水的PH值及影响水体pH的因素.doc

■■■水的PH值及影响水体pH的因素■■■
天然水的pH
1.天然水的pH
（1）酸度9 p  k- K5 s  Y( `0 M! L2 {1 s
——水中能与强碱反应的物质的总量，用1L水中能与OH－结合的物质的量来表示。天然水中能与强碱反应的物质除H3O＋（简记为H＋）外，常见的还有H2CO3、HCO3－、Fe3＋、Fe2+、Al3+等，后3者在多数天然水中含量都很小，对构成水酸度的贡献少。而某些强酸性矿水、富铁地层的地下水可能含有较多的Fe3＋（含氧、强酸）或Fe2＋（酸性、缺铁），在构成酸度上就不可忽略。
根据测定时候使用的指示剂不同，还可分为总酸度（用酚酞作指示剂，pH 8.3）和无机酸度（又称强酸酸度，用甲基橙作指示剂，pH 3.7）。
（2）中国锦鲤俱乐部,锦鲤8 r2 X& c8 R4 t) G. d
天然水的pH
2 A% G. O; w; e0 ]0 X% C9 C1 |! `
天然水按pH值的不同可以划分为如下五类：
强酸性    pH<5.0
弱碱性    pH8.0-10.0
弱酸性    pH5.0-6.5
强碱性    pH>10.0
中性      pH~6.5-8.0
大多数天然水为中性到弱碱性，pH在6.0-9.0之间。淡水的pH值多在6.5-8.5，部分苏打型湖泊水的pH值可达9.0-9.5，有的可能更高。海水的pH值一般在8.0-8.4。地下水由于溶有较多的CO2，pH一般较低，呈弱酸性。某些铁矿矿坑积水，由于FeS2的氧化、水解，水的pH可能成强酸性，有的pH甚至可低至2-3，这当然是很特殊的情况。
4FeS+9O2+10H2O＝4Fe(OH)3↓+4SO42－+8H+
4FeS2+15O2+14H2O＝4Fe(OH)3↓+8SO42－＋16H＋+ Q* Y) i( H" L& `7 o
天然水中的弱酸弱碱（mmol/L）
表4－2   海水中弱酸阴离子含量 (pH=8.3)
 天然水中的弱酸弱碱（mmol/L）
化合态
淡水平均值
表层海水
深层海水
碳酸

硅酸
氨
磷酸
硼酸
$ \% [7 f: }5 c* c0 z4 {2 F
0.97
0.22
0～0.01
0.007
0.001
2.1
<0.003
<0.0005
<0.0002
0.4
2.3～2.5
0.03～0.15
<0.0005
0.0017～0.0025
0.4
+ A) @# K) _$ ]2 H- q( K! Z5 }
硫化氢
缺氧湖水
0.005～0.15
海沟
0.02
深海
0.33
表4－2   海水中弱酸阴离子含量 (pH=8.3)
成分
C / (mol/L)
HCO3－5 \9 s  c& g" A" }) \5 A- h
CO32－欢迎访问[中国锦鲤俱乐部]8 N( H, X9 V" o0 l: s* ~
H2BO3－: o. \0 `; Y: f* i/ R9 P0 V中国锦鲤俱乐部,锦鲤
HPO42－欢迎访问[中国锦鲤俱乐部], h! A8 t% Q: M! v( Z% e: L+ c
AsO33－* [/ J* l; Z6 {
S2－$ i3 ?7 M8 B; j; y
有机酸
18×10－47 ~( b0 ~4 Y6 L5 i4 q1 e) b中国锦鲤俱乐部,锦鲤
3.5×10－4
4.5×10－4（在10℃时仅20％离子化）
1×10－6
4×10－8
0-2.0×10－5（只有在缺氧环境中出现）
微量
  2.影响水体pH的因素
（1）水生生物的活动
浮游植物的光合作用强烈地消耗水中的游离CO2，从而使一下平衡向右移动：
结果水中积累CO32-和OH-导致pH值升高。但若水的硬度高，则CO32-和OH-的浓度受限制，pH值上升极限较低。
水生生物的呼吸及有机体的分解过程会积累CO2,使上述平衡向左移动，pH值下降。
（2）水温
在同大气直接接触的表层，温度升高，CO2在水中的溶解度减小，pH则上升；在深层水中，由于不能直接发生CO2的交换，有机物的腐解随温度的升高而加快，产生大量CO2，水体pH随之降低。若温度为t1和t2时的pH分别为pHt1和pHt2，则有：
pHt2=pHt1+γ(t2-t1)
式中γ为pH变化的温度系数。通常，γ值约为-0.011。
（3）离子总量
在同大气直接接触的表层，离子总量增大，CO2在水中的溶解度减小，pH则上升。
（4）大气中CO2的分压
在同大气直接接触的表层，大气中CO2的分压增大，pH减小。　
    3.pH分布变化特点
由于水中光合作用与呼吸作用强度在时间上与空间上有着显著差异，因此pH值也有明显的周日变化和垂直分层现象，并且与O2、CO2、HCO3-、CO32-以及水温等有着明显的相关性。
生物量大的水体，表层水pH值有明显的日变化。早晨天刚亮时pH较低，下午pH较高。下图是某高产养鱼池pH、溶氧的日变化实例，表层pH日变幅可达1-2pH单位。
无锡市郊某鱼苗池pH和溶氧的日变化(表层20cm,底层150cm)
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中国锦鲤俱乐部,锦鲤9 K5 Y% j5 R/ W3 Z0 g5 ~" I  z  m4 {
4.pH的生态学意义; X1 c6 ?3 k! m4 K, ?1 V
（1）直接影响
pH的改变，可以通过氢离子的渗透与吸收作用，使水生动物血液pH发生相应的变化，从而破坏其输氧功能，碱性过强常常值解腐蚀鳃组织造成呼吸障碍而窒息。pH的变化尤其对水产动物的幼体有极其敏锐的影响。
对于水生植物，pH的改变会影响其对营养元素的吸收。例如，降低pH会抑制硝酸盐还原酶的活性，导致植物缺氮。高pH会妨碍植物对Fe、C元素的吸收，当pH降至6以下时，一些大型枝角类便无法生存，许多微生物的活动受抑制，固氮活性下降，有机物分解矿化速率明显降低。
（2）间接影响
pH的改变将影响许多物质的存在形式，特别是一些有毒物质的存在形式，从而改变其毒性并间接影响水生生物的生命活动。例如NH4+、S2-、CN-等，由于pH的改变使他们可能转变为毒性更强的NH3、H2S和HCN形式，而间接危害生物。
pH对水生生物的影响是多方面的，也是十分复杂的。在水产生物增养殖过程中对水的pH有着严格的要求。在人工繁殖中，一般以中性偏酸性为宜(pH不能小于6.5)，而鱼苗培育时以弱碱性（pH约为8.0左右）为好，在整个养成阶段pH应处于6.5-8.5之间，酸性水体生物生产力偏低。
5.养殖水体pH的调控
养殖水体中pH值的变化与许多因素有关，pH的调控也有多种方法。
开挖池塘时，尽可能选择较优良的土质。因为新开挖的池塘如土壤类型为红土、黄土、泥炭土或矾酸土的多为酸性；旧池塘淤坭沉积过多，酸性增加。
在生产中，当水体呈酸性时，可拨撒石灰提高pH值，通常每亩水体施放2公斤石灰可提高1个pH值；当水体呈碱性时，可用醋酸或盐酸调节，也可每亩施放1公斤明矾；市面上的“降碱素”等成品对降低pH值也有效果。
还可添加适宜的微生物制剂，通过消除过多的有机物、培植浮游植物，达到增加水中溶氧和减少二氧化碳的目的，从而较长时间地稳定pH值。