Nachdem ich jetzt dafür gesorgt habe, mehr Platz im Bad für mich allein zu haben, folgen einige tiefergehende Worte zum faszinierenden Thema der Wasseraufbereitung im Schwimmbad.
Wasser tauschen
Früher gab es sowas nicht. Wasseraufbereitung? Was sollte Wasseraufereitung sein? Da schwamm man im See oder im Fluss. Wenn man Glück hatte, floß ein einsamer Bergbach mit warmer Quelle durch das eigene Badevergnügen; wahrscheinlicher war es ein Fluss, der irgendwann in die Stadt kam, die Reste vieler hundert Kilometer ungeklärten Wassers enthielt und dementsprechend aussah und roch. Es ist nicht wirklich verwunderlich, warum die Menschheit Wasser viele Jahrhunderte lang für Krankheiten verantwortlich machte. Und selbst im 19. Jahrhundert lästerten die Badenden in der Spree vor der Berliner Innenstadt über die Badenden in der Spree hinter der Berliner Innenstadt, dass Badende weiter hinten in der Spree tote Katzen mit aus dem Wasser brächten.
Zum Glück ist das lange vorbei. In der Spree kann man immer noch nicht baden, aber zumindest treiben im Allgemeinen keine toten Katzen im Fluss. Vor allem existieren mittlerweile Schwimmhallen, die einen Wasseranschluss ganz unabhängig von den Launen des naheliegenden Fließgewässers haben. Im sehr späten 19. Jahrhundert entstanden die ersten Bäder als Zweckbauten. Für die Wasseraufbereitung gab es noch immer keinen echten Mechanismus. Also wurde das Wasser in regelmäßigen Abständen komplett abgelassen und das Becken dann wieder aufgefüllt. Heute funktioniert das anders.
Reinigen
Schwimmbadbetreiber tauschen heute nicht mehr das komplette Wasser aus, sondern das Wasser wird größtenteils gereinigt und wiederverwendet. Aquarienbesitzer kennen vielleicht das Grundprinzip. Es funktioniert meist über eine Umwälzpumpe. Das Wasser wird aus dem Becken abgepumpt, in verschiedenen Stufen gereinigt, mit desinfizierenden Chemikalien (aka Chlor) versehen und dann wieder in frisch und sauber in das Schwimmbecken gelassen. Ein Prozess in acht Schritten.
(1) Sammeln – das Wasser läuft aus dem Schwimmbecken in ein Sammelbecken. Nach dem Empfehlungen der WHO sollte etwa 80% an der verschmutzteren Wasseroberfläche gesammelt werden und etwa 20% am Beckenboden.
(2) Beim Absammeln läuft das Wasser durch ein Gitter oder einen Rechen, in Schwimmbadtechniksprache einen Skimmer, das schon mal gröberen Dreck und Einzelteile auffängt. Meistens ist der Skimmer noch für die Badenden vom Becken aus einsehbar.
(3) Flocken – jenseits des Beckens wird dem Wasser ein Flockungsmittel zugesetzt, damit Schmutz und Algen flocken und besser zurückgehalten werden können. Die Mittel sind in der Regel auf Eisen- oder Aluminiumbasis. Da die Flockungsmittel dazu dienen den Schmutz filterbar zu machen, sollten sie gar nicht in das echte Badewasser gelangen, sondern selbst auch im Filter hängen bleiben.
(4) Filtern – das Wasser läuft durch einen oder mehrere Filter: Kies, Sand, Kieselgur. Diese sind je nach Konstuktion mehrere Dezimeter bis knapp einen Meter Dick und bestehen meist aus verschiedenen Schichten.
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| Kieselgur. Ein beliebtes Filtermaterial Bild: Tripoli grain 10 microns Von: Carlos Damborenea Lizenz: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported |
(5) Desinfizieren – Chlor oder - selten - andere Stoffe werden zugesetzt um Wachstum von Bakterien und anderen Lebenwesen zu verhindern
(6) Feintuning – weitere Stufen, um gebundenes Chlor weiter abzubauen - zum Beispiel durch UV-Bestahlung oder einen Aktivkohlefilter - und den pH-Wert wieder in den schwimmfreundlichen und chlorwirkungsfreundlichen Bereich zu bekommen
(7) Heizen – zumindest ein Teil des Wassers wird beheizt, damit die Gesamtbeckentemperatur stimmt.
(8) Zurück – unbeheiztes und beheiztes Wasser werden gemischt und wieder dem Schwimmbecken eingeflößt. Dabei ist es wichtig, dass tatsächlich eine echte Wasserzirkulation stattfindet und das neu aufbereitete Wasser im gesamten Becken landet. Blinde Ecken an denen sich der Schmutz sammeln kann, werden auf die Dauer gefährlich.
(Extraschritt) Die automatische Überwachung, die in Schwimmbädern mittlerweile Standard ist und permanent Werte wie Chlorgehalt oder pH-Wert im Wasser misst.
(Kein Schritt der Wasseraufbereitung, aber extrem wichtig).: Der Luftaustausch in der Halle, der das Chloramin vertreibt.
Freies und gebundenes Chlor
Chlor ist die wichtigste Chemikalie, die im Schwimmbecken vorkommt und vermutlich einer der interessanteren Stoffe der Chemie. Im Schwimmbecken liegt Chlor einmal als freies Chlor vor, dann als Chloramin oder gebundenes Chlor.
Freies Chlor
Chlor an sich hat eine starke Desinfektionswirkung und ist nahezu geruchslos. Reines Chlor wird zugesetzt – entweder als Chlorgas (geliefert und transportiert als Flüssiggas unter Druck), Chlordioxid (Chlor und Sauerstoff, bei Raumtemperatur auch gasförmig) oder Natriumhypochlorit (Chlor, Sauerstoff, Natrium, bei Raumtemperatur ein Pulver). Während es bei öffentlichen Bädern Standard ist, dass Flüssiggaschlor per Flasche oder Tank in automatisierten Systemen dem Wasser zugeführt wird, ist das Mittel der Wahl für den privaten Pool anscheinend die Tablette, die sich dann auflöst. Was in Hotelpools stattfindet, möchte man gar nicht so gerne wirklich wissen.
Der Chlorgehalt wird dabei durchaus unterschiedlich gehandhabt. Während in Deutschland 0,3 bis 0,6 mg/l gefordert sind, schreiben die USA 1,5 bis 2,5 mg/l vor. In der Schweiz sind es zwischen 0,2 und 0,8 mg/l, in Österreich zwischen 0,3 mg/l und 1,2 mg/l die WHO empfiehlt etwas zwischen 1,0 und 1,2 mg/l. Generell gilt: je besser die Verteilung im Wasser, je kälter das Wasser und je geringer die Dichte der Badenenden desto weniger Chlor wird benötigt. Warmwasserbecken und Sprudeltöpfe brauchen deutlich mehr Chlor.
Im Wasser verbindet sich Chlorgas dann zu elementarem Chlor (Cl2), hypochloriger Säure (HClo) und Hypochlorid-Ionen (HClO-), wobei die eigentliche Desinfektionswirkung vor allem durch die hypochlorige Säure ausgeübt wird.
Gebundenes Chlor
Spannend und etwas unangenehm wird es dann, wenn das Chlor sich mit dem Verunreinigungen im Wasser weiter verbindet und aus dem freien Chlor gebundenes Chlor wird. Gebundenes Chlor wird nicht zugesetzt, entsteht von allein, und ist generell unbeliebt. Dabei entsteht unter anderem Chloroform (in unspannenden Minimengen), Cyanogenchlorid (giftig, aber auch in Minimengen) und vor allem Chloramine. Chloramine im Schwimmbadkontext entstehen durch die Verbindung von Chlor mit Harnstoff, Kreatinin, Aminosäure und anderen stickstoffhaltige Verbindungen, die vorrangig aus Schweiß und Urin stammen. Dabei dürften zwar deutlich mehr Menschen ins Becken schwitzen als pinkeln – Urin enthält die entsprechenden Stoffe aber auch in einer viel höheren Konzentration. In den meisten Fällen ist es nicht das Schwitzen, das für den Chloramingeruch sorgt.
Kein Chloramin entsteht übrigens wenn jemand mit Durchfall ins Becken geht. Was da genau passiert, wollt ihr früh am Morgen gar nicht wissen. Meist führt es dazu, dass das komplette Becken gesperrt werden muss. Macht das nicht!
Chloramin riecht intensiv und reizt die Augen. Desinfektionswirkung hat es fast keine. Wieviel gebundenes Chlor in einem Becken ist, lässt sich übrigens nicht messen. Messbar sind nur Gesamtchlor und freies Chlor, die Differenz ist dann das gebundene Chlor.
Gebundenes Chlor riecht nicht nur anstrengend. Bei großer Belastung ist es auch schlecht für die Atemwege. Während für Freizeitschwimmer die eingeatmeten Dosen zu gering um Wirkung zu Entfalten sind, sind negative Effekte bei Wettkampfschwimmern und dem Personal in Schwimmbädern nachgewiesen. Ob es bei Babies, die an Babyschwimmkursen teilnehmen, Auswirkungen gibt, ist strittig. Die einen Studien sagen so und die anderen sagen anders.
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| Bild: Swimming pool shower area, view from northeast. - Army and Navy Young Mens' Christian Association (YMCA), 50 Washington Street, Newport, Newport County, RI Quelle: Library of Congress, Public Domain |
Deshalb hängen auch die ganzen „Dusche gründlich“-Schilder in den Bädern. Schilder mit „Geh vor dem Baden nochmal auf Klo“ wäre vermutlich sinnvoller, aber vielleicht sozial weniger akzeptabel. Und dies ist auch ein Grund für Babybecken. Abgesehen davon, dass die Babies dort nicht ertrinken können, lässt sich das Wasser in Minibecken deutlicher einfacher rein halten und schneller mal komplett austauschen als im 50-Meter-Bassin.
Im Freibad ist die Sache mit dem Chloramin weniger ein Problem. Der Luftaustausch ist besser, die Chloramine verflüchtigen sich schnell und das UV-Licht der Sonne zersetzt Chloramine noch schneller. Allerdings fangen Freibäder auch meist mit mehr Chlor an: höhere Besucherzahlen und Sonnenlicht und Wärme mag auch das Chlor selbst nicht sonderlich.
Ganz freies Chlor
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| Bild: Chlor gazowy.Von: Antek123 Lizenz: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported |
Und nicht zuletzt: Chlor kann austreten. In Berlin 2015 in der Form von Chlorwasser aus den Reinigungsanlagen in Gropiusstadt – großer Polizei- und Feuerwehreinsatz bis sich rausstellte, dass es kein echtes gasförmiges Chlor mehr war. Diesen Sommer traf es zwei Freibäder: das Sommerbad Wilmersdorf, wo tatsächlich der Chlorbehälter selbst leck war, das Chlor aber über den Betriebsraum mit dem Behälter auch nie herauskam und das Columbiabad in Neukölln, wo der entsprechende Behälter dankbarerweise erst nach Betriebsschluss leck wurde. Immerhin ist Chlorgas schwerer als Luft und entsprechenden Betriebsräume mit dem Chlor liegen meistens im Keller.
pH-Wert
Die Bedeutung es pH-Werts bei der ganzen Badewasseraufbereitung wird meistens unterschätzt. Tränende oder rote Augen stammen meist gar nicht vom Chlor- oder Chloramin, sondern davon, dass das Wasser zu sauer oder zu alkalisch ist. Auch hat Chlor eine relativ schmale pH-Spanne an der es wirklich gut reagiert, durch falsche pH-Werte im Wasser wird schnell die ganze Desinfektion wirkungslos. Der pH-Wert sollte bei etwas über 7 liegen. Zu sauer: es reizt die Augen und greift langfristig Metall an. Zu alkalisch: Chlor wirkt nicht mehr. Viel zu sauer oder viel zu alkalisch ist sehr ungesund, wie man immer mal wieder in Fernsehkrimis lernt.
Austausch
Und zuletzt muss das Wasser doch immer mal wieder getauscht werden, um langfristige chemische Prozesse im Pool zu verhindern. Im Normalfall wird dadurch im Betrieb jeweils in kleiner Teil Wasser nicht mehr ins Becken zurückgeführt, sondern durch neues Wasser ersetzt. In Deutschland sind das etwa 30 Liter pro Badegast. In einem kleinen Becken (25 Meter, 5 Bahnen, 2 Meter tief) und 200 Besuchern am Tag sind das etwa 10% des Wassers, in einem Wettkampfbecken dürfte es eher bei 1% liegen.
Andererseits
Was passiert, wenn das mit der Schwimmbadreinigung nicht funktioniert, konnte man dieses Jahr übrigens demonstrativ in Rio bei den Olympischen Spielen sehen:
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| Bild: Rio de Janeiro - Piscinas do Parque Aquático Maria Lenk durante competição de saltos ornamentais dos Jogos Rio 2016 Von: Agência Brasil Fotografias Lizenz: Creative Commons Attribution 2.0 Generic |
Algen! Das Wasser wird grün. Nachdem die Menschheit lange rätselte, wie dies passieren konnte, scheint es mittlerweile aufgeklärt. Natürlich war das Becken gechlort und natürlich gab es auch eine permanente Überwachung des Chlors. Allerdings hat jemand Wasserstoffperoxid ins Becken geschüttet. Eigentlich ist Wasserstoffperoxid auch ein mögliches Desinfektionxmittel für Schwimmbäder. Unglücklicherweise geht es aber für diese Zwecke ungute Verbindungen mit dem Chlor ein. Das Chlor wird wirkungslos, die Überwachung ist aber immer noch der Meinung, dass genug Chlor im Becken ist. Nachdem das Rätsel dann gelöst war, wurden die Algen ausgefiltert (Turmspringbecken) beziehungsweise einmal das Wasser gewechselt (Wasserball/Synchronschwimmenbecken), da Synchronschwimmen ein sinnfreier Wettkampf ist, wenn der Wertungsrichter unter Wasser nichts erkennen kann.
Naturbäder
Es geht auch ohne Chlor. Es gibt ein paar andere Chemikalien (Brom zum Beispiel oder das erwähnte Wasserstoffperoxid), die Chlor ersetzen können, im Wesentlichen aber nichts ändern, andere Nebenwirkungen haben und meist doch noch den Zusatz von Chlor erforderlich machen. Die echte Alternative ist das Freibad mit biologischer Wasseraufbereitung, umgangssprachlich auch als Schwimmteich bezeichnet und noch umgangssprachlicher als Naturbad. Damit meine ich nicht den See, sondern ein echtes künstlich angelegtes Schwimmbecken.
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| Erster Regenerationsbereich am Rand eines Schwimmteiches. Von: Enricoslasheric Lizenz: Creative Commons Attribution 3.0 Unported |
Das wird nicht chemisch desinfiziert, dafür durchläuft das Wasser ein paar Filterstufen mehr und bleibt länger in einem Aufbereitungsbecken mit allerlei spannender Biologie. Scheint mir vor allem in Baden-Württemberg und der Schweiz vorhanden und ist zunehmend bei Freibädern überall beliebt.
In Berlin existiert seit neustem auch ein Naturbad. Der "Badesee", der zum FEZ Berlin gehört, wird mittlerweile mit dem Regenwasser vom Dach des FEZ-Gebäudes betrieben, welches vorher gründlich biologisch gereinigt wird.
Naturbadem vermeidet die ganzen Chloraminprobleme und es besteht keine Gefahr, dass es zu einem Chlorunfall kommt. Preiswerter ist es auch noch. Und beim Iberty-Test in der Schweiz fand ich das Wasser auch angenehmer. Allerdings leben dann halt einige Algen und andere Kleinlebewesen im Wasser.
Das biologische Reiningungssytem System benötigt mehr Platz, ist komplexer und anfälliger gegen Fehlbedienung und hat Probleme mit großen Menschenmengen an heißen Tagen. Man kann schlecht die Biologie kurz und schnell hochdrehen wie man es mit Chlor machen kann. Auch sind die Becken tendenziell kälter, weil auch das die Bakterienbelastung senkt und weniger Last zu den Reinigungsstufen leitet. Und zuletzt: wenn das System dann doch mal gekippt ist, hat man ein echtes Problem. Einen funktionierenden biologischen Kreislauf wiederherzustellen ist dann doch aufwendiger als einmal eine Schockbehandlung mit Chlor durchzuziehen.
Erkenntnis am Rande:
If Atlanta had been hit by a heat wave during the [Olympic Summer] Games [1996], the plan to cool the pool—I shit you not—was to put giant ice cubes in it overnight. Luckily that wasn’t necessary.
Weiterführendes:
Es gibt natürlich die Wikipedia-Artikel Badewasseraufbereitung und Swimming pool sanitation und die davon abgehenden Links zu Chlor, Chloraminen etc. Der deutsche Artikel scheint es sich allerdings zur Aufgabe gemacht zu haben, den Begriff DIN in die Gehirne der Leser zu brennen.
Mehr zur Chemie der Aufbereitung schreibt Fischblog aka Lars Fischer im Spektrum der Wissenschaft: Pinkelt ihr ins Schwimmbecken? Von Stickstoff, Chlor und Giftgas. Wer noch detaillierter wissen möchte, wie und womit Chlor so alles im Bad reagiert, sollte dort weiterlesen.
Die Süddeutsche hatte letztens einen ausführlicheren Artikel zu Naturbädern Schwimmen ohne Chlor und rote Augen. Und das Zitat mit den großen Eisblöcken habe ich aus Deadspin: This Is How Olympic Pools Are Prepared So The Water Doesn't Turn Green, auch sonst mit interessanten Hintergrundinfos zur Schwimmbadvorbereitung auf Weltklasseniveau.
Und wer jetzt mit dem Thema gar nicht mehr aufhören will und sich richtig intensiv mit der Badewasseraufbereitung beschäftigen möchte, dem seien die 148 Seiten GUIDELINES FOR SAFE RECREATIONAL WATER ENVIRONMENTS VOLUME 2. SWIMMING POOLS AND SIMILAR ENVIRONMENTS der Weltgesundheitsorganisation WHO ans Herz gelegt.
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