John Wojtowicz, der Chemiker, dem wir die moderne Poolwissenschaft verdanken

Wenn du jemals einen Pool-Rechner benutzt hast, der für CyanursäureCyanursäureAuch Stabilisator oder Conditioner genannt. Schützt Chlor vor der Zerstörung durch Sonnenlicht. Essentiell für Außenpools, aber zu viel reduziert die Desinfektionskraft des Chlors. anpasst, hast du von John Wojtowicz’ Arbeit profitiert. Wenn deine App GesamtalkalinitätGesamtalkalinitätEin Maß für die Fähigkeit deines Wassers, pH-Änderungen zu widerstehen. Betrachte sie als Puffer, der deinen pH-Wert stabil hält. Gemessen in ppm.-Messwerte korrigiert, um Stabilisator zu berücksichtigen, ist das seine Formel. Wenn dir jemals jemand erklärt hat, warum der SättigungsindexSättigungsindexEine Berechnung, die vorhersagt, ob dein Wasser Kalk ablagert oder Calcium von Oberflächen auflöst. Ausbalanciertes Wasser hat einen Index nahe Null. der Poolindustrie aktualisiert werden musste, hat er Forschung weitergegeben, die er Ende der 1990er Jahre veröffentlichte.

Die meisten Poolbesitzer haben seinen Namen nie gehört. Die Wissenschaft, auf die sie sich jeden Tag verlassen, geht auf Arbeiten zurück, die er nach seiner Pensionierung von einer 32-jährigen Karriere in der Industriechemie schrieb.

John A. Wojtowicz wurde am 12. Oktober 1926 in Niagara Falls, New York, geboren. Als er zehn war, während der schlimmsten Jahre der Großen Depression, verbrachte er mehrere Jahre in einem Waisenhaus, bevor er bei seiner Tante und seinem Onkel lebte. Er machte 1945 seinen Abschluss an der Trott Vocational High School, erwarb dann einen B.S. in Chemie von der University of Buffalo und einen M.A. von der Niagara University.

Er arbeitete elf Jahre als Labortechniker bei DuPont in Niagara Falls. Nach zwei Jahren bei der Armee trat er der Olin Corporation als Forschungschemiker bei. 1959 versetzte Olin ihn in ihr Forschungslabor in New Haven, Connecticut, wo er bis zu seiner Pensionierung 1991 als leitender Forschungschemiker arbeitete.

Seine Karriere bei Olin brachte 56 US-Patente und zahlreiche ausländische Patente hervor. Er verfasste fünfzig Zeitschriftenartikel und schrieb sechs Kapitel für die Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, das Standardreferenzwerk für Industriechemie. Seine Enzyklopädieeinträge behandelten Hypochlorige SäureHypochlorige SäureDie aktive, keimtötende Form von Chlor in deinem Pool. Niedrigerer pH-Wert bedeutet, dass mehr deines Chlors in dieser wirksamen Form vorliegt., Hypochlorite, ChloramineChloramineVerbindungen, die entstehen, wenn Chlor mit Stickstoff aus Schweiß, Urin und anderen Verunreinigungen reagiert. Verursacht den starken ‘Poolgeruch’ und Augenreizung., Bromamine und Cyanursäure. Er präsentierte Arbeiten auf nationalen Tagungen der American Chemical Society. Er war nach allen Maßstäben ein renommierter Industriechemiker, der auf höchstem Niveau seines Fachgebiets arbeitete.

Dann ging er in den Ruhestand. Und er wandte seine Aufmerksamkeit Schwimmbädern zu.

Das Problem, das er sah

Die Schwimmbadbranche verwendete seit den frühen 1960er Jahren den Langelier Saturation Index (LSI)Langelier-SättigungsindexEine Formel, die vorhersagt, ob dein Wasser Kalk ablagert oder Oberflächen korrodiert. Null ist ausbalanciert; positiv bedeutet Kalkbildung; negativ bedeutet korrosiv., um vorherzusagen, ob Wasser Kalk bilden oder korrodieren würde. Der LSI entstand in den 1930er Jahren mit Dr. Wilfred Langelier, einem Professor für Sanitärtechnik an der UC Berkeley, der ihn für kommunale Wassersysteme entwickelte. Sein Anliegen war die Rohrkorrosion in geschlossenen industriellen Kreislaufsystemen.

Die Poolindustrie übernahm seinen Index und passte ihn an. Die Anpassung beinhaltete Vereinfachung. Faktortabellen ersetzten die zugrundeliegenden thermodynamischen Berechnungen, und Näherungen häuften sich an. Als Wojtowicz die von der Industrie verwendete Formel untersuchte, hatte sie sich erheblich von der ursprünglichen Wissenschaft entfernt.

Er fand mehrere Probleme. Die Temperaturfaktoren in veröffentlichten Tabellen waren falsch berechnet und dann in jedes große Poolbetriebslehrbuch kopiert worden. Die Formel verwendete eine Konstante für gelöste FeststoffeTDSGesamte gelöste Feststoffe. Alles, was in deinem Wasser gelöst ist, einschließlich Mineralien, Chemikalien und Salze. Hoher TDS kann das Wasser ‘schwer’ anfühlen lassen und die chemische Wirksamkeit reduzieren., die 500 ppmppmDie Standardeinheit zur Messung chemischer Konzentrationen in Poolwasser. 1 ppm entspricht etwa 1 Tropfen in 50 Litern. annahm, was sie für Salzwasserpools unzuverlässig machte. Am bedeutsamsten behandelte sie Gesamtalkalinität so, als wäre sie dasselbe wie CarbonatalkalinitätCarbonatalkalinitätDer Teil der Gesamtalkalinität, der die Wasserbalance tatsächlich beeinflusst. In stabilisierten Pools ziehst du etwa ein Drittel deines CYA von der Gesamtalkalinität ab, um diese Zahl zu erhalten..

In Pools, die Cyanursäure (CYACYAAbkürzung für Cyanursäure. Auch Stabilisator oder Conditioner genannt. Schützt Chlor vor UV-Abbau in Außenpools.) als StabilisatorStabilisatorEin anderer Name für Cyanursäure (CYA). Schützt Chlor vor der Zerstörung durch Sonnenlicht. Manchmal auch Conditioner genannt. verwenden, war dieses letzte Problem enorm wichtig. Cyanursäure ionisiert in Wasser zu CyanuratCyanuratDie Form, die Cyanursäure annimmt, wenn sie sich in Wasser auflöst. Sie bindet sich an Chlor, schützt es vor Sonnenlicht, verlangsamt aber seine Desinfektionsgeschwindigkeit., das alkalisch ist. Wenn du Gesamtalkalinität mit einem Standard-Testkit misst, misst du sowohl Carbonatalkalinität als auch Cyanuratalkalinität zusammen. Der Sättigungsindex kümmert sich nur um Carbonatalkalinität, weil diese die Calciumcarbonat-Löslichkeit bestimmt. Die falsche Zahl zu verwenden bedeutet, dass deine Indexberechnung falsch ist, manchmal erheblich.

Wojtowicz arbeitete die Korrektur aus. Bei typischem Pool-pH sollte ungefähr ein Drittel deiner Cyanursäurekonzentration von deinem Gesamtalkalinität-Messwert abgezogen werden, um Carbonatalkalinität zu erhalten. Bei pH 7,4 mit 100 ppm CYA repräsentiert ein Gesamtalkalinität-Messwert von 100 ppm tatsächlich eine Carbonatalkalinität von etwa 69 ppm. Der Unterschied ist wichtig. Wasser, das auf dem Papier ausbalanciert aussieht, könnte tatsächlich korrosiv sein.

Die Arbeiten

Zwischen 1995 und den frühen 2000er Jahren veröffentlichte Wojtowicz ausgiebig im Journal of the Swimming Pool and Spa Industry. Seine Produktivität war bemerkenswert für jemanden im Ruhestand. Eine neunteilige Serie über Schwimmbad-Wasserbalance baute den Sättigungsindex von Grund auf neu. Er dokumentierte die Cyanuratalkalinität-Korrektur mit Laborexperimenten und Feldtests. Er schrieb über Pufferchemie, Calciumcarbonat-Ausfällungspotential, Kohlendioxidverlust und die thermodynamische Grundlage all dessen.

Die Arbeiten sind dicht. Sie enthalten Ableitungen, Gleichgewichtskonstanten, Ionisationsfraktionen und Aktivitätskoeffizienten. Sie zitieren Plummer und Busenbergs Arbeit von 1982 über Calcitlöslichkeit, O’Briens Harvard-Dissertation von 1972 über chlorierte Isocyanurate und die Primärliteratur der vergangenen Jahrzehnte. Das war peer-reviewed Wissenschaft, angewandt auf eine Industrie, die auf Faustregeln gelaufen war.

Er schrieb auch praktische Arbeiten. Übersichten über Desinfektionsmittel und Desinfektionssysteme. Produktinformationszusammenfassungen. Anleitungen zur chemischen Dosierungsanpassung. Sichere Lager- und Versandtemperaturen für Poolchemikalien. Die theoretische Arbeit unterstützte die praktische Anwendung.

Seine Arbeit über die Anwendbarkeit des Langelier Saturation Index auf Schwimmbäder befasste sich direkt mit der Frage, ob ein Index, der für geschlossene Rohre konzipiert wurde, überhaupt für offene Gewässer Sinn macht. Einige bezweifelten dies. Dr. Thomas, Langeliers Nachfolger an der UC Berkeley, war mit der Aussage zitiert worden, dass der Index “keine Bedeutung für offene Gewässer hat.” Wojtowicz zeigte experimentell, dass ein richtig berechneter Sättigungsindex tatsächlich auf Pools anwendbar war, vorausgesetzt, man verwendete die richtige Formel mit entsprechenden Korrekturen.

Warum das heute wichtig ist

Jede seriöse Poolchemie-Ressource zitiert heute Wojtowicz. Branchenverbände referenzieren seine überarbeitete Sättigungsindex-Gleichung. Testkit-Hersteller würdigen seine Beiträge zum Verständnis der Poolwasserchemie. Seine Arbeiten sind das Fundament, auf dem die moderne Poolwissenschaft ruht.

Wenn du eine moderne Pool-App verwendest, die dir einen CSICSIAbkürzung für Calcit-Sättigungsindex. Ein präziserer Sättigungsindex als LSI, basierend auf der tatsächlichen Thermochemie von Calciumcarbonat. oder korrigierten LSI gibt, geht die zugrundeliegende Wissenschaft auf seine Veröffentlichungen zurück. Wenn jemand erklärt, dass Cyanursäure deinen Alkalinität-Messwert beeinflusst, gibt er seine Forschung weiter. Wenn ein Forenbeitrag veraltete Poolgeschäft-Ratschläge mit echter Chemie entlarvt, kommt die Chemie oft aus seiner Arbeit.

PoolFus Chemie-Engine

PoolFus Chemie-Engine ist auf Wojtowicz’ grundlegender Forschung aufgebaut. Seine korrigierte Sättigungsindex-Gleichung, seine Arbeit zur Carbonatalkalinität-Anpassung für Cyanursäure und seine temperaturabhängigen Berechnungen fließen alle in die Art ein, wie die App dein Wasser bewertet.

Wenn PoolFu deine Wasserbalance berechnet, verwendet es Wissenschaft, die direkt auf seine Arbeiten zurückgeht. Die App wendet nicht einfach statische Bereiche aus einer veralteten Tabelle an, sie implementiert die thermodynamischen Beziehungen, die er dokumentiert hat, und passt Ziele basierend auf deiner tatsächlichen Wassertemperatur und Chemie an.

Das ist es, was er in seinem Ruhestand aufgebaut hat: ein wissenschaftliches Fundament, das rigoros genug ist, dass Software es korrekt implementieren kann. Dieses Fundament läuft jetzt in den Handys von Poolbesitzern, die nie eine Chemiearbeit gelesen haben, aber von seiner Arbeit profitieren, jedes Mal, wenn sie ihr Wasser testen.

Die Chlorsperre-Frage

Wojtowicz’ Arbeiten liefern auch Munition gegen hartnäckige Mythen. Die Vorstellung der “Chlorsperre”ChlorsperreEin Mythos. Die Idee, dass hoher CYA das Chlor komplett am Arbeiten hindert. In Wirklichkeit erfordert hoher CYA nur proportional höhere Chlorwerte. Es ‘sperrt’ nichts., die Idee, dass hohe Cyanursäure Chlor völlig unwirksam macht, kursiert seit Jahrzehnten in der Poolindustrie. Sie entstand aus Laborstudien der 1960er Jahre, die zeigten, dass Cyanursäure die Abtötungszeit von Chlor gegen Bakterien verlangsamte.

Die Studien waren wissenschaftlich fundiert. Anderson 1965 und Fitzgerald und DerVartanian 1969 dokumentierten, dass CYA die bakterizide Geschwindigkeit unter kontrollierten Bedingungen reduzierte. Anderson selbst warnte, dass seine Ergebnisse aus Laborbedingungen stammten und mit Vorsicht verwendet werden sollten, wenn sie auf den tatsächlichen Schwimmbadbetrieb ausgedehnt werden. Feldstudien anderer Forscher fanden heraus, dass in echten Pools, mit echten organischen Belastungen und Stickstoffverbindungen, die Beziehung komplexer war. Chlor in stabilisierten Pools konnte unter bestimmten Bedingungen tatsächlich besser abschneiden als in nicht stabilisierten Pools.

Wojtowicz’ Arbeiten über Chlorchemie, das Chlorisocyanurat-Gleichgewicht und die Wechselwirkung zwischen CYA und verfügbarem Chlor liefern die wissenschaftliche Grundlage für das Verständnis dessen, was tatsächlich passiert. Höherer CYA erfordert proportional höheres Freies ChlorFreies ChlorDas Chlor, das jetzt gerade für die Desinfektion deines Pools verfügbar ist. Das ist es, was Bakterien und Algen abtötet. Anders als gebundenes Chlor, das bereits mit Verunreinigungen reagiert hat., um die gleiche Desinfektionskraft aufrechtzuerhalten. Die Beziehung ist gut definiert und berechenbar. Die Idee, dass Chlor bei irgendeiner Schwelle vollständig “gesperrt” wird, ist ein Missverständnis der Wissenschaft.

Ein Leben in der Chemie

Wojtowicz starb am 19. Mai 2020 im Alter von 93 Jahren. Er hatte seinen Ruhestand in Arizona verbracht, wo er an den World Senior Games in Utah und den Arizona Senior Olympics teilnahm. Er war Notre Dame Football-Fan. Er hinterließ drei Kinder, sieben Enkelkinder und drei Urenkelinnen.

Sein Nachruf im Hartford Courant listete seine Patente, seine Enzyklopädiekapitel, seine Zeitschriftenartikel und sein Buch The Chemistry and Treatment of Swimming Pool and Spa Water auf. Er erwähnte seine Beratungsarbeit und seinen Dienst als Sachverständiger in Produkthaftungsverfahren im Chemiebereich. Er bemerkte, dass er seine Ausbildung begonnen hatte, nachdem er seine Kindheit in einem Waisenhaus während der Depression überlebt hatte.

Die Poolindustrie, zu der er nach seiner Pensionierung so bedeutend beigetragen hat, erwähnt ihn selten namentlich. Seine Arbeiten werden in technischen Dokumenten und Wiki-Fußnoten zitiert. Seine Formeln laufen stillschweigend in Rechnern. Seine Korrekturen werden automatisch von Apps angewendet, die nie erklären, woher die Mathematik stammt.

So funktioniert Wissenschaft oft. Die Person, die die grundlegende Forschung betrieben hat, tritt in den Hintergrund, während sich die praktischen Anwendungen überall verbreiten. Aber für diejenigen, die Poolchemie auf einer tieferen Ebene verstehen wollen, die wissen wollen, warum wir Alkalinität für CYA anpassen oder warum der Sättigungsindex wichtig ist, bleiben Wojtowicz’ Arbeiten die Primärquelle.

Sie sind frei verfügbar. Die Archive des Journal of the Swimming Pool and Spa Industry werden auf poolhelp.com gehostet. Jeder, der neugierig genug ist, sie zu lesen, wird sorgfältige Wissenschaft finden, klar dokumentiert, anwendbar auf Probleme, mit denen Poolbesitzer jeden Tag konfrontiert sind.

Die meisten Poolbesitzer werden seine Arbeiten nie lesen. Sie werden Apps und Rechner verwenden, die seine Arbeit ohne Zuschreibung einbeziehen. Sie werden Ratschläge befolgen, die auf seine Forschung zurückgehen, ohne es zu wissen. Und ihre Pools werden besser gewartet sein, weil ein pensionierter Industriechemiker beschloss, ernsthafte Wissenschaft auf ein Feld anzuwenden, das sie brauchte.