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Anwendungen

Was hat die Hygiene in Schwimmbädern mit dem Redoxpotential gemein?

Veröffentlicht von Dr. Eugen Federherr am 19.07.2017 10:25:00

Schiffchen im Schwimmbad„Schwimm- oder Badebeckenwasser … muss so beschaffen sein, dass durch seinen Gebrauch eine Schädigung der menschlichen Gesundheit, insbesondere durch Krankheitserreger, nicht zu besorgen ist."[1] So das „Gesetz zur Verhütung und Bekämpfung von Infektionskrankheiten beim Menschen″ – kurz: Infektionsschutzgesetz (IfSG). Das Infektionsschutzgesetz bildet die rechtliche Grundlage zur Sicherung und Überwachung der Qualität des Wassers und ist auch in den „Hygieneanforderungen an Bäder und deren Überwachung“[2] fest verankert. 

Desinfektion als wichtige Hygienemaßnahme

Um jederzeit die geforderte einwandfreie hygienische Beschaffenheit im Wasser von Schwimmbädern zu gewährleisten muss neben Aufbereitungsschritten wie Flockung und Filtration desinfiziert werden. Desinfektion ist eine Hygienemaßnahme, die dazu dient, Krankheitserreger abzutöten bzw. zu inaktivieren z.B. durch das Aufbrechen von Zellen durch oxidative Zerstörung der Zellwand – dem Zellaufschluss. Zur Desinfektion wird dem Beckenwasser eine chlorhaltige Chemikalie hinzudosiert z.B. Natriumhypochlorit. Die gewünschte, wirksame Spezies ist dabei die Hypochlorige Säure (HCIO). Diese steht mit zwei weiteren Spezies im Gleichgewicht, dem Chlor (Cl2) und dem Hypochlorit (ClO-):

Cl2 + 2 H2O ↔ H3O+ +Cl- + HClO
HClO + H2↔ H3O+ + ClO-

Diese Gleichgewichte sind, wie man an dem Oxonium-Ion (H3O+) in den Reaktionsgleichungen erkennt, pH-Wert abhängig. Das erklärt auch die pH-Wert Abhängigkeit der Wirksamkeit der Desinfektion selbst. Würde man nur freies Chlor bestimmen, würde man alle drei Spezies (Cl2, HCIO und ClO-) erfassen und hätte keine eindeutige Aussagekraft über die Wirksamkeit der Desinfektion. Aber wie lässt sich die Wirksamkeit nun bestimmen?

Das Redoxpotential charakterisiert die Desinfektionsleistung

Hier kommen wir auf die oxidative Zerstörung der Zellwände der Mikroorganismen zurück. Die Oxidationskraft lässt sich mithilfe des Redoxpotentials quantifizieren. Bei einem Redoxpotential-Wert von ca. 700 mV ist die Abtötung der E-Coli Bakterien beispielsweise über achthundertmal effizienter (schneller) als bei einem Redoxpotential von ca. 500 mV. Das Redoxpotential hängt bei Zugabe von z.B. Natriumhypochlorit nicht nur von der Gesamtmenge an freien Chlor, sondern vor allem von dem Anteil an Hypochloriger Säure im Badewasser und somit zusätzlich vom pH-Wert im Beckenwasser ab. Dadurch ist dieser Parameter nicht nur für die Wirksamkeit der Desinfektion wichtig, sondern hat indirekt auch einen ökologischen und ökonomischen Nutzen. Die Möglichkeit der gezielten Prozessoptimierung ermöglicht die Reduzierung des Chemikalieneinsatzes.

Steininger[3] fasst es treffend zusammen: Bei gleicher Menge an freiem Chlor und unterschiedlichen pH-Werten sind die unterschiedlichen Redoxpotentiale auf die Änderung der HOCl-Konzentrationen zurückzuführen. Redoxpotentialmessungen können sehr effizient für das Monitoring des HOCl in Wasser, und somit der Wirksamkeit der Desinfektion, verwendet werden. Mehr über diesen wichtigen Wert erfahren Sie in unserem Beitrag über den Messparameter Redoxpotential.

Die wichtigen Parameter zur messtechnischen Überwachung sind freies Chlor, pH-Wert und Redoxpotential

Daher ist Redoxpotentialmessung, neben pH-Wert- und Bestimmung des freien Chlors essentiell für die Überwachung der Hygiene in Bädern und auch in Regularien fest verankert:

Da sich die Wasserbeschaffenheit schnell ändern kann und es für die Überwachung wichtig ist zu wissen, ob die Wasserbeschaffenheit während der Zeit zwischen zwei Untersuchungsterminen einwandfrei war, ist es erforderlich, außer den mikro­biologischen Parametern, die chemischen Hygiene-Hilfsparameter freies Chlor, pH-Wert und Redoxspannung in größerer zeitlicher Dichte zu messen.[2]

Aufgrund der beschriebenen pH-Wert-Abhängigkeit sollte beim Überwachung des Desinfektionsprozesses zuerst die Einstellung eines optimales pH-Wertebereichs im Beckenwasser sichergestellt werden.

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  1. http://www.gesetze-im-internet.de/ifsg/index.html
  2. https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/hygieneanforderungen_ueeberwachung_baeder_2014_57.pdf
  3. “PPM or ORP: Which should be used?”; Swimming Pool Age & Spa Merchandiser; J. M. Steininger

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Themen: pH-Wert, Redoxpotential, Pool, Chlor

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