Chloor

Chloor is het meest gebruikte desinfectie- en oxidatiemiddel. De desinfectie gebeurt meestal met chloor toegevoegd onder de vorm van natriumhypochloriet (NaOCl), calciumhypochloriet (Ca(OCl)₂) en in mindere mate onder de vorm van chloorgas (Cl₂). Het natriumhypochloriet wordt aangeleverd in vloeibare vorm, een aantal zwembaden produceert de stof zelf door elektrolyse van zout (NaCl). Het natriumhypochloriet wordt gestockeerd in dagtanks, gescheiden van de opslagtanks van het zuur. Wanneer beide stoffen (natriumhypochloriet en een zuur) vermengd worden, kan het giftige chloorgas ontstaan (Flier, 1997; Belgochlor, 2007).

Het reactiemechanisme van chloor:

Cl₂ (chloorgas) + H₂O (water)  HOCl (hypochlorigzuur) + H⁺ + Cl^-

NaOCl (natriumhypochloriet) + H₂O HOCl (hypochlorigzuur)+ Na⁺ + OH^-

Ca(OCl)₂ (calciumhypochloriet) + 2 H₂O 2 HOCl (hypochlorigzuur)+ Ca²⁺ + 2 OH^-

HOCl ClO^- (hypochloriet-ion)+ H⁺

HOCl: hypochlorig- of onderchlorigzuur is het actieve desinfectiemiddel (= “vrij actief chloor”). Het hypochloriet-ion (ClO^-) heeft geen desinfecterende werking. De som van HOCl en ClO^- wordt “vrij beschikbaar chloor” genoemd. Zoals blijkt uit onderstaande figuur is de pH bepalend voor de concentratie van het hypochlorigzuur (zie ook pH-correctie).

Bij zwembaddesinfectie streeft men naar een verhouding van ongeveer 70% HOCl en 30% ClO^-. Ongeacht of gebruik gemaakt wordt van NaOCl, Ca(OCl)₂ of Cl₂, men tracht te streven naar een pH van het badwater tussen 7 en 7,6.

Bij het gebruik van natriumhypochloriet zal de pH stijgen, zodat een zuur nodig is om de pH op peil te houden. Bij het gebruik van chloorgas zal de pH dalen, daar is een base nodig om de pH constant te houden.

Figuur: Percentages HOCl, OCl^- en Cl₂ in functie van de pH

Voordelen (Burlion et al., 2004)

• zeer doeltreffend middel;
• blijvende werking;
• wijdverspreid en gekend;
• gemakkelijk in gebruik.

Nadelen (Vankerkom et al., 2004)

• beïnvloeding van de pH, afhankelijk van het desinfectiemiddel zal de pH toenemen of dalen;
• Chloorgas (Vankerkom et al, 2004): Het desinfectiemiddel zelf, is een sterk irriterend gas (ademhalingsstelsel, oog en huid); het is zeer toxisch voor aquatische organismen en is ook fytotoxisch.

• Chooramines (Vankerkom et al, 2004): Anorganische chlooramines worden zeer snel gevormd als chloor toegevoegd wordt aan water dat ammonium bevat, wat bij zwembadwater, dat ureum bevat, het geval is. De vluchtigheid (en oplosbaarheid) is afhankelijk van de stof: monochlooramine is weinig vluchtig, dichlooramine en trichlooramine zijn respectievelijk ongeveer 3 en 300 keer meer vluchtig. Monochlooramine bevindt zich dus praktisch enkel in het water en trichlooramine praktisch enkel in de lucht van zwembaden. Monochlooramine is weinig irritant, trichlooramines in de lucht zijn sterk irriterend.
  Trichlooramine is de belangrijkste gechloreerde verontreiniging in de lucht van zwembaden en is verantwoordelijk voor de bekende geur. De irritatie-eigenschap is vergelijkbaar met deze van chloor. De eerste klachten bij bezoekers van zwembaden komen bij een concentratie van 0,5 mg/m³ voor en een concentratie van 0,7 mg/m³ wordt als overdreven beschouwd.
  Uit luchtmetingen, uitgevoerd door VITO (2004) bij verschillende zwembaden, blijkt dat bij 48 van de 51 metingen chlooramines, onder de comfortwaarde van 0,5 mg/m³ liggen, waarbij irritaties beginnen. De waarden gemeten boven whirlpools lagen gemiddeld hoger, waarbij één op twee boven de comfortwaarde ligt. Er werd geen onderscheid gevonden tussen recreatieve zwembaden (type tropische zwemparadijzen) en conventionele zwembaden (type gemeentelijk zwembad).

• Trihalomethanen (bron: Vankerkom et al, 2004): De trihalomethanen zijn, kwantitatief gezien, de belangrijkste desinfectie-bijproducten in het water. Het zijn vluchtige producten die terug te vinden zijn in het water en in de lucht van zwembaden.
  Chloroform is kwantitatief de belangrijkste van de trihalomethanen (tenminste in zoetwater). Chloroform is irriterend voor de huid en de ogen. Chloroform is door IARC (International Agency for Research on Cancer, onderdeel van de Wereldgezondheid organisatie) geklasseerd als mogelijk kankerverwekkend.
  In 45% van de gemeten baden in de VITO studie werd de drempelwaarde voor levertoxiciteit, het belangrijkste gezondheidseffect ten gevolge van langdurige blootstelling, overschreden (100 μg/m³). Wanneer men er echter rekening mee houdt dat de blootstelling niet continu is maar beperkt in de tijd vb. 5 maal zwemmen per week gedurende 60 minuten, ligt de berekende blootstellingdosis (op basis van de maximaal gemeten chloroformconcentraties) onder de drempelwaarde voor toxische effecten ten gevolgen van langdurige blootstelling.
  Uit metingen in Duitse baden blijkt dat de chloroformconcentratie in de lucht varieert tussen 36 en 206 µg/m³, waarbij het gemiddelde varieert tussen 1,2 en 65 µ/m³; wat duidelijk lager is dan in de Vlaamse baden. Metingen in Italië bevestigen dan eerder de Vlaamse situatie: range: 35 to 650 µg/m³; gemeten gemiddelde: 140 tot 169 µg/m³ (WHO, 2006). Bij openlucht baden liggen deze waarden veel lager.
  Volgens cijfers van de WHO (2006) varieert het chloroform gehalte in het badwater tussen 0,1 en 980 µg/l; de gemeten gemiddelde waarden liggen tussen 3,8 en 121,1 µg/l.

• Andere gehalogeneerde koolwaterstoffen (Vankerkom et al, 2004): Verschillende gehalogeneerde koolwaterstoffen kunnen in het water en de lucht aanwezig zijn.
  De concentraties van trichlooretheen en tetrachlooretheen lagen frequent onder de detectielimiet in de VITO studie, respectievelijk bij 52 en 29 percent van de metingen.

Kosten (Vlaringerbroek en van Straaten, 2007)

• Peuterbad + whirlpool (48 + 2 m³): investering: 11 000 euro; werkingkosten: 1 600 euro/jaar;
• wedstrijdbad + whirlpool (600 m³): investering: 17 000 euro; werkingkosten: 3 900 euro/jaar.

Milieu-impact

• lozingen naar het water:
  • vrije chloor
  • AOX (in het spoelwater werden concentraties tot 4 230 µg/l gemeten).
  • chloriden (in het spoelwater werden waarden tot 500 mg/l terug gevonden). Dit laatste is niet abnormaal, daar VLAREM toelaat dat het zwembadwater tot 800 mg/l chloriden mag bevatten. Hoge chloridengehalten wijzen dikwijls op een laag waterverbruik (zuinige filters e.d.). Lage chloridengehalten wijzen dikwijls op hoge watergebruiken.
• opslag van chemicaliën:
  • bij onoordeelkundige opslag bestaat er gevaar voor contaminatie van de bodem.