Pięć rzeczy, które warto wiedzieć o kwasie cyjanurowym (CYA)

Fakty o kwasie cyjanurowym

Kwas cyjanurowy (CYA) jest dobrze znany w branży basenowej. Służy on jako tarcza ochronna dla chloru przed światłem słonecznym. Promienie ultrafioletowe słońca bardzo szybko degradują chlor, stwarzając problem dla basenów zewnętrznych. Badania pokazują, że światło słoneczne może być wytrzeć chloru o 75-90% w ciągu dwóch godzin. Okres półtrwania chloru – gdy jest wystawiony na bezpośrednie działanie promieni słonecznych – wynosi około 45 minut. Oznacza to, że połowa Twojego chloru zniknie w ciągu 45 minut. Kolejne 45 minut, kolejna połowa chloru znika. I tak dalej, i tak dalej.

CYA wpływa na wodę na tak wiele sposobów, że ignorowanie go byłoby niedźwiedzią przysługą dla branży. Zrozumienie CYA jest kamieniem węgielnym tego, czego uczymy, i jest coraz więcej badań dostępnych online1.

Stabilizator chloru jest potrzebny, w przeciwnym razie będziesz używać (i tracić) chloru przez cały dzień, każdego dnia. Chlor był dodawany codziennie aż do odkrycia kwasu cyjanurowego w 1956 roku. Ten artykuł przedstawi kilka rzeczy, które powinieneś wiedzieć o kwasie cyjanurowym.

Jak działa kwas cyjanurowy?

Cząsteczka kwasu cyjanurowego jest sześciokątem z naprzemiennymi atomami azotu i węgla. Pozwala to na trzy cząsteczki chloru, aby dołączyć do azotu, tworząc słabe wiązanie azot-chlor (N-Cl). Ponieważ wiązanie N-Cl jest słabe, umożliwia ono chlorowi uwolnienie się od CYA, gdy ma on coś do utlenienia lub zabicia. Kiedy jednak jest połączony z CYA, chlor jest chroniony przed światłem słonecznym. Kwas cyjanurowy jest jak filtr przeciwsłoneczny dla chloru.

Wiemy, że wiązanie azot-chlor (N-Cl) jest słabe, ponieważ dołączony chlor nadal pokazuje się w teście wolnego chloru. Gdyby wiązanie było silniejsze – jak w przypadku chloramin i innych produktów ubocznych środków dezynfekcyjnych – chlor pojawiłby się tylko w teście chloru całkowitego, a nie wolnego.

Metafora: Wyobraźmy sobie pływającą tratwę, na której trzyma się chlor. Kiedy musi opuścić tratwę, aby utlenić lub zabić zarazek, chlor po prostu puszcza tratwę…a inna cząsteczka chloru zajmie jej miejsce i chwyci tratwę. Tak długo, jak chlor trzyma się tratwy, jest chroniony przed światłem słonecznym. Kiedy puści, jest aktywny wolny dostępny chlor, ale podatny na światło słoneczne.

Kwas cyjanurowy jest dostępny jako granulowane ciało stałe i jako ciecz (cyjanuran sodu). Najczęściej jednak kwas cyjanurowy występuje w stabilizowanych chlorynach dichlor i trichlor. Te stabilizowane chloryny mają około 50-58% CYA w swoich formułach.

Dlaczego warto stosować kwas cyjanurowy?

CYA zapewnia ogromne korzyści dla chloru. CYA może przedłużyć żywotność wolnego chloru aż o 8 razy w bezpośrednim świetle słonecznym. Dla basenów zewnętrznych jest to zmieniacz gry. To powiedziawszy, CYA nie może być używany w krytych basenach.

Konwencjonalna mądrość w branży basenowej – przynajmniej do niedawna – sugeruje, że idealny zakres CYA to 30-50ppm, z minimum 10ppm i maksimum 100ppm. Zakresy różnią się w zależności od prawa krajowego. My w Orenda zalecamy jak najmniej (30ppm lub mniej, idealnie). Dlaczego się różnimy? Ponieważ rozpoznajemy potrzebę chloru, aby mieć długą żywotność w świetle słonecznym, ale także rozpoznajemy jego wpływ na warunki sanitarne. Dodatkowo, z enzymami, poziom chloru może być minimalny przy zachowaniu silnego ORP.

Dozowanie CYA prawidłowo jest kwestią wiedzy, ile wolnego dostępnego chloru (FAC) chcesz chronić, i ile galonów wody jest w basenie. Źródła sugerują, że potrzeba około 10ppm CYA, aby chronić 1 do 1,5ppm FAC, ale nie znaleźliśmy jeszcze ostatecznej odpowiedzi na to pytanie. Wiemy jednak, że nawet małe ilości CYA mogą chronić większość kwasu podchlorawego (HOCl), który jest silną, zabójczą formą chloru:

Źródło: The Chlorine/CYA Relationship and Implications for Nitrogen Trichloride, by Richard Falk

Lewy wykres jest bez CYA. Przy 7,5 pH, połowa chloru to silny HOCl, a druga połowa to słaby OCl-. Na prawym wykresie, procent HOCl spada do około 3%, co oznacza, że około 97% chloru jest związane z CYA jako izocyjanuran. To jest dobre dla ochrony, ale spowalnia chlor do sanityzacji i utleniania.

Problemem nie jest stabilizacja chloru. To jest nadmierna stabilizacja. Kiedy woda odparowuje, CYA pozostaje z tyłu i pozostaje w wodzie przez długi, długi czas. Można to uznać za korzyść dla niektórych… ale może to być również problem, ponieważ CYA będzie się gromadzić. W większości przypadków, poziom CYA może pozostać bardzo stabilny, jeśli nie dodajesz go więcej do wody. Problemy pojawiają się, gdy poziom CYA staje się zbyt wysoki.

Problemy z kwasem cyjanurowym

Słabszy, wolniejszy chlor

Ponieważ chlor jest pierwszą linią obrony przed zarazkami i chorobami w wodzie, osłabianie go jest złym pomysłem. Nie tylko chlor musi pokonać zapotrzebowanie na utleniacz zanim nastąpi sanityzacja, jest około 7,5% współczynnik redukcji chloru z kwasem cyjanurowym przeciwko algom. Przełóżmy więc tę formułę na świat rzeczywisty. Jeśli masz 100ppm CYA, twoje nowe minimum, aby wyprzedzić wzrost glonów to około 7,5ppm chloru. Czy możesz to utrzymać?

Jak wspomniano wcześniej, CYA pozostaje w wodzie przez długi czas. Najłatwiejszym i najbardziej przystępnym sposobem redukcji kwasu cyjanurowego jest opróżnienie basenu – przynajmniej częściowo. Istnieją pewne produkty, które mogą również zmniejszyć CYA, ale jak w każdej chemii, na każde działanie są reakcje. Nie będziemy się zagłębiać w chemię, ale jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, zachęcamy do zbadania jak obniżyć poziom kwasu cyjanurowego.

Mylące odczyty

Porozmawiajmy teraz krótko o tym, jak czujniki ORP i zestawy testowe mogą zostać oszukane przez kwas cyjanurowy. Zwiększenie stężenia kwasu cyjanurowego obniża ORP. Jednakże, jeśli mierzysz wolny dostępny chlor na zestawie testowym DPD, chlor pojawia się jako wolny dostępny chlor (FAC). Skąd ta niespójność w wynikach? Możemy to wyjaśnić.

ORP oznacza potencjał redukcji utleniania. Czujniki ORP są sondami, które natychmiast mierzą przewodność (w miliwoltach, mV) wody. Wyczuwają one chlor, ale nie chlor związany z kwasem cyjanurowym. W rezultacie, ORP może być niższe, nawet jeśli wolny chlor pozostaje taki sam. Co więc zrobi regulator chemiczny basenu, gdy poziom ORP jest zbyt niski? Doda więcej chloru. Czasami potrzebna jest dodatkowa kalibracja kontrolera i czujników aby wszystko działało prawidłowo. Jest to coś, czego należy być świadomym, jeśli posiadasz automatykę chemiczną.

Agresywna woda (LSI)

Inną bardzo ważną rzeczą do zrozumienia na temat CYA jest jego wpływ na Indeks Nasycenia Langeliera (LSI). Im wyższy CYA, tym bardziej agresywna woda. Dlaczego? Ponieważ CYA przyczynia się do całkowitej alkaliczności (jest to tzw. alkaliczność cyjanuranowa). Aby dokładnie obliczyć LSI, musimy znać zasadowość węglanową, co wymaga odjęcia zasadowości cyjanuranowej od zasadowości całkowitej. Zobacz poniższy wykres i spójrz na współczynniki korekcyjne, a następnie przejdziemy przez wzór.

Musimy usunąć zasadowość cyjanuranową z zasadowości całkowitej, aby znaleźć zasadowość węglanową. Zasada kciuka, jak widać na wykresie, jest taka, aby usunąć około 1/3 CYA ppm z TA ppm. Wygląda to następująco:

TA ppm – (CYA ppm x ) = zasadowość węglanowa

lub zasada 1/3 kciuka:

TA ppm – (CYA ppm ÷ 3) = zasadowość węglanowa

Popatrzmy na przykład, aby pokazać, jak poważny wpływ na LSI może mieć wysoki poziom CYA. W tym przykładzie, użyjmy 100 ppm całkowitej zasadowości, pH 7.4 i 90 CYA:

100 ppm – (90 ppm x ) = ? ppm

100 – (27.9) = 72.1 ppm Zasadowość węglanowa

To może nie być wystarczająco poważny przykład. A może użyjemy basenu, który używa trichloru od kilku lat…

100 ppm – (200 x ) = ? ppm

100 – (62) = 38 ppm Zasadowość węglanowa

Ostatni przykład pokazuje nam, że baseny z trichlorem mają tendencję do bycia bardziej agresywnymi – nie tylko z powodu niskiego pH trichloru, ale z powodu nagromadzonego CYA, który ma poważny wpływ na LSI. Nie martw się jednak, Kalkulator LSI w Orenda App zajmie się całą tą matematyką za Ciebie. Wystarczy wprowadzić pH, zmierzoną całkowitą zasadowość i CYA, a wszystkie te równania zostaną uwzględnione automatycznie.

CdC reguluje poziomy CYA

Jaki jest limit dla CYA? Cóż, według amerykańskiego Centrum Kontroli Chorób (CDC) wynosi on 15 części na milion. Dokładniej mówiąc, w przypadku incydentu z kałem, poziom CYA w basenie nie może przekroczyć 15ppm. Ale czy znasz jakieś sąsiednie baseny letnie, które mogą przejść przez cały sezon bez jednego incydentu z kałem?

Lepiej być bezpiecznym i przygotowanym niż zostać zamkniętym przez wydział zdrowia. Z CDC: W przypadku incydentu kałowego należy zamknąć basen, a poziom CYA nie może już przekraczać 15ppm. Limit ten został ustalony z powodów praktycznych. Jasne, możesz mieć więcej CYA w wodzie, ale poziom chloru potrzebny do zabicia choroby takiej jak crypto byłby szalenie wysoki.

Dlaczego limit CDC CYA został wprowadzony

To bardzo proste: stabilizatory chloru (takie jak CYA) spowalniają tempo, w jakim wolny chlor zabija patogeny. W przypadku incydentu z fekaliami, warunki sanitarne są najważniejsze dla powstrzymania chorób takich jak cryptosporidium. CYA po prostu przeszkadza. Technicznie rzecz biorąc, możesz mieć tyle CYA ile chcesz, tak długo jak utrzymujesz stosunek FC:CYA. Ale przeciwko chorobie odpornej na chlor, takiej jak crypto, staje się niepraktyczne (jeśli nie niemożliwe), aby zabić ją przy wysokim poziomie CYA.

Zróbmy to naprawdę. Jeśli uzdatniasz zewnętrzne baseny komercyjne, utrzymanie CYA poniżej 15ppm jest naprawdę trudne do zrobienia. Rozumiemy to. Ale to nie jest usprawiedliwienie dla ignorowania mandatu CDC. Co więc my, jako profesjonaliści z branży, możemy zrobić, aby przestrzegać nowych przepisów dotyczących CYA? W Orenda uważamy, że limit 15ppm ustalony przez CDC – chociaż jest to bolesna zmiana dla wielu osób – stwarza okazję do nowego myślenia. Baseny były obsługiwane w ten sam sposób przez tak długi czas; zmiana sposobu myślenia o wodzie może być dobrą rzeczą.

CYA może pozostać nawet po opróżnieniu

Słyszeliśmy wiele historii z pierwszej ręki o opróżnianiu basenów o wysokiej zawartości kwasu cyjanurowego. Na przykład, technik serwisowy miał właściciela domu z basenem z ponad 100ppm CYA. Opróżnił basen całkowicie i napełnił go ponownie. Bez dodawania czegokolwiek do basenu – oprócz wody z kranu – poziom CYA wynosił 30ppm następnego ranka.

Przeprowadziliśmy pewne badania. W niezbyt naukowy sposób zinterpretowaliśmy wyniki, które oznaczają, że pewna ilość CYA może pozostać po opróżnieniu basenu. Może on odkładać się na powierzchni basenu podczas spuszczania wody i czekać na ponowne wchłonięcie podczas ponownego napełniania. Nie jesteśmy pewni, jak to wygląda i jak się czuje, ale to wyjaśnia tajemnicę CYA w świeżo napełnionym basenie. Czy może być tak, że CYA jest pozostawiony jak sól lub inne minerały? Wydaje się to możliwe… ale nadal będziemy się temu przyglądać. Jeśli jesteś chemikiem lub ekspertem w dziedzinie kwasu cyjanurowego, prosimy o kontakt. Chętnie dowiemy się więcej na ten temat.

Wnioski

Stabilizacja nie jest problemem…nadmierna stabilizacja jest. Unikaj nadmiernej stabilizacji a będzie o wiele łatwiej utrzymać czysty i zdrowy basen.

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.