Fünf Dinge, die man über Cyanursäure (CYA) wissen sollte

Cyanursäure (CYA), auch Stabilisator oder Konditionierer genannt, schützt das Chlor vor Sonnenlicht. Aber CYA ist ein zweischneidiges Schwert, das die Wirksamkeit des Chlors und die Desinfektion drastisch beeinträchtigt. CYA ist so wichtig, dass wir beschlossen haben, minimales CYA zu unserer vierten Säule der proaktiven Poolpflege zu machen.

Fakten zur Cyanursäure

Cyanursäure (CYA) ist in der Poolbranche wohlbekannt. Sie dient als Schutzschild des Chlors gegen Sonnenlicht. Die ultravioletten Strahlen der Sonne bauen das Chlor sehr schnell ab, was ein Problem für Freibäder darstellt. Studien zeigen, dass das Sonnenlicht das Chlor innerhalb von zwei Stunden um 75-90 % abbauen kann. Die Halbwertszeit von Chlor beträgt bei direkter Sonneneinstrahlung etwa 45 Minuten. Das bedeutet, dass die Hälfte des Chlors in 45 Minuten verbraucht ist. Nach weiteren 45 Minuten ist wieder die Hälfte des Chlors verschwunden. Und so weiter und so fort.

CYA wirkt sich auf so viele Arten auf das Wasser aus, dass wir der Industrie einen schlechten Dienst erweisen würden, wenn wir es ignorieren würden. Das Verständnis von CYA ist ein Eckpfeiler unseres Unterrichts, und es gibt eine wachsende Anzahl von Forschungsergebnissen, die online verfügbar sind1.

Ein Chlorstabilisator ist erforderlich, da Sie sonst den ganzen Tag über Chlor verwenden (und verlieren). Bis zur Entdeckung der Cyanursäure im Jahr 1956 wurde Chlor täglich zugegeben. In diesem Artikel erfahren Sie einige Dinge, die Sie über Cyanursäure wissen sollten.

Wie funktioniert Cyanursäure?

Das Cyanursäuremolekül ist ein Sechseck mit abwechselnden Stickstoff- und Kohlenstoffatomen. Es ermöglicht drei Chlormolekülen, sich an den Stickstoff zu binden und eine schwache Stickstoff-Chlor-Bindung (N-Cl) zu bilden. Da die N-Cl-Bindung schwach ist, kann sich das Chlor von CYA lösen, wenn es etwas zu oxidieren oder zu töten hat. Wenn es jedoch an CYA gebunden ist, ist das Chlor vor Sonnenlicht geschützt. Cyanursäure ist eine Art Sonnenschutz für Chlor.

Wir wissen, dass die Stickstoff-Chlor-Bindung (N-Cl) schwach ist, weil das gebundene Chlor immer noch in einem Test auf freies Chlor auftaucht. Wäre die Bindung stärker – wie die von Chloraminen und anderen Desinfektionsmittel-Nebenprodukten – würde Chlor nur bei einem Gesamtchlortest auftauchen, nicht aber bei einem Test auf freies Chlor.

Eine Metapher: Stellen Sie sich ein schwimmendes Floß vor, an dem sich Chlor festhält. Wenn es das Floß verlassen muss, um einen Keim zu oxidieren oder abzutöten, lässt das Chlor das Floß einfach los … und ein anderes Chlormolekül wird seinen Platz einnehmen und sich das Floß schnappen. Solange sich das Chlor am Floß festhält, ist es vor Sonnenlicht geschützt. Wenn es losgelassen wird, ist es aktives, frei verfügbares Chlor, aber anfällig für Sonnenlicht.

Cyanursäure ist als körniger Feststoff und als Flüssigkeit (Natriumcyanurat) erhältlich. Am häufigsten findet man Cyanursäure jedoch in den stabilisierten Chlorgruppen Dichlor und Trichlor. Diese stabilisierten Chlorsorten haben etwa 50-58% CYA in ihren Formeln.

Warum Cyanursäure verwenden?

CYA bietet einen großen Nutzen für Chlor. CYA kann die Lebensdauer des freien Chlors bei direkter Sonneneinstrahlung um das 8-fache verlängern. Für Freibäder ist das ein entscheidender Vorteil. Allerdings darf CYA nicht in Hallenbädern verwendet werden.

Die gängige Meinung in der Schwimmbadbranche – zumindest bis vor kurzem – empfiehlt einen idealen CYA-Gehalt von 30-50 ppm, mit einem Minimum von 10 ppm und einem Maximum von 100 ppm. Die Werte variieren je nach Landesgesetzgebung. Wir von Orenda empfehlen so wenig wie möglich (idealerweise 30 ppm oder weniger). Warum unterscheiden wir uns? Weil wir die Notwendigkeit von Chlor für die Langlebigkeit im Sonnenlicht anerkennen, aber auch seine Auswirkungen auf die Hygiene. Außerdem kann der Chlorgehalt mit Enzymen minimal sein und gleichzeitig ein starkes ORP aufrechterhalten.

Die richtige CYA-Dosierung hängt davon ab, wie viel frei verfügbares Chlor (FAC) Sie schützen möchten und wie viele Liter Wasser sich im Becken befinden. Es gibt Quellen, die sagen, dass man etwa 10ppm CYA braucht, um 1 bis 1,5ppm FAC zu schützen, aber wir haben noch keine endgültige Antwort darauf gefunden. Wir wissen jedoch, dass selbst kleine Mengen CYA den größten Teil der hypochlorigen Säure (HOCl) schützen können, die die starke, tödliche Form von Chlor ist:

Quelle: The Chlorine/CYA Relationship and Implications for Nitrogen Trichloride, von Richard Falk

Das linke Diagramm ist ohne CYA. Bei einem pH-Wert von 7,5 besteht die Hälfte des Chlors aus starkem HOCl und die andere Hälfte aus schwachem OCl-. Im rechten Diagramm sinkt der Prozentsatz des HOCl auf etwa 3%, was bedeutet, dass etwa 97% des Chlors als Isocyanurat an CYA gebunden ist. Das ist gut für den Schutz, aber es verlangsamt das Chlor für die Desinfektion und Oxidation.

Das Problem ist nicht die Stabilisierung des Chlors. Es ist die Überstabilisierung. Wenn Wasser verdunstet, bleibt CYA zurück und bleibt für eine lange, lange Zeit im Wasser. Das kann für manche ein Vorteil sein… aber es kann auch ein Problem sein, weil sich das CYA anreichert. In den meisten Fällen kann der CYA-Gehalt sehr stabil bleiben, wenn man dem Wasser nicht mehr davon hinzufügt. Probleme treten auf, wenn der CYA-Gehalt zu hoch wird.

Probleme mit Cyanursäure

Schwächeres, langsameres Chlor

Da Chlor die erste Verteidigungslinie gegen Keime und Krankheiten im Wasser ist, ist es eine schlechte Idee, es zu schwächen. Nicht nur, dass das Chlor den Bedarf an Oxidationsmitteln überwinden muss, bevor eine Entkeimung stattfinden kann, es gibt auch einen ungefähren 7,5%igen Reduktionsfaktor von Chlor mit Cyanursäure gegen Algen. Übertragen wir diese Formel also auf die reale Welt. Wenn Sie 100 ppm CYA haben, ist Ihr neues Minimum, um dem Algenwachstum zuvorzukommen, ungefähr 7,5 ppm Chlor. Können Sie das halten?

Wie bereits erwähnt, bleibt CYA lange im Wasser. Der einfachste und kostengünstigste Weg, die Cyanursäure zu reduzieren, ist das Ablassen des Beckens – zumindest teilweise. Es gibt einige Produkte, die CYA ebenfalls reduzieren können, aber wie in der Chemie gibt es für jede Aktion eine Reaktion. Wir werden nicht in die Tiefe der Chemie gehen, aber wenn Sie mehr erfahren möchten, empfehlen wir Ihnen, zu recherchieren, wie man den Cyanursäurespiegel senken kann.

Fehlanzeige

Lassen Sie uns nun kurz darüber sprechen, wie ORP-Sensoren und Testkits durch Cyanursäure getäuscht werden können. Eine Erhöhung der Cyanursäure senkt das Redoxpotential. Wenn Sie jedoch freies verfügbares Chlor mit einem DPD-Testkit messen, wird das Chlor als freies verfügbares Chlor (FAC) angezeigt. Warum sind die Ergebnisse so widersprüchlich? Wir können das erklären.

ORP steht für Oxidationsreduktionspotential. ORP-Sensoren sind Sonden, die sofort die Leitfähigkeit (in Millivolt, mV) des Wassers messen. Sie erkennen Chlor, nicht aber Chlor, das an Cyanursäure gebunden ist. Infolgedessen kann das ORP niedriger sein, auch wenn das freie Chlor gleich bleibt. Was macht also der Pool-Chemikalienregler, wenn der ORP-Wert zu niedrig ist? Er fügt mehr Chlor hinzu. Manchmal ist eine zusätzliche Kalibrierung des Steuergeräts und der Sensoren erforderlich, damit alles richtig funktioniert. Dies ist etwas, das Sie beachten sollten, wenn Sie eine chemische Automatisierung haben.

Aggressives Wasser (LSI)

Eine weitere sehr wichtige Sache, die man über CYA verstehen muss, ist seine Auswirkung auf den Langelier-Sättigungsindex (LSI). Je höher der CYA-Wert, desto aggressiver ist das Wasser. Warum ist das so? Weil CYA tatsächlich zur Gesamtalkalität beiträgt (es wird Cyanurat-Alkalinität genannt). Um den LSI genau zu berechnen, müssen wir die Karbonatalkalinität kennen, wofür wir die Cyanuratalkalinität von der Gesamtalkalinität abziehen müssen. Sehen Sie sich die Tabelle unten an und beachten Sie die Korrekturfaktoren, dann gehen wir die Formel durch.

Wir müssen die Cyanuratalkalinität von der Gesamtalkalinität abziehen, um die Karbonatalkalinität zu ermitteln. Die Faustregel ist, wie Sie in der Tabelle sehen können, etwa 1/3 der CYA ppm von den TA ppm zu entfernen. Das sieht folgendermaßen aus:

TA ppm – (CYA ppm x ) = Karbonatalkalinität

oder die 1/3-Faustregel:

TA ppm – (CYA ppm ÷ 3) = Karbonatalkalinität

Lassen Sie uns anhand eines Beispiels zeigen, wie stark sich hohe CYA-Werte auf den LSI auswirken können. In diesem Beispiel nehmen wir 100 ppm Gesamtalkalinität, einen pH-Wert von 7,4 und 90 CYA:

100 ppm – (90 ppm x ) = ? ppm

100 – (27,9) = 72,1 ppm Karbonatalkalinität

Das Beispiel ist vielleicht nicht streng genug. Wie wäre es, wenn wir ein Becken verwenden, das seit einigen Jahren Trichlor verwendet…

100 ppm – (200 x ) = ? ppm

100 – (62) = 38 ppm Karbonatalkalinität

Das letzte Beispiel zeigt uns, wie Trichlorbecken dazu neigen, aggressiver zu sein – nicht nur wegen des niedrigen pH-Werts von Trichlor, sondern auch wegen der starken Auswirkung von akkumuliertem CYA auf den LSI. Aber keine Sorge, der LSI-Rechner der Orenda App übernimmt all diese Berechnungen für Sie. Geben Sie einfach Ihren pH-Wert, die gemessene Gesamtalkalität und CYA ein, und die gesamte Gleichung wird automatisch berücksichtigt.

Die CDC regelt die CYA-Werte

Was ist der Grenzwert für CYA? Nun, laut den US Centers for Disease Control (CDC) liegt er bei 15 Teilen pro Million. Im Falle eines Fäkalienvorfalls darf der CYA-Wert des Schwimmbeckens 15 ppm nicht überschreiten. Aber kennen Sie ein Schwimmbad in der Nachbarschaft, das die gesamte Saison ohne einen einzigen fäkalen Zwischenfall übersteht?

Besser, sicher und vorbereitet zu sein, als vom Gesundheitsamt geschlossen zu werden. Von der CDC: Im Falle eines Fäkalienvorfalls muss das Schwimmbad geschlossen werden, und die CYA-Werte dürfen 15ppm nicht mehr überschreiten. Dieser Grenzwert wurde aus praktischen Gründen festgelegt. Sicher, man könnte mehr CYA im Wasser haben, aber die Chlormenge, die benötigt wird, um eine Krankheit wie Krypto abzutöten, wäre wahnsinnig hoch.

Warum der CYA-Grenzwert der CDC zustande kam

Es ist ganz einfach: Chlor-Stabilisatoren (wie CYA) verlangsamen die Geschwindigkeit, mit der freies Chlor Krankheitserreger abtötet. Im Falle eines Fäkalienvorfalls ist die Hygiene das A und O, um Krankheiten wie Cryptosporidium zu bekämpfen. CYA ist dabei nur hinderlich. Technisch gesehen können Sie so viel CYA haben, wie Sie wollen, solange Sie das Verhältnis FC:CYA einhalten. Aber bei einer chlorresistenten Krankheit wie Krypto wird es unpraktisch (wenn nicht gar unmöglich), sie mit hohen CYA-Werten abzutöten.

Lassen Sie uns hier mal ehrlich sein. Wenn Sie kommerzielle Außenpools behandeln, ist es wirklich schwer, CYA unter 15 ppm zu halten. Wir haben es verstanden. Aber das ist keine Entschuldigung dafür, das Mandat der CDC zu ignorieren. Was können wir als Fachleute der Branche also tun, um diese neue CYA-Verordnung einzuhalten? Wir bei Orenda sind der Meinung, dass der CDC-Grenzwert von 15 ppm – auch wenn er für viele eine schmerzhafte Veränderung darstellt – eine Gelegenheit zum Umdenken bietet. Schwimmbäder wurden so lange auf die gleiche Weise betrieben; ein Umdenken in Bezug auf Wasser kann eine gute Sache sein.

CYA kann auch nach dem Ablassen des Wassers verbleiben

Wir haben zahlreiche Geschichten aus erster Hand über das Ablassen von Becken mit hohem Cyanursäuregehalt gehört. Zum Beispiel hatte ein Servicetechniker einen Hausbesitzer mit einem Pool mit über 100ppm CYA. Er entleerte das Becken vollständig und füllte es wieder auf. Ohne irgendetwas in das Schwimmbecken zu geben – außer Leitungswasser – war der CYA-Wert am nächsten Morgen auf 30 ppm gesunken.

Wir haben einige Nachforschungen angestellt. In nicht ganz so wissenschaftlichen Worten interpretieren wir die Ergebnisse dahingehend, dass etwas CYA zurückbleiben kann, wenn ein Pool abgelassen wird. Es kann sich beim Ablassen des Wassers auf der Beckenoberfläche ablagern und darauf warten, bei der Wiederbefüllung resorbiert zu werden. Wir sind uns nicht sicher, wie es aussieht oder sich anfühlt, aber es erklärt das mysteriöse CYA in einem neu befüllten Pool. Könnte es sein, dass CYA zurückbleibt wie Salz oder andere Mineralien? Es scheint möglich zu sein… aber wir werden weiter nachforschen. Wenn Sie Chemiker oder Cyanursäure-Experte sind, melden Sie sich bitte und kontaktieren Sie uns. Wir würden gerne mehr darüber erfahren.

Schlussfolgerung

Die Stabilisierung ist nicht das Problem… sondern die Überstabilisierung. Vermeiden Sie Überstabilisierung und es wird viel einfacher sein, ein sauberes und gesundes Schwimmbad zu erhalten.

1 Falk, R.A.; Blatchley, E.R., III; Kuechler, T.C.; Meyer, E.M.; Pickens, S.R.; Suppes, L.M. Assessing the Impact of Cyanuric Acid on Bather’s Risk of Gastrointestinal Illness at Swimming Pools. Water. 2019, 11, 1314.