用蒸馏水充分淋洗干净。

1.4.3样品采集 在泳池水面下30 cm处采集水样500 mL。

1.5 分析步骤

①铂电极的检验和净化：以铂电极为指示电极，连接仪器正极，以饱和甘汞电极为参比电极，连接仪器负极。②将电极插入待测水样，待仪器数值稳定后读取显示数值即为水样氧化还原电位值。

1.6 评价标准

由于现行的《游泳场所卫生标准》（GB 9667-1996）对ORP还未有规定，而新修订的《公共场所卫生指标及限值要求》标准正在征求意见中，所以氧化还原电位的监测结果依据我国城镇建设行业产品标准《游泳池水质标准 CJ/T 244-2016》中规定的标准值进行评价。

2 结果

2.1 各项指标检测情况

2016年检测不合格指标主要包括：pH值、尿素和氧化还原电位，而2017年检测不合格指标主要包括：浑浊度、pH值和氧化还原电位，而且两年检测的氧化还原电位指标全部不合格。年度各项指标合格率见表1、表2。

2.2 氧化还原电位检测情况

2016年共检测水样83份，氧化还原电位检测值（355.43±51.7）μg/m3，2017年共检测水样56份，氧化还原电位检测值（374±56.12）μg/m3，两个年度监测值比较差异无统计学意义（F=0.050，P>0.05）。

2.3 氧化还原电位与pH值的关系

池水pH值与氧化还原电位关联性分析发现，pH值与氧化还原电位相关系数为-0.414，且两变量间相关性差异有统计学意义（P<0.001）。

3 讨论

综合两年的监测结果，深圳市游泳池水不合格指标主要包括：pH值、尿素、浑浊度和氧化还原电位。

游泳池水pH 值的过高或过低都会对人的眼睛和皮肤等产生刺激，同时pH值还会对大多数消毒剂的消毒效果以及管道的腐蚀产生影响，因此需要把游泳池水的pH值控制在一定范围之内。WHO、FINA、英国和加拿大等规定的游泳场所的pH值限值在7.2～7.8，我国现行的《游泳场所卫生标准》（GB 9667-1996）和正在征求意见的《公共场所卫生指标及限值要求》[2]规定人工游泳池pH值限为7.0～7.8。游泳池常用的药剂主要有消毒剂、絮凝剂、杀藻剂和pH调节剂。消毒剂常用的是漂白粉（次氯酸钠、氯化钙和氢氧化钙混合物）。在水中次氯酸钠pH>6.5时就开始电离分解成大量Na+和ClO-，碱性环境下，ClO-杀菌效果很差，因此建议游泳场所使用pH调节剂，使池水pH值处于标准限值7.0～7.8，提高pH值合格率。

尿素主要来源于人体的分泌物和排泄物[3]，是反映池水受人为污染的一项重要指标。在游泳池水的净化过程中尿素是无法降解的，其含量与补充池水量、泳客数量、温度等相关[4]。尿素也是反映池水更新程度的一项重要指标。尿素含量超标说明游泳池水中的代谢物和分泌物较多，会促使结膜炎、肠道传染病等介水传染病的传播。尿素同时也会降低氯的消毒效果，尿素释放出的氨与氯化消毒剂生成化合氯，其杀菌效果相比于游离性氯，需要较高的浓度与较长接触时间。通过对游泳池水尿素浓度水平与细菌总数进行相关统计分析发现，两者具有非常显著的相关性[5]，游泳池水中尿素水平超标后，池水中的氮含量明显增加，细菌滋生的营养条件较为成熟，菌落总数就会显著增加。尿素还会增加三氯化氮等消毒副产物的生成量，产生令人不快的气味。因此，控制尿素的浓度水平对提高游泳池水卫生水平具有积极且重要的意义。

氧化还原电位（ORP）是池水中消毒剂消毒能力的指标，是水质中一个重要指标，能够综合其他水质指标来反映水族系统中的生态环境；游泳池ORP保持在650 mV 以上，可防止致病微生物生长。1966年，德国科学家 Carlson等人对采用氯消毒的游泳池池水中的大肠埃希菌（E. Coli）进行了杀灭实验。他们发现，大肠杆菌的杀灭与氧化还原电位（ORP 或 Redox）相关性较大，而与余氯量的相关性比与氧化还原电位（ORP 或 Redox）相关性要小得多。当池水的ORP为650 mV时杀菌速度迅速，当ORP降低时，杀菌速度也降低，当ORP低于520 mV时，杀菌速度极缓。世界卫生组织（ WHO） 在“游泳池水环境指导原则”中建议：在氯消毒游泳池中，pH=6.5～7.3 时，ORP为750 mV； pH=7.3～7.8 时，ORP为770 mV以上[6]。游泳池可以采用不同的消毒方式，但是在检测池水的消毒方式的有效性方面，在我国在现行的标准中，游泳池消毒只有余氯量的指标，对于其他消毒形式的消毒方式尚无统一的标准和指标，我国正在征求意见的《公共场所卫生指标及限值要求》规定ORP≥ 650 mV具有重要意义。该次两年的监测结果显示ORP全部低于标准值，未来的监测中需对其原因进行探讨，从而进一步改善游泳池的水质。

影响水氧化还原电位的因素有很多，温度、pH值、碱度和硬度都可以影响饮用水的ORP值[7]，该次监测结果的分析发现泳池水的ORP值与pH值呈明显的负相关。研究发现，采用氯消毒时，测试出的余氯实际上有两种形式：分子形式（HOCl）的高效余氯，离子形式（OCl-）的低效余氯，它们在不同的pH值的池水环境中相互转化。所以相同的余氯量，由于pH值不同，高效余氯（HOCl）和低效余氯（OCl-）的量也不同，消毒效果也不相同。当池水里含有氯稳定剂（氰尿酸）时，对一定余氯量的池水的消毒能力也有影响。余氯量是池水中消毒剂含量指标，而ORP才是池水中消毒劑消毒能力的指标。

[参考文献]

[1] 陈韬，彭永臻，田文军，等.ORP检测在水处理中的应用[J].中国给水排水，2003，19（5）：20-22.

[2] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.国家卫生计生委办公厅关于公开征求《公共场所卫生指标及限值要求》等8项国家标准（征求意见稿）意见的函[国卫办法制函〔2016〕538号].

[3] 坑斌，赵艳华，李宏刚.2012-2013年北京市怀柔区游泳池水质卫生监测分析[J].职业与健康，2014，30（19）：2776-2778.

[4] 刘赐敏，周金森，刘钰钗，等.广州市黄埔区2003年—2005 年泳池水水质卫生监测分析[J].中国卫生检验杂志，2006， 16（10）：1231-1232.

[5] 葛小萍，陈棋炯，傅丹青，等.萧山区2011—2014年游泳场所水质监测结果分析[J].中国公共卫生管理，2016，32（1）：82-84.

[6] 韩旭，潘力军，孙波，等.游泳场所卫生指标体系探讨[J].环境卫生学杂志，2016（6）：437-442.

[7] 尹军，刘志生.饮用水ORP的健康意义及影响因素探讨[J].中国给水排水，2005，21（9）：25-28.

（收稿日期：2018-08-21）