 |
|
Водородный показатель рН
Содержание ионов водорода (вернее, гидроксония) в природных водах определяется в основном количественным соотношением концентраций угольной кислоты и ее ионов.
CO2 + H20 <---> H+ + HCO3- <---> 2 H+ + CO32-
Для удобства выражения содержания водородных ионов была введена величина, представляющая собой логарифм их концентрации, взятый с обратным знаком:
pH = - lg[H+].
Для поверхностных вод, содержащих небольшие количества диоксида углерода, характерна щелочная реакция. Изменения pH тесно связаны с процессами фотосинтеза (из-за потребления CO2 водной растительностью). Источником ионов водорода являются также гумусовые кислоты, присутствующие в почвах. Гидролиз солей тяжелых металлов играет роль в тех случаях, когда в воду попадают значительные количества сульфатов железа, алюминия, меди и других металлов:
Fe2+ + 2H2O --> Fe(OH)2 + 2H+
| Значение pH в речных водах обычно варьирует в пределах 6.5-8.5, в атмосферных осадках 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морских водах 7.9-8.3. Концентрация ионов водорода подвержена сезонным колебаниям. Зимой величина pH для большинства речных вод составляет 6.8-7.4, летом 7.4-8.2. pH природных вод определяется в некоторой степени геологией водосборного бассейна [31]. В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого водопользования, воды водных объектов в зонах рекреации, а также воды водоемов рыбохозяйственного назначения величина pH не должна выходить за пределы интервала значений 6.5-8.5[17]. |
pH воды - один из важнейших показателей качества вод. Величина концентрации ионов водорода имеет большое значение для химических и биологических процессов, происходящих в природных водах. От величины pH зависит развитие и жизнедеятельность водных растений, устойчивость различных форм миграции элементов, агрессивное действие воды на металлы и бетон. pH воды также влияет на процессы превращения различных форм биогенных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ.
В водоеме можно выделить несколько этапов процесса их закисления:
1. на первом этапе рН практически не меняется (ионы бикарбоната успевают полностью нейтрализовать ионы Н+). Так продолжается до тех пор, пока общая щелочность в водоеме не упадет примерно в 10 раз до величины менее 0.1 моль/дм3.
2. на второй стадии закисления водоема рН воды обычно не поднимается выше 5.5 в течение всего года. О таких водоемах говорят как об умеренно кислых. На этом этапе закисления происходят значительные изменения в видовом составе живых организмов.
3. на третьем этапе закисления рН водоемов стабилизируется на значениях рН<5 (обычно рН=4.5), даже если атмосферные осадки имеют более высокие значения рН. Это связано с присутствием гумусовых веществ и соединений алюминия в водоемах и почвенном слое.
Природные воды в зависимости от рН рационально делить на семь групп: [24]
| сильнокислые воды | рН < 3 | результат гидролиза солей тяжелых металлов (шахтные и рудничные воды) |
| кислые воды | рН = 3...5 | поступление в воду угольной кислоты, фульвокислот и других органических кислот в результате разложения органических веществ |
| слабокислые воды | рН = 5...6.5 | присутствие гумусовых кислот в почве и болотных водах (воды лесной зоны) |
| нейтральные воды | рН = 6.5...7.5 | наличие в водах Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 |
| слабощелочные воды | рН = 7.5...8.5 | то же |
| щелочные воды | рН = 8.5...9.5 | присутствие Na2CO3 или NaHCO3 |
| сильнощелочные воды | рН > 9.5 | то же |
[Индекс]