הכימיה של הבריכה

המצוד אחר מקווי מים לבלות בהם בימי הקיץ הלוהטים מוביל רבים מאיתנו לבריכות השחייה. לכאורה, בריכות הן פתרון אידיאלי והרבה יותר ידידותי למשתמש מחופי הים: המים לא מלוחים, אין חול שנדבק לכל מקום, יש מקלחות מסודרות ופעמים רבות גם שטחי משחק ובילוי מגוונים. אולם בריכה וקוץ בה – השילוב בין מים מתוקים לבין חיידקים, נגיפים ושאר המזיקים שכולנו נושאים על גופנו עלול לשמש כר פורה להידבקות במחלות.

כדי למנוע את הסכנה שהבילוי הנעים בבריכה יסתיים באשפוזים המוניים בחדרי מיון, בריכות השחיה עוברות חיטוי יסודי רב-שלבי, שמבוסס בחלקו על כלור. הכימיה מסבירה לא רק ממה נובע "הריח של הבריכה", אלא גם למה צריך להתקלח לפני שנכנסים למים ומה קורה כשילדים נותנים דרור לשלפוחיותיהם בבריכה הציבורית.

כלור, הכול כלור

חיטוי מי הבריכה נועד למנוע הפצה של חיידקים ונגיפים בין המתרחצים. לשם כך נוהגים להוסיף למים תרכובות המכילות כלור, כמו נתרן היפו-כלורי (NaClO) או סידן היפו-כלורי (CaClO)₂)) שבתגובה עם מים מתפרקות לחומצה היפו-כלורית (HClO). החומצה ההיפו-כלורית חודרת את קרום התא של רוב החיידקים, משמידה את ה-DNA והחלבונים שלהם וכך קוטלת אותם.

כלור הוא פתרון נהדר לרוב בעיית המיקרואורגניזמים בבריכה, אבל יש כאלה שעמידים בפניו. אחד מהם נקרא קריפטוספורידיום (Cryptosporidium), המכונה גם "קריפטו" – טפיל שעלול לגרום לבעיות במערכת הנשימה ומערכת העיכול. לדברי המהנדס הסביבתי ארנסט בלצ'לי (Blatchley) מאוניברסיטת פרודו באינדיאנה, קריפטו הוא אחד הגורמים הנפוצים למחלות שמדביקות אנשים בבריכות שחייה. "אם משתמשים בקרינה על-סגולה בנוסף לכלור, השיטה הזאת יכולה לטפל כמעט בכל מחולל מחלה שאפשר למצוא בבריכה", כולל קריפטו.

כאן המקום לעצור לרגע ולשאול: קרינה על-סגולה מסוכנת גם לבני אדם, לא? אולם כאן המקום לשחרר צפירת הרגעה ולציין שגם בבריכות שאכן מחטאים גם בקרינה על-סגולה – דבר שאינו הכרחי כיום לפי תקנות משרד הבריאות – התהליך אינו מתרחש בתוך הבריכה עצמה. למעשה גם את הכלור מוסיפים למים מחוץ לבריכת השחייה, וכל תהליכי הניטור, הניקוי והחיטוי מתרחשים במתקנים ייעודיים.

איך זה עובד? מי הבריכות ממוחזרים במעגל סגור על ידי משאבות שמוציאות מים מהבריכה ומזרימות אותם פנימה מחדש. בשלב הראשון מודדים את ריכוז הכלור במים השאובים ואת רמת החומציות שלהם. רמת חומציות לא מתאימה עלולה לסכן בפני עצמה את שלום המתרחצים, וגם לפגוע ביעילות החיטוי של הכלור. אחרי המדידות האלה מוסיפים מים טריים למעגל המיחזור בהיקף יומי של כאחוז אחד מנפח הבריכה הכולל. כך כמעט כל מי הבריכה מוחלפים בתוך כמאה ימים.

כלור לא יכול לו. חיידק הקריפטוספורידיום | Science Photo Library

חיטוי זה לא הכול

נוסף על חיידקים ונגיפים, מי הבריכה מכילים גם לא מעט לכלוך, שמגיע לרוב בצורת חלקיקים זעירים ביותר המורחפים במים ואינם נראים. כדי לסנן אותם ממי הבריכה צריך מיחזור שוטף של המים. במערכת הסינון, החיצונית לבריכת הרחצה, מוסיפים למים חומר המבוסס על אלומיניום וגופרית, שגורם לחלקיקים הקטנים להתחבר יחד לחלקיקים גדולים יותר, בתהליך שנקרא פלוקולציה. כעת מעבירים את המים דרך מסנן הדומה מאוד בצורתו למסנני מים ביתיים והוא מפריד מהמים בעיקר לכלוכים שגודלם עולה על כמה מיקרונים (אלפית המילימטר). לשם השוואה, העובי האופייני של שערה אנושית הוא כמה עשרות מיקרונים.

לאחר ניקוי המים אפשר לחמם אותם לטמפרטורה נעימה, להוסיף כלור עד לכמות הנדרשת ולווסת את רמת החומציות של המים על ידי הוספה של חומצה הידרוכלורית (HCl) שמעלה את החומציות (מורידה את ה- pH), או סודה לשתייה (סודיום ביקרבונט) שמורידה את החומציות (מעלה את ה-pH).

בבריכות שמשתמשות בחיטוי על ידי קרינה על-סגולה, זה השלב שבו זה מתבצע. בשולי הדברים נעיר כי אף על פי שקרינה על-סגולה אכן יעילה בהשמדת חיידקים ונגיפים, השימוש בה עלול להוביל ליצירת תוצרי לוואי כימיים לא רצויים, כך שלא בטוח שתמיד רצוי לחטא באמצעותה את המים.

הגורם האנושי

בני האדם הרבים המתרחצים בבריכה נושאים על גופם נגיפים וחיידקים, ואת אלה הכלור אמור למגר. אולם המתרחצים מכניסים איתם למים גם חומרים אחרים שנוכחותם בעייתית כשלעצמה, או שהם עלולים להגיב עם כלור וליצור תוצרים מסוכנים.

החומר הנפוץ ביותר שעלול ליצור חומרים בעייתיים בתגובה עם כלור הוא שתן. חוקרים מעריכים כי שוחה ממוצע פולט לבריכה בין 30 ל-80 מ"ל שתן. חלק מהשתן לא נפלט בבריכה בכוונה תחילה, אבל אצל רבים מאיתנו מדובר בדפוס קבוע. כן – אפילו אצל שחיינים אולימפיים כמו מייקל פלפס.

הרכיב המרכזי בשתן נקרא שתנן, ומהתגובה שלו עם כלור נוצר חומר בשם טריכלורואמין. הטריכלורואמין, ולא הכלור עצמו, הוא זה שמעניק לבריכה את ריחה האופייני, והוא גם זה שמגרה את העיניים. בנוסף, נמצא קשר בין טריכלורואמין למחלות של דרכי הנשימה כמו אסתמה.

תוצר נוסף של התגובה של שתנן עם כלור הוא ציאנוגן-כלוריד, חומר קטלני ששימש בעבר כנשק כימי. זה אומנם נשמע מפחיד, אבל אל חשש – כמויות הציאנוגן-כלוריד בבריכה נמוכות ורחוקות מאוד מהרמה שעלולה לסכן את שלום המתרחצים. תוצרים דומים מתקבלים כשכלור מגיב עם שומנים וחלבונים המופרשים מגופנו כשאנו מזיעים בבריכה או כשעורנו מתקלף בבריכה.

רשימת החומרים שהמתרחץ הממוצע מכניס איתו לבריכה כנראה ארוכה מאוד. דוגמה מעניינת להשפעתם של חומרים נפוצים יחסית על מי הבריכה היא קפאין ו-DEET – חומר שנמצא בתכשירים דוחי יתושים. חוקרים מאוניברסיטת פורדה באינדיאנה מצאו שאריות של חומרים רבים במי בריכה, כולל קפאין וDEET, וגילו שהם אינם מתפרקים גם כעבור 20 שעות במים עם כלור.

אז איך אפשר לצמצם את כמות תוצרי הלוואי של התגובות של כלור עם השפע שאנו מכניסים איתנו לבריכה? ראשית, אם יש לכם פיפי, לכו לשירותים. בנוסף, הקפידו להתרחץ היטב לפני שאתם נכנסים למים, כדי להתנקות מזיעה ולכלוכים אחרים.

אם אתם מבלים בבריכה זמן רב, כולל שהות בשטח הפתוח ובמדשאות, מומלץ מאוד להתרחץ לפני כל כניסה חוזרת למים. המהנדס מארטן קיוטן (Keuten) מאוניברסיטת דלפט לטכנולוגיה בהולנד השווה בין כמות הלכלוך הנשטפת מגופם של אנשים שבאו לבריכה אחרי יום עבודה, לבין כמות הלכלוך שנשטפת מגופם אחרי ששהו שעה אחת מחוץ למים. הוא מצא כי בשני המקרים כמות הלכלוך דומה.

עונת הרחצה הנמצאת כעת בראשיתה מזמינה רבים ליהנות ממנעמי הבריכה. אכן מדובר בבילוי קיצי נהדר, אך זכרו כי נוסף על אמצעי בטיחות נחוצים כמו שתייה מרובה, מריחת קרם הגנה ושחייה רק בנוכחות מציל, חשוב להקפיד גם על היגיינה, כדי להעניק לכולנו חוויית בריכה נעימה הרבה יותר.