Trihalogenmethane. Badewasser. Bericht über die Messungen in Hallenbädern der Bundesländer Salzburg und Oberösterreich. Ganz in unserem Element

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1 Ganz in unserem Element Trihalogenmethane im Badewasser Bericht über die Messungen in Hallenbädern der Bundesländer Salzburg und Oberösterreich

2 Bericht über das Messprogramm Trihalogenmethane im Badewasser in Hallenbädern der Bundesländer Salzburg und Oberösterreich durchgeführt vom Amt der Salzburger Landesregierung Abteilung 5 Umweltschutz und Gewerbe Referat 5/03 Chemie und Umwelttechnik in Zusammenarbeit mit der Abteilung Oberflächengewässerwirtschaft-Gewässerschutz des Amtes der oberösterreichischen Landesregierung Projektkoordination: Ing. Margarete Buchsteiner Probenahme, Datenerhebung: Ing. Wolfgang Wimmer, Lisa Grabner Auswertung und Berichterstellung: Ing. Margarete Buchsteiner, Ing. Wolfgang Wimmer, Lisa Grabner Analysen: Landeslabor Salzburg, Umwelt Prüf- und Überwachungsstelle des Landes Oberösterreich 1

3 Impressum: Verleger: Amt der Salzburger Landesregierung, vertreten durch die Abteilung 5 Umweltschutz und Gewerbe Herausgeber: Hofrat Dr. Othmar Glaeser Autoren: Ing. Margarete Buchsteiner, Lisa Grabner, Ing. Wolfgang Wimmer Titelfoto: Kristallbad Wald Königsleiten, Salzburg Grafik: Land Salzburg Druck: Hausdruckerei Land Salzburg 2

4 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Ziel des Messprogrammes Entstehung von Trihalogenmethanen in gechlortem Badewasser Aufbau und Durchführung des Messprogramms Analysenumfang Probenahme und Probenkonservierung Interpretation der Messergebnisse Vergleich der THM-Gehalte in den untersuchten Badewasserproben (siehe Diagramm 1) Vergleich der THM-Gehalte im Badewasser von Salzwasserbecken und Süßwasserbecken (siehe Diagramm 2) Vergleich der THM-Gehalte in Süßwasserbecken und Salzwasserbecken innerhalb einer Badeanlage (siehe Diagramm 3) Vergleich THM-Gehalt zum Gehalt an gebundenem Chlor im Badewasser (siehe Diagramm 4) Vergleich THM-Gehalt zum Gehalt an freiem Chlor im Badewasser (siehe Diagramm 5) Vergleich THM-Gehalt zum ph-wert im Badewasser (siehe Diagramm 6) Vergleich THM-Gehalt im Badewasser bei unterschiedlicher Beckenwassertemperatur (siehe Diagramm 7) Vergleich THM-Gehalt im Badewasser bei verschiedenen Aufbereitungsverfahren (siehe Diagramm 8) Vergleich Gehalt an gebundenem Chlor bei verschiedenen Aufbereitungsverfahren (siehe Diagramm 9) Vergleich THM-Gehalt bei verschiedenen Beckenmaterialien (siehe Diagramm 10) Vergleich THM-Gehalt bei verschiedenen Chlorungsverfahren (siehe Diagramm 11) Vergleich THM-Gehalt bei verschiedenen Beckenarten (siehe Diagramm 12) Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Literaturverzeichnis Anhang Diagramme

5 1. Einleitung Die Trihalogenmethanbelastung in Schwimmbeckenwässern ist in Österreich in Fachkreisen ein viel diskutiertes Thema. Trihalogenmethane (früher oft mals auch als Haloforme bezeichnet), als deren Hauptvertreter Trichlor methan (Chloroform) zu nennen ist, entstehen als Nebenprodukte bei der Chlorung des Badewassers. Da Trihalogenmethane (THM) unter Verdacht stehen, für den Menschen ein krebserzeugendes Potential zu besitzen, ist eine Begrenzung dieser Stoffe im Badewasser mittelfristig unumgänglich. In Deutschland ist in der DIN Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser Teil 1 vom April 1997 ein Grenzwert für Trihalogenmethane (berechnet als Chloroformäquivalent) von 20 µg/l fest gesetzt. In der österreichischen Bäderhygieneverordnung gibt es bislang noch keine Verpflichtung für die Unter suchung von Trihalogenmethanen im Badewasser. [1] Da in Österreich die Bäderhygieneverordnung novelliert wird, wurde die Thematik erneut aufgegriffen und beschlossen, die Trihalogenmethane in Beckenwässern gesetzlich zu beschränken. Im Entwurf der Bäder hygiene verordnung sind nunmehr ein Richtwert von 20µg/l und ein Grenzwert von 100 µg/l für THM vorgesehen. Aufgrund bisher durchgeführter Studien und Messberichte ist davon auszugehen, dass die Konzentration von THM in Badewässern von Freibecken höher ist als in Badewässern von Hallenbecken. Diesem Sachverhalt wird die DIN gerecht, indem zwar ein Grenzwert von 20 µg/l für Trihalogenmethane in Beckenwässern vorgesehen ist, jedoch für Frei bäder folgende Fußnote angeführt wird: Bei Freibädern, während höherer Chlorung zur Einhaltung der mikrobiologischen Anforderungen, können höhere Werte auftreten. Aufgrund der zusammenfassenden Berichte Haloforme im Badewasser des Amtes der Salzburger Landes regierung kann erwartet werden, dass in den Beckenwässern in der Regel der Grenzwert von 100 µg/l eingehalten werden kann. [2,3] Im Zuge der oben angeführten Mess programme wurde in den Freibädern durchschnittlich ein Gehalt an Tri halo genmethanen von 58,6 µg/l und in den Hallenbädern von 24,5 µg/l errechnet. Etwa ab dem Jahr 1997 sind in Fachkreisen Zweifel aufgetreten, ob die damals allgemein angewen dete, ursprünglich für den Trinkwasserbereich ausgearbeitete Methode zur Bestimmung von Trihalogenmethanen zur Messung in Badewässern überhaupt geeignet ist. [7] Es wurde festgestellt, dass durch thermolytische Zersetzung anderer Halogenierungsnebenprodukte, die im Badewasser auftreten können, während des Analysenvorganges Trihalogenmethane gebildet und zu hohe Messwerte gefunden werden. Es kann daher davon ausgegangen werden, dass die in den oben genannten Veröffentlichungen des Amtes der Salzburger Landesregierung gemessenen Werte im Allgemeinen zu hoch liegen, die Relation der Werte und Mittelwerte zueinander annähernd richtig wiedergegeben wird. Infolge der methodischen Unsicherheiten wurde 2003 eine Norm zur Untersuchung von Trihalogenmethanen in Badewasser ausgearbeitet (DIN Teil 30 Bestimmung von Trihalogenmethanen (THM) in Schwimm- und Badebeckenwasser mit Headspace- Gaschromatographie (F 30) Ausgabe datum 5/2003). Die aktuelle Fassung dieser Norm ist mit 12/2007 datiert. Um in Anbetracht der bevorstehenden Novelle der Bäderhygieneverordnung den Ist-Zustand in österreichischen Hallenbädern unter Anwendung der dem Stand der Technik entsprechenden Untersuchungsnorm abschätzen zu können, wurde im Winter 2010/2011 in den Bundesländern Salzburg und Oberösterreich eine Untersuchung von ins gesamt 88 Proben aus Hallenbädern durchgeführt. Für den Erhalt eines repräsentativen Querschnittes wurden Hallenbäder mit unterschiedlicher Auf bereitung und Nutzung untersucht. 4

6 2. Ziel des Messprogrammes Im Rahmen dieses Messprogrammes wurden ausschließlich Hallenbäder berücksichtigt. Es sollte ermittelt werden welche Konzentrationen an THM in Hallenbeckenwässern anzutreffen sind, und ob der geplante Richtwert von 20 µg/l bzw. der Grenzwert von 100 µg/l eingehalten werden können. Zu diesem Zwecke wurden 88 Badewasserproben von Hallen bädern in Oberösterreich und Salzburg mit unterschiedlichen Aufbereitungsverfahren und unterschiedlicher Nutzung untersucht. Ebenso wurden auch sogenannte Solebecken (künstlich mit Salz versetztes Badewasser) in das Programm aufgenommen, da durch den geogen bedingten Bromidgehalt im Salz (Natriumchlorid) vermehrt bromhältige Trihalogenmethanverbindungen zu erwarten sind. Zusätzlich sollte eruiert werden, ob allfällige Korrelationen der THM Konzentrationen im Beckenwasser mit anderen Badewasserparametern (freies Chlor, gebundenes Chlor), den verwendeten Werkstoffen, der Filterart, den Chlorungsverfahren oder der Verfahrenskombination der Wasseraufbereitung bestehen. Können derartige Zusammenhänge festgestellt werden, könnte dies ein erster Schritt sein, die Trihalogenmethan-Problematik in den Beckenwässern in den Griff zu bekommen. 3. Entstehung von Trihalogenmethanen im gechlorten Badewasser Die Bildung von Trihalogenmethanen und im Speziellen von Chloroform als Nebenprodukt bei der Chlorung von Trink- und Badewasser ist eine seit längerer Zeit bekannte Tatsache. Ein wesentliches Kriterium für die Entstehung von Trihalogenmethanen ist naturgemäß die organische Belastung des zu chlorenden Wassers. Organische Stoffe sind als Vorläufersubstanzen oder Präkur soren für die THM-Bildung von entscheidender Bedeutung, daher muss der wichtigste Ansatz zur bestmöglichen Vermeidung von Trihalogenmethanen im Badewasser eine Minimierung der organischen Stoffe im Kreislauf sein. Im Badewasserbereich kann die organische Belastung sowohl aus dem verwendeten Füllwasser stammen als auch von Verunreinigungen durch den Bade betrieb oder Teilen der Anlagen selbst (Beckenwerkstoffe, Rohrleitungen, Filtermaterialien etc.). Da in Österreich fast ausschließlich Wasser aus natürlichen Grundwasservorkommen als Füllwässer in Bädern eingesetzt werden und nicht auf die Verwendung aufbereiteter Oberflächen- oder gar Abwässer angewiesen ist, kann man davon ausgehen, dass die füllwasserbedingte Bildung von Trihalogenmethanen von untergeordneter Bedeutung ist. Aus diesem Grunde hat man eine systematische Untersuchung der Trihalogenmethane in Österreich bis lang für verzichtbar gehalten. Eine gewisse Ausnahme mögen huminstoffreiche Füllwässer sein, die aber heutzutage vor Einspeisung in Trinkwassernetze üblicherweise aufbereitet werden. Im Badebetrieb selbst können organische Stoffe, die als THM-Präkursoren dienen, zunächst einmal durch den Badegast ins Wasser gelangen. Dazu kommen weitere Eintragsquellen, wie Reste von Reinigungsund Desinfektionsmitteln sowie bei Freibädern auch aus der Umgebung. Dem unkontrollierten Eintrag von Reinigungs- und Desinfektionsmitteln wird durch die heute nicht 5

7 nur üblichen, sondern auch gesetzlich verordneten Schwimmbadtechnik weitgehend vorgebeugt, indem die Umgangsentwässerung getrennt vom Badewasserkreislauf geführt und die Überlaufrinnen mit einer Umschaltung auf Kanalentwässerung ausgestattet werden. Auch aus dem Bereich der Anlagentechnik ist die Einbringung von THM-Vorläufersubstanzen denkbar. Hier kommen Kunststoffe aus den Rohrleitungen und allfälligen Beckenauskleidungen in Frage, aber auch Filtermaterialien auf Kohlenstoffbasis können als Eintragsquellen nicht ausgeschlossen werden, wenngleich Letztere auch in der Lage sein können, bereits gebildete Trihalogenmethane ad sorp tiv zu binden. Eine Zuordnung der Trihalogenmethanbildung auf die verschiedenen möglichen Eintragsquellen ist mit herkömmlichen Untersuchungsverfahren nicht möglich, weil die gebildeten Trihalogenmethane von ihrer Entstehung unabhängig chemisch einheitliche Verbindungen sind. Wenn man extrem aufwändige Unter suchungsverfahren wie z. B. Einsatz von tracer dotierten Werkstoffen, Chemikalien oder Filter materialien einmal ausklammert, erscheint nur die Analyse von Untersuchungsdaten in statistisch auswertbarer und aussagekräftiger Anzahl geeignet, zumin dest Hin weise auf Risikoschwerpunkte zu geben. Neben der Konzentration an organischen Vorläufersubstanzen spielt auch die Zusammensetzung und die Konzentration der zur Verfügung stehenden Halogene eine Rolle. Fluor und Iod scheiden bei der THM Bildung unter Badewasserbedingungen offenbar aus, zumindest haben wir in der Literatur keine Hinweise auf die Bildung solcher Verbindungen in relevanten Mengen gefunden. Zur Badewasser-Desinfektion sind in Österreich ausschließlich Chlorverbindungen (Chlorgas, anorganische Salze der Hypochlorigen Säure) zugelassen, somit könnte durch das Desinfektionsmittel bedingt ausschließlich Chloroform entstehen. Erfahrungen mit Salzwasserbädern haben aber gezeigt, dass sehr wohl auch bromhaltige Trihalogenmethane ent stehen, wenn das Wasser Bromidionen in ausreichender Konzentration enthält. [9] Das kann sogar so weit gehen, dass bei Salzwasserbädern mit zu hoher Bromidkonzentration ein überproportional hoher Anteil an Dibromchlormethan und Tribrommethan entsteht und in Extremfällen fast ausschließlich nur mehr die beiden letztgenannten Substanzen vorliegen. Dies liegt daran, dass das Chlor in der Lage ist, aus Bromiden elementares Brom freizusetzen und Brom wiederum leichter die den Halogenierungsreaktionen förderlichen Radikale bildet, als das bei Chlor der Fall ist. Daher ist bei Vorhandensein von höheren Gehalten an Bromiden die gesamte THM- Konzentration (gewichtet auf Chloroform) im Badewasser im All gemeinen höher als wenn Bromid nur in unter geordneten Konzentrationen vorhanden ist. Aus diesem Grund ist in Österreich der Bromid gehalt des Salzes zur Herstellung von Salzwasserbädern mit 100 mg/kg Reinsalz begrenzt. Das Chlorungsverfahren selbst kann auch einen Einfluss auf die Trihalogenmethanbildung haben, wobei aber das uns zur Verfügung stehende Datenmate rial bestenfalls grobe Abschätzungen ermöglicht. Allen gängigen Chlorungsverfahren gemeinsam ist, dass an der Einmischstelle in den Badewasserkreislauf lokal sehr hohen Konzentrationen an Chlor bzw. Hypochloriger Säure gegeben sind vor allem bei der Chlorung mit Chlorgas kommt aber noch dazu, dass zumindest in der Treibwasserleitung sehr niedrige ph-werte herrschen, bei denen bekannterweise das Chlor in seiner elementaren Form und nicht als hypochlorige Säure oder gar in Form von Hypochlorit-Ionen vorliegt. In abgeschwächter Form kann das auch bei Dosierverfahren für Calciumhypochlorit mit intermittierender Säurespülung der Fall sein. Die Praxis, dass das Treibwasser für Chlorgasanlagen heute meistens aus dem organisch belasteten und phungepufferten Badewasserkreislauf entnommen wird, wäre zu überdenken, wenn statistisch aussagekräftige Untersuchungen in Zukunft einen Zusammenhang zwischen dem Chlorungsverfahren Chlorgas und der THM-Bildung erkennen lassen. Aus der organischen Chemie ist bekannt, dass viele Halogenierungsreaktionen die aktivierende Energie in Form von kurzwelligem Licht oder UV-Strahlung 6

8 benötigen. Tatsächlich scheinen die uns verfüg baren Untersuchungsdaten aus den zusammenfassenden Berichten Haloforme in Badewasser des Amtes der Salzburger Landesregierung darauf hinzudeuten, dass die THM-Konzentrationen in Freibädern tendenziell etwas höher liegen, als das bei Hallen bädern der Fall ist. [2,3] Der Grund dafür kann aber auch darin liegen, dass bei Freibädern wegen der starken Chlorzehrung durch Sonnenlicht dem aufzubereitenden Bade wasser reinwasserseitig wesentlich mehr Chlor zudosiert werden muss als bei Hallenbädern. Eine Zerstörung bereits gebildeter Trihalogenmethane durch UV und/oder Chlor, wie man sie von den Chloraminen her kennt, scheint bei den Trihalogenmethanen nicht stattzufinden. Die vorliegende Untersuchung soll neben einer Abschät zung der Ist-Situation in österreichischen Bädern orientierende Anhaltspunkte geben, auf welche die THM-Bildung beeinflussende Risikofaktoren zukünftige mit umfangreicherem Datenmaterial ausgestattete Auswertungen abzielen sollten. 4. Aufbau und Durchführung des Messprogrammes Es erklärten sich 70 Betriebe bereit, an dem Untersuchungsprogramm teilzunehmen. Es wurden in den 70 Bädern 88 Badewasserproben entnommen. Um feststellen zu können, ob allfällige Korrelationen der THM Konzentrationen im Beckenwasser mit anderen Badewasserinhaltsstoffen, den verwendeten Werkstoffen, der Filterart oder der Verfahrenskombination der Wasseraufbereitung bestehen, wurden vor Ort folgende Daten erhoben: Hygienehilfsparameter: Freies wirksames Chlor, gebunden wirksames Chlor, ph-wert Verfahrensart der Aufbereitungsanlage (z. B. Flockung-Filtration-Desinfektion oder Flockung- Filtration-Ozonoxidationsstufe-Desinfektion) Filterart (Einschichtfilter oder Mehrschichtfilter) Automatische Mess- und Regelanlage Ja/Nein Desinfektionsmittel (Natriumhypochlorit, Calciumhypochlorit, Chlorgas) Letzte Beckenentleerung/Neubefüllung Solebecken Ja/Nein Wassertemperatur Beckenmaterial (z. B. Folie, Fliesen...) Eine Messung der Gehalte an TOC, DOC und AOX oder der Oxidierbarkeit konnte aufgrund von Kapazitäts- und Kostengründen nicht durchgeführt werden. Zur Erlangung eines repräsentativen Querschnittes wurden, wie bereits erwähnt, Hallenbäder mit unterschiedlicher Aufbereitung und Nutzung untersucht. Die Probenahme in den einzelnen Bädern hat während der Öffnungszeiten stattgefunden. 5. Analysenumfang Chloroform (CHCl 3 ) Bromdichlormethan (CHCl 2 Br) Dibromchlormethan (CHClBr 2 ) Tribrommethan (CHBr 3 ) Gehalt an freiem Chlor Gehalt an gebundenem Chlor ph-wert 7

9 6. Probenahme und Probenkonservierung Die Probenahmen wurden in Anlehnung an die DIN (Bestimmung von Trihalogenmethanen (THM) in Schwimm- und Badebeckenwasser mit Headspace-Gaschromatographie) mit dem Unterschied durchgeführt, dass die Probenahmen direkt in die Headspace-Probenflaschen erfolgten, in welche die für die Probenkonservierung erforderlichen Chemikalien bereits vorgelegt wurden. [5] Die Headspace-Probenflaschen wurden bis zur Analyse im Labor in lichtundurchlässigen und gekühlten Behältern transportiert. Um Fehler bei den Probenahmen zu vermeiden, erfolgten entsprechende Vorgaben der Untersuchungslabors. Die Badewasserproben wurden direkt aus den Becken aus einer Wassertiefe von ca. 20 cm 30 cm, etwa 30 cm 50 cm vom Beckenrand entfernt, entnommen. Kurz vor der Probenahme wurden im Bade wasser die Hygienehilfsparameter wie freies Chlor, gebundenes Chlor und der ph-wert gemessen. Hierfür wurde das Messset der Firma SWAN Typ Chematest 20 verwendet. Die Messungen für freies und gebundenes Chlor erfolgen kolori metrisch mit der DPD-Methode (N, N-Diethyl-1,4-Phenylendiamin). Der ph-wert wurde elektrometrisch gemessen. Die Bestimmung der Trihalogenmethane im Badewasser wurden im Ladeslabor Salzburg und in der Umwelt Prüf- und Überwachungsstelle des Landes Oberösterreich gemäß den Anforderungen der DIN mit Headspace-Gaschromatographie durchgeführt. 7. Interpretation der Messergebnisse Insgesamt wurden 88 Badewasserproben auf ihren THM-Gehalt untersucht. Die Ergebnisse wurden entsprechend der DIN auf Chloroform gewichtet. Die Messwerte schwanken von 0,71 µg/l THM bis 51,71 µg/l THM. 7.1 Vergleich der THM- Gehalte in den untersuchten Badewasserproben (siehe Diagramm 1) Wie dem Diagramm zu entnehmen ist bewegen sich die THM-Konzentrationen in den untersuchten Bade wasserproben zwischen 0,71 µg/l und 51,71 µg/l. Bei 74 von insgesamt 88 Badwasserproben wird der Richtwert von 20 µg/l THM gemäß Entwurf der neuen Bäderhygieneverordnung unterschritten. Bei 14 Proben wird zwar der geplante Richtwert von 20 µg/l überschritten jedoch der vorgesehene Grenzwert von 100 µg/l deutlich unterschritten. Der Mittelwert aller Messergebnisse beträt 11,37 µg/l bei einer Standardabweichung von 9,08 µg/l THM. Aufgrund der vorliegenden Untersuchungen kann davon ausgegangen werden, dass in der Regel der geplante Grenzwert von 100 µg/l THM im Badewasser in Österreichs Hallenbädern eingehalten werden kann und ein Großteil der Hallenbäder auch den Richtwert von 20 µg/l THM unterschreitet. 7.2 Vergleich der THM-Gehalte im Badewasser von Salzwasser - becken und Süßwasserbecken (siehe Diagramm 2) Bei den 88 untersuchten Badewasserproben handelt es sich bei 8 Proben um künstlich aufgesalzenes Bade wasser aus sogenannten Salzwasserbecken oder Solebecken und bei 80 Proben um herkömmliches 8

10 Badewasser, im Diagramm als Süßwasser becken bezeichnet. In den 8 untersuchten Salzwasserbecken wurde bei 6 Proben der Richtwert von 20 µg/l THM überschritten, dies entspricht 75% der Proben. Bei den 80 untersuchten Süßwasserbecken kam es bei 8 Proben zu einer Richtwertüberschreitung, dies entspricht 10% der Proben. Der Mittelwert aller Süßwasserproben beträgt 9,75 µg/l THM und aller Salzwasserproben 27,53 µg/l THM. Wissentlich dass im Vergleich zu den Süßwasserbecken nur eine geringe Anzahl an Salzwasser becken untersucht wurde, ist aufgrund der Untersuchungsergebnisse anzunehmen, dass die THM-Konzentration in sogenannten Solebecken in der Regel höher ist als in Süßwasserbecken. Während die Unterschreitung des Grenzwertes von 100 µg/l auch für Solebecken kein Problem darstellen soll, ist die Einhaltung des Richtwertes von 20 µg/l schwierig. Die Ursache, dass in den Solebecken tendenziell höhere THM-Konzentrationen gemessen wurden, liegt darin, dass das dem Badewasser künstlich zugesetzte Salz geogen bedingt Bromide enthält. Die Analysenergebnisse in den Süßwasser becken weisen sehr geringe Gehalte an bromhältigen Trihalogenmethanverbindungen auf, wobei die Konzentration dieser Verbindungen in Salzwasserbecken wesentlich höher ist. Ergänzend wird festgehalten, dass von 8 untersuchten Solebecken 5 Becken verfliest sind, 1 Becken mit Folie ausgekleidet ist und 2 Becken in Edelstahl ausgeführt sind. 7.3 Vergleich der THM-Gehalte in Süßwasserbecken und Salzwasserbecken innerhalb einer Badeanlage (siehe Diagramm 3) Dieses Diagramm zeigt sehr deutlich, dass der THM- Gehalt in den Salzwasserbecken eines Schwimmbades wesentlich höher ist als in den Süßwasserbecken. Die erhöhten THM-Konzentrationen in den Salzwasserbecken sind eindeutig auf den Gehalt an Tribrom methan, Dibromchlormethan und Bromdichlormethan zurückzuführen. Diese Untersuchungen untermauern die Behauptung, dass in Salzwasserbädern in der Regel höhere THM-Konzentrationen zu erwarten sind als in Süßwasserbädern und für diese Problematik der geogen bedingte Bromidgehalt im Salz verantwortlich ist. 7.4 Vergleich THM-Gehalt zum Gehalt an gebundenem Chlor im Badewasser (siehe Diagramm 4) Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass die Messwerte eine starke Streuung aufweisen. So wurde in der Wasserprobe mit dem höchsten Gehalt an ge bundenem Chlor von 0,59 mg/l der niedrigste Messwert für die THM-Konzentration von 0,71 µg/l gemessen. Aufgrund der vorliegenden Messergebnisse in diesem Untersuchungsprogramm ist keine eindeutige Korrelation des THM-Gehaltes im Badewasser zum Gehalt an gebundenem Chlor im Badewasser zu erkennen. 7.5 Vergleich THM-Gehalt zum Gehalt an freiem Chlor im Badewasser (siehe Diagramm 5) Das Diagramm zeigt, dass keine Korrelation des THM-Gehaltes zu dem Gehalt an freiem Chlor im Beckenwasser besteht. 7.6 Vergleich THM-Gehalt zum ph-wert im Badewasser (siehe Diagramm 6) Dem Diagramm ist zu entnehmen, dass kein Zusammenhang zwischen dem THM-Gehalt und dem ph-wert im Badewasser besteht. 7.7 Vergleich THM-Gehalt im Badewasser bei unterschiedlicher Beckenwassertemperatur (siehe Diagramm 7) Dem Diagramm ist ein erkennbarer Zusammenhang zwischen Beckenwassertemperatur und THM-Gehalt zu entnehmen. Es ist zu vermuten, dass diese Kor- 9

11 relation mit der Belastung der Becken in Verbindung steht. Becken mit höheren Badewassertemperaturen wie zum Beispiel Whirlpools, Entspannungsbecken und Warmbecken werden erfahrungsgemäß stärker bebadet. Hinzu kommt noch, dass diese meistens im Vergleich zu Becken mit niedrigeren Badewassertemperaturen geringere Beckenvolu mina aufweisen. Die Beckenwassertemperaturen wurden nur in Salzburg erhoben. 7.8 Vergleich THM-Gehalt im Badewasser bei verschiedenen Aufbereitungsverfahren (siehe Diagramm 8) Ein Zusammenhang zwischen dem THM-Gehalt im Badewasser und unterschiedlichen Filterverfahren (Einschichtfilter, Mehrschichtfilter) ist nicht erkennbar. Erwähnenswert ist, dass Bäder, welche mit einer Ozonstufe betrieben werden, im Mittel keine niedrigeren THM-Konzentrationen im Beckenwasser aufweisen, obwohl man aufgrund der Wirkung des Ozons (Oxidation von THM-Präkursoren) und der Aktivkohle (Adsorption von Trihalogenmethanen und THM-Präkursoren) dies eigentlich erwarten müsste. Wenn man die Mittelwerte der THM-Gehalte von Beckenwässern in Bädern mit dem Aufbereitungsverfahren Flockung-Filtration-Desinfektion mit Beckenwässern in Bädern mit dem Aufbereitungsverfahren Flockung-Filtration-Ozonung- Aktiv kohlefiltration-desinfektion vergleicht, sieht man, dass Bäder mit Ozonstufe im Mittel dieser Untersuchungsreihe sogar höhere THM-Werte aufweisen. Bei Bädern mit Ozonstufe wurde ein Mittelwert von 13,98 µg/l THM (15 Messungen) und bei Bädern ohne Ozonstufe von 10,81 µg/l THM (73 Messungen) errechnet. Gemäß den vorliegenden Untersuchungen wird die THM-Konzentration im Badewasser mit Hilfe von Aktivkornkohlefiltration nicht gesenkt. Es liegt der Eindruck nahe, dass die Aktivkohle in den von uns untersuchten Bädern zwar bereits gebildete Trihalogenmethane aus dem aufzubereitenden Badewasser entfernen kann, andererseits aber auch THM- Vorläufersubstanzen in den Kreislauf abgibt. Dieser Befund deckt sich nicht mit den Feststellungen in der Publikation Archiv des Badewesens. [9] Zu Beginn der Untersuchungen war man sich dieser Problematik nicht bewusst, daher wurden im Hinblick auf die Aktivkornkohlefilter sowie Herkunft und Herstellung der Aktivkornkohle keine genaueren Erhebungen vorgenommen. 7.9 Vergleich Gehalt an gebundenem Chlor bei verschiedenen Aufbereitungsverfahren (siehe Diagramm 9) In diesem Diagramm fällt auf, dass der Gehalt an gebundenem Chlor im Badewasser von Bädern mit Ozonstufe deutlich niedriger ist als in Bädern ohne Ozonstufe. Ein Messwert in einem Bad mit Ozonstufe liegt bei 0,4 mg/l, wobei hierzu festzuhalten ist, dass in dieses Becken laut Auskunft des Bäderpersonals im Zuge der vortäglichen Reinigungs arbeiten Reinigungsmittel in das Beckenwasser gelangt ist. Gemäß den Aufzeichnungen im Betriebstagebuch sind die Gehalte an gebundenem Chlor in der Regel deutlich geringer. Ohne Berücksichtigung dieses Beckens ergibt sich ein Mittelwert an gebundenem Chlor von 0,12 mg/l in Bädern mit Ozonung (15 Messungen) und von 0,22 mg/l in Bädern ohne Ozonung (73 Messungen). Die Wirksamkeit der Ozonstufe mit Aktivkornkohlefiltration in Hinblick auf den Gehalt an gebundenem Chlor im Beckenwasser ist gemäß den durchgeführten Untersuchungen eindeutig gegeben. Hingegen wirkt sich eine Ozonoxidationsstufe auf die Konzentration von Trihalogenmethanen im Badewasser (siehe Diagramm 8) nicht positiv aus Vergleich THM-Gehalt bei verschiedenen Beckenmaterialien (siehe Diagramm 10) Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass Folienbecken einen etwas erhöhten THM-Gehalt im Badewasser aufweisen als Becken aus anderen üblichen Materialien. Der Mittelwert der THM-Konzentration in 10

12 Badewässern in den untersuchten Edelstahlbecken beträgt 8,56 µg/l (23 Messungen), in den Fliesenbecken 11,13 µg/l (48 Messungen) und in den Folien becken 20,80 µg/l (11 Messungen). Die erhöhten Messwerte in den untersuchten Foliebecken können auf die Abgabe von Weichmacheranteilen aus den Folien zurückzuführen sein. Diese Weichmacheranteile können zum THM-Bildungspotential beitragen. Im Gegensatz dazu ist die absolut inerte Oberfläche von Edelstahl zu erwähnen. Die Untersuchungen in den Becken aus Aluminium und Hartkunststoff (4 Messungen) wurden aufgrund der geringen Anzahl an Messwerten nicht berücksichtigt. Unter den 11 untersuchten Folienbecken befand sich ein Salzwasserbecken Vergleich THM-Gehalt bei verschiedenen Chlorungsverfahren (siehe Diagramm 11) Auffallend ist, dass die Beckenwässer, welche mit Chlorgas als Desinfektionsmittel betrieben werden, höhere Gehalte an THM zeigen als Beckenwässer, die mit anderen Chlorprodukten desinfiziert werden. Der Mittelwert in Badewässern mit Calcium hypochlorit als Desinfektionsmittel beträgt 8,64 µg/l (28 Messungen), mit Chlorbleichlauge 9,45 µg/l (18 Messungen), mit Elektrolyseverfahren 9,29 µg/l (6 Messungen) und mit Chlorgas 14,79 µg/l (36 Messungen), wobei zu beachten ist, dass 7 der 8 untersuchten Salzwasserbecken mit Chlorgasdesinfektion betrieben werden. Der Mittelwert der mit Chlorgas desinfizierten Becken wässer ohne erhöhten Salzgehalt beträgt 11,61 µg/l THM und ist somit nur geringfügig höher als Becken, die mit anderen Chlorprodukten desinfiziert werden Vergleich THM-Gehalt bei verschiedenen Beckenarten (siehe Diagramm 12) Im Diagramm ist der Zusammenhang zwischen THM- Konzentration und verschiedenen Nutzungsarten der Becken dargestellt. Die Mittelwerte errechnen sich wie folgt: Kinderbecken (4 Messungen) 9,61 µg/l Nichtschwimmerbecken (17 Messungen) 17,25 µg/l Schwimmerbecken (53 Messungen) 11,10 µg/l Mehrzweckbecken (4 Messungen) 8,54 µg/l Therapiebecken (7 Messungen) 4,22 µg/l Whirlpoolbecken (3 Messungen) 5,51 µg/l 8. Zusammenfassung und Schlussfolgerungen a) Der im Entwurf der Bäderhygieneverordnung vor geschlagene Grenzwert für Trihalogenmethane in Beckenwässern wurde in den untersuchten Hallenbadwässern eingehalten. b) Der geplante Richtwert von 20 µg/l wurde in den Süßwasserbecken überwiegend eingehalten, in einem großen Teil der untersuchten Salzwasserbecken kam es zu Richtwertüberschreitungen. c) Aufgrund der häufigen Richtwertüberschreitungen in Salzwasserbecken ist besonderes Augenmerk auf die verwendete Salzqualität vor allem in Hinblick auf den Bromidgehalt zu richten. d) Die durchgeführten Untersuchungen zeigten keine Korrelationen zwischen den Gehalten an Tri halogenmethanen und den bei der Probenahme gemessenen Werte für die Hygienehilfsparameter freies Chlor, gebundenes Chlor und ph-wert. e) Eine leicht positive Korrelation zwischen THM Gehalt und der Beckenwassertemperatur konnte 11

13 festgestellt werden. Dies kann aber auch eine Folge der stärkeren Personenbelastung bei höherer Beckenwassertemperatur sein. f) Die hier untersuchten Hallenbäder, die mit einer zusätzlichen Ozonstufe betrieben werden, sind tendenziell stärker mit Trihalogenmethanen belastet als Hallenbäder mit Wasseraufbereitung ohne Ozonstufe. Künftige Untersuchungen sollten die Frage der Qualität, Herkunft und Herstellung der verwendeten Aktivkornkohlen berücksichtigen. g) Die Untersuchungen bestätigen, dass eine Ozonoxi dationstufe eine Reduzierung des Gehaltes an gebundenem Chlor im Badewasser bewirkt. h) Die THM Werte lagen in Becken mit Folienauskleidung im Mittel deutlich höher als in Edelstahlbecken und Fliesenbecken. i) Ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Chlorungsverfahren und THM-Bildung war zwar nicht festzustellen, im Mittel lagen aber die Bäder mit Chlorgasdesinfektion etwas höher als Bäder mit anderen Beckenwasser-Desinfektionsmitteln, selbst wenn man die Salzwasserbecken mit Chlorgasdesinfektion ausklammert. j) Die Kombination mehrerer Faktoren, die die THM-Bildung begünstigen (Salzwasser, Folienauskleidung, Freibecken und wenn weitere Untersuchung dies untermauern auch Aktivkohle oder Chlorgas) sollten vermieden werden. 9. Literaturverzeichnis [1] Bäderhygienegesetz (BGBl 254/1976) in der geltenden Fassung und Verordnung über Hy giene in Bädern (BGBl 420/1998). [2] Buchsteiner, M. (1997): Zusammenfassender Bericht des Amtes der Salzburger Landesregierung über die Messungen in Salzburgs Frei bädern im Sommer [3] Buchsteiner, M., Parhammer, M. (1999): Zusammenfassender Bericht des Amtes der Salzburger Landesregierung über die Messungen in Salzburgs Hallenbädern im Frühjahr [4] DIN (April 1997): Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser Teil1: Allgemeine Anforderungen. [5] DIN Teil 30 (Dezember 2007): Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Gemeinsam erfassbare Stoffgruppen (Gruppe F) Teil 30: Bestimmung von Trihalogenmethanen (THM) in Schwimm- und Badebeckenwasser mit Headspace-Gaschromatographie (F 30). [6] Dunemann, L., Tuschewitzki, G. J., Koch, A. (2002): Trihalogenmethane im Badewasser und in der Schwimmhallenluft- Minimierung und Auswirkungen auf den Badegast. Archiv des Bade wesens 11/2002 (S ) [7] Hofmann, O., Eichelsdörfer, D. (1997): Methodische Probleme bei der Bestimmung von Trihalogenmethanen in Beckenwässern. Archiv des Badewesens 3/1997 (S ) [8] Jentsch, F., Matthiessen, A. (1996): Chlorungsnebenprodukte in Wasser und Luft von Salzwasserbädern. Wie lassen sich die Belastungen senken? Archiv des Badewesens 3/1996 (S ) [9] Jentsch, F., Matthiessen, A. (1998): Trihalogenmethane in Hallenbädern mit Meerwasser- und Sole- Becken. Archiv des Badewesens 3/1998 (S ) [10] Sacré, C., Schwenk, M., Jovanovic, S., Wallner, T., Gabrio, T. (1995): Abschlussbericht über das Forschungsprojekt Haloform- Belastung des Badewassers, der Luft und von Schwimmern und Schwimmeistern in Frei- und Hallenbädern [11] Sacré, C., Schwenk, M., Jovanovic, S., Wallner, T., Gabrio, T. (1996): Haloform- Belastung des Badewassers, der Luft und von Schwimmern und Schwimmmeistern in Freiund Hallenbädern. Archiv des Badewesens 3/1996 (S ) 12

14 10. Anhang Diagramme Diagramm 1 THM-Gehalte in den Beckenwässern 13

15 Diagramm 2 THM-Gehalte in den Beckenwässern Vergleich Salzwasserbecken und Süßwasserbecken 14

16 Diagramm 3 Vergleich Süßwasserbecken und Salzwasserbecken innerhalb einer Schwimmbadanlage 15

17 Diagramm 4 Korrelation THM-Gehalt zu gebundenem Chlor im Badewasser 16

18 Diagramm 5 Korrelation THM-Gehalt zu freiem Chlor im Badewasser 17

19 Diagramm 6 THM-Gehalte bei verschiedenen ph-werten 18

20 Diagramm 7 THM-Gehalte bei unterschiedlicher Beckenwassertemperatur 19

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Bekanntmachung des Umweltbundesamtes Bekanntmachungen - Amtliche Mitteilungen Bundesgesundheitsbl 2014 57:258 279 DOI 10.1007/s00103-013-1899-7 Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014 Bekanntmachung des Umweltbundesamtes Hygieneanforderungen

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