Vijf dingen die u moet weten over cyanuurzuur (CYA)

Cyanuric Acid Facts

Cyanuric acid (CYA) is welbekend in de zwembadwereld. Het dient als een beschermend schild voor chloor tegen zonlicht. De ultraviolette stralen van de zon breken chloor zeer snel af, wat een probleem vormt voor buitenzwembaden. Studies tonen aan dat zonlicht chloor in twee uur tijd met 75-90% kan wegvagen. De halfwaardetijd van chloor – bij blootstelling aan direct zonlicht – is ongeveer 45 minuten. Dat betekent dat de helft van uw chloor binnen 45 minuten verdwenen is. Nog eens 45 minuten en nog eens de helft van je chloor is weg. Enzovoort, enzovoort.

CYA beïnvloedt water op zoveel manieren, dat we de industrie een slechte dienst zouden bewijzen als we het zouden negeren. Inzicht in CYA is een hoeksteen van wat we onderwijzen, en er is een groeiende hoeveelheid onderzoek online beschikbaar1.

Een chloor stabilisator is nodig, anders zul je de hele dag chloor gebruiken (en verliezen), elke dag. Chloor werd dagelijks toegevoegd tot de ontdekking van cyanuurzuur in 1956. In dit artikel worden enkele dingen beschreven die u over cyanuurzuur moet weten.

Hoe werkt cyanuurzuur?

De cyanuurzuurmolecule is een zeshoek met afwisselend stikstof- en koolstofatomen. Hierdoor kunnen drie chloormoleculen zich aan de stikstof hechten, waardoor een zwakke stikstof-chloorverbinding (N-Cl) wordt gevormd. Omdat de N-Cl binding zwak is, kan chloor CYA loslaten wanneer het iets te oxideren of te doden heeft. Wanneer het echter aan CYA vastzit, is chloor beschermd tegen zonlicht. Cyanuurzuur is een soort zonnebrandcrème voor chloor.

We weten dat de binding stikstof-chloor (N-Cl) zwak is omdat het aangehechte chloor nog steeds te zien is in een test op vrij chloor. Als de binding sterker was, zoals bij chlooramines en andere bijproducten van desinfectiemiddelen, zou chloor alleen te zien zijn bij een totale chloortest, niet bij een test op vrij chloor.

Een metafoor: stel u een drijvend vlot voor waaraan chloor zich vasthoudt. Als het chloor het vlot moet verlaten om een ziektekiem te oxideren of te doden, laat het gewoon los… en een ander chloormolecuul neemt zijn plaats in en grijpt het vlot. Zolang chloor het vlot vasthoudt, is het beschermd tegen zonlicht. Als het loslaat, is het actieve vrij beschikbare chloor, maar kwetsbaar voor zonlicht.

Cyanuurzuur is verkrijgbaar als korrelige vaste stof en als vloeistof (natriumcyanuraat). Het meest wordt cyanuurzuur echter aangetroffen in de gestabiliseerde chloorverbindingen dichloor en trichloor. Deze gestabiliseerde chlorines hebben ongeveer 50-58% CYA in hun formules.

Waarom cyanuurzuur gebruiken?

CYA biedt is een enorm voordeel aan chloor. CYA kan de levensduur van vrij chloor met wel 8 keer verlengen in direct zonlicht. Voor buitenzwembaden is dat een spelbreker. Dat gezegd hebbende, CYA mag niet worden gebruikt in een overdekt zwembad.

Conventionele wijsheid in de zwembad business – althans, tot voor kort – suggereert een ideaal bereik van CYA van 30-50ppm, met een minimum van 10ppm en een maximum van 100ppm. De bandbreedtes variëren, afhankelijk van de nationale wetgeving. Wij bij Orenda bevelen zo weinig mogelijk aan (30ppm of minder, idealiter). Waarom verschillen wij van mening? Omdat wij erkennen dat chloor nodig is om lang in het zonlicht te blijven, maar ook dat het invloed heeft op de hygiëne. Bovendien, met enzymen, kan het chloorniveau minimaal zijn met behoud van een sterke ORP.

Het doseren van een CYA is een kwestie van weten hoeveel vrij beschikbaar chloor (FAC) u wilt beschermen, en hoeveel liter water er in het zwembad is. Bronnen suggereren dat ongeveer 10ppm CYA nodig is om 1 tot 1,5ppm FAC te beschermen, maar we hebben daar nog geen definitief antwoord op gevonden. We weten echter wel dat zelfs kleine hoeveelheden CYA de overgrote meerderheid van onderchlorig zuur (HOCl) kan beschermen, wat de sterke, dodende vorm van chloor is:

Bron: The Chlorine/CYA Relationship and Implications for Nitrogen Trichloride, door Richard Falk

De linker grafiek is zonder CYA. Bij 7,5 pH, is de helft van het chloor sterk HOCl, en de andere helft is zwak OCl-. In de rechter grafiek daalt het percentage HOCl tot ongeveer 3%, wat betekent dat ongeveer 97% van het chloor aan CYA gebonden is als isocyanuraat. Dit is goed voor de bescherming, maar het vertraagt chloor voor ontsmetting en oxidatie.

Het probleem is niet de stabilisatie van chloor. Het is overstabilisatie. Als water verdampt, blijft CYA achter en blijft lang, heel lang in het water. Dit kan worden beschouwd als een voordeel voor sommigen … maar het kan ook een probleem zijn op de weg, omdat de CYA zal ophopen. Voor het grootste deel kan het CYA-niveau heel stabiel blijven als u er niet meer van aan het water toevoegt. De problemen ontstaan wanneer CYA-niveaus te hoog worden.

Problemen met cyanuurzuur

Zwakker, langzamer chloor

Omdat chloor de eerstelijns verdediging is tegen ziektekiemen en ziekten in water, is het verzwakken ervan een slecht idee. Niet alleen moet chloor de oxidantvraag overwinnen voordat ontsmetting kan plaatsvinden, er is ongeveer een 7,5% chloorreductiefactor met cyanuurzuur tegen algen. Dus laten we deze formule in de echte wereld toepassen. Als u 100ppm CYA hebt, is uw nieuwe minimum om de algengroei voor te blijven ongeveer 7,5ppm chloor. Kun je dat volhouden?

Zoals eerder gezegd, CYA blijft lang in het water. De gemakkelijkste en meest betaalbare manier om cyanuurzuur te verminderen is het zwembad te laten leeglopen – althans gedeeltelijk. Er zijn enkele producten die CYA ook kunnen verminderen, maar zoals bij elke scheikunde, zijn er reacties voor elke actie. We zullen niet in het onkruid treden over de chemie, maar als u meer wilt weten, moedigen wij u aan om te onderzoeken hoe u het cyanuurzuurgehalte kunt verlagen.

misleidende meting

Laten we het nu kort hebben over hoe ORP-sensoren en testkits door cyanuurzuur voor de gek kunnen worden gehouden. Het verhogen van cyanuurzuur verlaagt ORP. Toch, als je vrij beschikbaar chloor meet op een DPD testkit, wordt het chloor weergegeven als vrij beschikbaar chloor (FAC). Waarom deze inconsistentie in de resultaten? We kunnen het uitleggen.

ORP staat voor oxidatiereductiepotentiaal. ORP sensoren zijn sondes die onmiddellijk de geleidbaarheid (in millivolts, mV) van water meten. Zij detecteren chloor, maar niet chloor dat aan cyanuurzuur is gebonden. Als gevolg daarvan kan de ORP lager zijn, ook al blijft de vrije chloor gelijk. Dus wat doet de chemische regelaar van het zwembad wanneer de ORP-niveaus te laag zijn? Meer chloor toevoegen. Soms is er extra kalibratie van de regelaar en de sensoren nodig om alles goed te laten functioneren. Dit is iets om bewust van te zijn als je chemische automatisering.

Angressief water (LSI)

Een ander zeer belangrijk ding om te begrijpen over CYA is de impact ervan op de Langelier Saturation Index (LSI). Hoe hoger het CYA, hoe agressiever het water. Waarom? Omdat CYA in feite bijdraagt tot de totale alkaliteit (het wordt cyanuraatalkaliteit genoemd). Om de LSI nauwkeurig te berekenen, moeten we de carbonaatalkaliteit kennen, wat betekent dat we de cyanuraatalkaliteit moeten verwijderen uit de totale alkaliteit. Zie de onderstaande grafiek en bekijk de correctiefactoren, daarna doorlopen we de formule.

We moeten de cyanuraatalkaliniteit van de totale alkaliniteit verwijderen om de carbonaatalkaliniteit te vinden. De vuistregel, zoals u in de grafiek kunt zien, is om ongeveer 1/3 van de CYA ppm van de TA ppm af te halen. Het ziet er als volgt uit:

TA ppm – (CYA ppm x ) = Carbonaatalkaliteit

of, de 1/3 vuistregel:

TA ppm – (CYA ppm ÷ 3) = Carbonaatalkaliteit

Laten we een voorbeeld geven om te laten zien hoe ernstig hoge niveaus van CYA de LSI kunnen beïnvloeden. In dit voorbeeld gebruiken we 100 ppm totale alkaliteit, een pH van 7,4 en 90 CYA:

100 ppm – (90 ppm x ) = ? ppm

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

Dit is misschien geen ernstig genoeg voorbeeld. Als we nu eens een zwembad gebruiken dat al een paar jaar trichloor gebruikt…

100 ppm – (200 x ) = ? ppm

100 – (62) = 38 ppm Carbonaatalkaliteit

Het laatste voorbeeld laat zien hoe trichloorbaden agressiever zijn – niet alleen vanwege de lage pH van trichloor, maar ook vanwege de ernstige invloed van geaccumuleerd CYA op de LSI. Maak u echter geen zorgen, de LSI-calculator van de Orenda App neemt al deze wiskunde voor u uit handen. Voer gewoon uw pH, gemeten totale alkaliteit en CYA, en al deze vergelijking wordt automatisch in rekening gebracht.

De CDC regelt CYA niveaus

Wat is de limiet voor CYA? Nou, volgens de Amerikaanse Centers for Disease Control (CDC), is het 15 delen per miljoen. Specifiek, in het geval van een fecaal incident, mag het CYA niveau van het zwembad niet hoger zijn dan 15ppm. Maar kent u een zomerzwembad in de buurt dat het hele seizoen doorkomt zonder een enkel fecaal incident?

Beter veilig en voorbereid zijn dan gesloten worden door de gezondheidsdienst. Van de CDC: In het geval van een fecaal incident, sluit het zwembad, en CYA niveaus mogen niet meer dan 15ppm. Deze limiet is om praktische redenen vastgesteld. Zeker, je zou meer CYA in het water kunnen hebben, maar het chloorgehalte dat nodig is om een ziekte als crypto te doden zou waanzinnig hoog zijn.

Waarom de CDC CYA-limiet is vastgesteld

Het is heel simpel: chloorstabilisatoren (zoals CYA) vertragen de snelheid waarmee vrij chloor ziekteverwekkers doodt. In het geval van een fecaal incident, is sanitaire voorzieningen van het grootste belang om ziekten als cryptosporidium de kop in te drukken. CYA zit alleen maar in de weg. Technisch gezien kun je zoveel CYA hebben als je wilt, zolang je de FC:CYA verhouding maar handhaaft. Maar tegen een chloorresistente ziekte als cryptosporidium wordt het onpraktisch (zo niet onmogelijk) om ze met hoge CYA-niveaus te doden.

Laten we reëel blijven. Als je commerciële buitenzwembaden behandelt, is het heel moeilijk om CYA onder de 15ppm te houden. Dat snappen we. Maar dat is geen excuus om het mandaat van de CDC te negeren. Dus wat kunnen wij, als professionals in de industrie, doen om te voldoen aan deze nieuwe CYA regelgeving? Wij bij Orenda zijn van mening dat de 15ppm limiet van de CDC – hoewel het voor velen een pijnlijke verandering is – een kans biedt voor een nieuwe manier van denken. Zwembaden zijn zo lang op dezelfde manier geëxploiteerd; het veranderen van de manier waarop we over water denken kan een goede zaak zijn.

CYA kan achterblijven, zelfs nadat u het zwembad hebt drooggelegd

We hebben talrijke verhalen uit de eerste hand gehoord over het droogleggen van zwembaden met een hoog cyanuurzuurgehalte. Bijvoorbeeld, een service tech had een huiseigenaar met een zwembad meer dan 100ppm CYA. Hij liet het zwembad volledig leeglopen en vulde het opnieuw. Zonder nog iets aan het zwembad toe te voegen – behalve leidingwater – was het CYA-niveau de volgende ochtend 30ppm.

We hebben wat onderzoek gedaan. In niet-zo-wetenschappelijke termen, interpreteren we de bevindingen zo dat er wat CYA achter kan blijven bij het leeg laten lopen van een zwembad. Het kan zich afzetten op het zwembadoppervlak als het water wegloopt, en wachten om opnieuw te worden geabsorbeerd als het weer wordt gevuld. We weten niet zeker hoe het eruit ziet of aanvoelt, maar het verklaart het mysterie van CYA in een pas bijgevuld zwembad. Zou het kunnen dat CYA wordt achtergelaten zoals zout of andere mineralen? Het lijkt mogelijk…maar we zullen het blijven onderzoeken. Als u een chemicus of cyanuurzuur expert bent, laat het ons weten en neem contact met ons op. We zouden er graag meer over weten.

Conclusie

Stabilisatie is niet het probleem…overstabilisatie wel. Vermijd overstabilisatie en het zal veel gemakkelijker zijn om een schoon en gezond zwembad te behouden.

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.