シアヌル酸（CYA）は安定剤、コンディショナーとも呼ばれ、塩素を太陽光から保護する働きをします。 しかし、CYAは諸刃の剣で、塩素の効能や除菌に劇的な影響を及ぼします。 CYA を最小限に抑えることは非常に重要なので、私たちは「最小限の CYA」をプロアクティブプールケアの 4 つ目の柱とすることに決めました。
Cyanuric Acid Facts
Cyanuric acid（CYA）はプールビジネスでよく知られています。 それは、日光に対する塩素の保護シールドとして機能します。 太陽の紫外線は塩素を非常に早く劣化させるので、屋外のプールでは問題が生じます。 日光は2時間で塩素を75〜90%も分解してしまうという研究結果もある。 直射日光にさらされたときの塩素の半減期は約45分です。 つまり、45分で塩素の半分がなくなってしまうのです。 さらに45分後には、さらに半分の塩素がなくなります。
CYAは非常に多くの点で水に影響を与えるため、これを無視することは業界にとって不利益になります。 CYAを理解することは、私たちが教えることの基礎であり、オンラインで利用できる研究結果は増え続けています。
塩素安定剤がないと、毎日毎日、塩素を使う（そして失う）ことになります。 1956年にシアヌル酸が発見されるまでは、塩素を毎日添加していました。
シアヌル酸のしくみ
シアヌル酸の分子は、窒素原子と炭素原子が交互に並ぶ六角形です。 これは、3分子の塩素が窒素に付着して、弱い窒素-塩素結合（N-Cl）を形成することを可能にします。 N-Cl結合は弱いので、塩素がCYAを酸化したり殺したりするときに、CYAを手放すことができる。 しかし、CYAと結合しているときは、塩素は日光から保護されます。
窒素-塩素（N-Cl）結合が弱いのは、結合した塩素が遊離塩素試験でまだ検出されるからです。 もし、クロラミンや他の消毒剤の副生成物のように結合が強ければ、塩素は遊離塩素ではなく、全塩素検査にしか現れないでしょう。 酸化や殺菌のためにいかだから離れる必要があるとき、塩素はいかだから離れるだけで、別の塩素分子が代わりになっていかだをつかみます。 塩素が筏につかまっている間は、日光から保護されます。
シアヌル酸は粒状の固体および液体（シアヌル酸ナトリウム）として入手可能である。 しかし、最も一般的には、シアヌル酸は安定化塩素のジクロルおよびトリクロルで見つかります。
なぜシアヌル酸を使うのか？
CYA は塩素に大きな利点をもたらします。 CYAは、直射日光下での遊離塩素の寿命を8倍も延ばすことができます。 屋外プールにとって、これは画期的なことです。
プール業界の常識では、少なくとも最近までは、CYAの理想的な範囲は30～50ppmで、最低10ppm、最高100ppmと言われていました。 ただし、その範囲は州法によって異なります。 Orendaでは、なるべく少ない量（理想的には30ppm以下）を推奨しています。 なぜ違うのか？ それは、塩素が日光の下で長持ちする必要性を認識しつつ、衛生面への影響も認識しているからです。 さらに、酵素を使えば、強いORPを維持しながら塩素レベルを最小にすることができます。
CYAを適切に投与するには、保護したい遊離有効塩素（FAC）の量と、プールに何ガロンの水があるのかを知ることが必要です。 情報源によると、1～1.5ppmのFACを保護するには約10ppmのCYAが必要とのことですが、これについてはまだ明確な答えが見つかっていません。 しかし、少量のCYAでも、塩素を殺す強力な形態である次亜塩素酸（HOCl）の大部分を保護できることは分かっています。 The Chlorine/CYA Relationship and Implications for Nitrogen Trichloride, by Richard Falk
左のチャートはCYAを含まないものです。 pH7.5で、塩素の半分は強いHOClで、残りの半分は弱いOCl-です。 右のグラフでは、HOClの割合が約3％に激減しており、約97％の塩素がイソシアヌレートとしてCYAと結合していることがわかります。 これは保護には良いのですが、除菌や酸化のために塩素の速度が遅くなるのです。 過剰な安定化なのです。 水が蒸発するとCYAが残り、長い長い間、水中にとどまるのです。 これは、ある人にとってはメリットと考えられますが…CYAが蓄積されるため、先々問題になることもありえます。 ほとんどの場合、水中にCYAを追加しなければ、CYAのレベルは非常に安定した状態を保つことができます。 問題は、CYAのレベルが高くなりすぎたときに起こります。
シアヌル酸の問題
塩素を弱く、遅く
塩素は水の中の細菌や病気に対する最前線の防御ですから、それを弱めることはよくないことです。 塩素は酸化剤の需要に打ち勝たなければ除菌ができないだけでなく、藻類に対してはシアヌル酸で約7.5％の塩素低減係数がある。 では、この計算式を現実の世界に置き換えてみましょう。 100ppmのCYAがある場合、藻の繁殖に先んじるための新しい最低ラインは、約7.5ppmの塩素です。 それを維持できますか？
前述したように、CYAは水中に長い間留まっています。 シアヌル酸を減らすための最も簡単で手頃な方法は、プールの水を少なくとも部分的に抜くことです。 CYAを減らすことができる製品もありますが、化学と同じで、すべての行為には反応があります。
Misleading reading
ここで、ORPセンサーやテストキットがシアヌル酸によってどのように騙されるかについて簡単にお話ししましょう。 シアヌル酸を増やすとORPが下がります。 それなのに、DPDテストキットで遊離有効塩素を測定すると、塩素は遊離有効塩素（FAC）として表示されます。 なぜ結果に矛盾があるのでしょうか？ ORPとはoxidation reduction potentialの略で、酸化還元電位のことです。 ORPセンサーは、水の導電率（単位：ミリボルト、mV）を瞬時に測定するプローブです。 塩素を感知するが、シアヌル酸に結合した塩素は感知しない。 その結果、遊離塩素が同じでもORPが低くなることがあるのです。 では、ORP値が低すぎる場合、プールの薬品コントローラーはどうするのでしょうか。 塩素を追加します。 コントローラとセンサーのキャリブレーションを追加して、正しく動作させる必要がある場合もあります。
Aggressive Water (LSI)
CYAについて理解しておくべきもうひとつの重要なことは、LSI（Langelier Saturation Index）に対するその影響力です。 CYAが高いほど、より攻撃的な水となります。 なぜでしょうか。 CYAは実際に総アルカリ性に寄与しているからです（それはシアヌレートアルカリ性と呼ばれます）。 LSIを正確に計算するためには、炭酸塩アルカリ度を知る必要があり、そのためには全アルカリ度からシアヌレートアルカリ度を取り除く必要があります。 下表の補正係数を見て、計算式を見てみましょう。
炭酸アルカリ度を求めるには、全アルカリ度からシアヌル酸アルカリ度を取り除く必要があります。 目安としては、表にあるように、TA ppmからCYA ppmの1/3程度を取り除くとよいでしょう。 これは次のようになります：
TA ppm – (CYA ppm x ) = 炭酸アルカリ度
あるいは、1/3の法則：
TA ppm – (CYA ppm ÷ 3) = 炭酸アルカリ度
では、CYAレベルが高いことが、LSIに対して、どれほど深刻なインパクトを与えるかを示す例を行ってみましょう。 この例では、総アルカリ度100 ppm、pH7.4、CYA90を使用します。
100 ppm – (90 ppm x ) = ? ppm
100 – (27.9) = 72.1 ppm 炭酸アルカリ度
これは十分に厳しい例ではないかもしれませんね。
100 ppm – (200 x ) = ? ppm
100 – (62) = 38 ppm 炭酸アルカリ度
最後の例は、トリクロールプールがより攻撃的になりがちなことを示す。それはトリクロールが低いpHであることに加え、蓄積したCYAがLSIに大きな影響を与えるためだ。 OrendaアプリのLSI計算機能は、このような計算をすべて行ってくれますので、ご安心ください。 pH、測定した全アルカリ度、CYAを入力するだけで、自動的に計算されます。
CDCはCYAレベルを規制
CYAの限界値はどのくらいですか？ 米国疾病管理センター（CDC）によると、15ppmです。 具体的には、糞便事故が発生した場合、プールのCYA濃度は15ppmを超えてはいけないということです。 しかし、一度も糞便事故を起こさずにシーズン全体を乗り切れる近所の夏のプールをご存知ですか？
保健所に閉鎖されるよりは、安全で準備万端である方がよいのです。 CDCから。 糞便事故の場合、プールを閉鎖し、CYAレベルはもはや15ppmを超えてはならない。 この制限は、実用的な理由から決定されたものです。 確かに、水中にもっとCYAを入れることはできますが、クリプトのような病気を殺すために必要な塩素のレベルは、非常に高くなります。
Why the CDC CYA limit happened
それは非常にシンプルです：塩素安定剤（CYAなど）は遊離塩素が病原菌を殺す速度を遅くします。 糞便事故の場合、クリプトスポリジウムのような病気を鎮めるには、衛生管理が最も重要です。 CYAは邪魔になるだけです。 技術的には、FC：CYAの比率を維持する限り、CYAはいくらあってもかまいません。 しかし、クリプトのような塩素抵抗性疾患に対しては、高レベルのCYAで殺すことは（不可能ではないにせよ）現実的ではなくなります。 屋外の業務用プールを処理する場合、CYA を 15ppm 未満に保つことは本当に難しいことなのです。 私たちはそれを理解しています。 しかし、それはCDCの命令を無視する言い訳にはなりません。 では、この新しいCYA規制を遵守するために、業界の専門家として私たちにできることは何でしょうか？ Orendaは、CDCの15ppm規制は、多くの人にとって痛みを伴う変更である一方、新しい考えを生み出す機会を与えてくれるものだと考えています。
CYA は排水後も残る可能性がある
シアヌール酸の高いプールの排水について、私たちは数多くの実体験を耳にしてきました。 たとえば、あるサービス技術者が、100ppm CYA を超えるプールを持つ家庭の所有者を抱えていました。 プールの水を完全に抜き、再充填しました。 水道水以外には何も入れていないのに、翌朝にはCYAの値が30ppmになっていました
私たちは少し調べてみました。 非科学的な言い方をすれば、プールの水を抜いたときにCYAが残ってしまうことがある、ということです。 排水時にプールの表面に付着し、再吸収されるのを待つことができるのです。 私たちは、それがどのようなもので、どのように感じるかはわかりませんが、新しく水を入れたプールに謎のCYAが存在することは説明できます。 CYAが塩や他のミネラルと同じように取り残されている可能性はないのでしょうか？ 可能性はありそうですが…引き続き調べていきたいと思います。 化学者やシアヌル酸の専門家の方は、ぜひご意見をお聞かせください。
結論
安定化は問題ではない…過安定化が問題だ。 過度の安定化を避けることで、清潔で健康的なプールを維持することがはるかに容易になります。
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 Bathers of Gastrointestinal Illness at Swimming Pools.「プールに棲む胃腸疾患のリスクにおけるシアヌール酸の影響の評価。 ウォーター. 2019, 11, 1314.
