影响水的pH值的因素

有许多因素会影响水中的pH值，无论是天然的还是人造的。大多数自然变化是由于与周围岩石（尤其是碳酸盐形式）和其他物质的相互作用而发生的。pH值也会随降水（尤其是酸雨）和废水或采矿废水的排放而波动13。此外，CO2浓度会影响pH值。

二氧化碳和pH

二氧化碳是水中酸的zui常见原因。由于光合作用，呼吸作用和分解作用对CO2水平的影响，它们均会导致pH波动。这些变化的极端程度取决于水的碱度，但通常会有明显的昼夜（每天）变化¹。在呼吸和分解率很高的水域中，这种影响更容易测量。

二氧化碳以溶解状态（如氧气）存在于水中，但它也可以与水反应生成碳酸：

CO2 + H2O <=> H2CO3

然后，H2CO3会失去一个或两个氢离子：

H2CO3 <=> HCO3 – + H +…。HCO3 – <=> CO3 2- + H +

释放的氢离子使水的pH降低。但是，该方程式可以根据当前的pH值在两个方向上运行，并作为其自身的缓冲系统。在较高的pH值下，该碳酸氢盐系统将向左移动，而CO3 2-将吸收自由的氢离子。

由于H2CO3的溶解常数低（亨利定律），该反应通常很少。但是，随着世界范围内CO2含量的增加，溶解的CO2量也增加，该方程式将从左向右执行。这会增加H2CO3，从而降低pH。随着时间的推移，这种影响在海洋pH研究中变得越来越明显。

上面的等式也解释了为什么雨水的pH值约为5.65 -1。当雨滴从空中掉落时，它们与大气中的二氧化碳分子相互作用。这会在雨滴中产生H2CO3，使雨水的pH值降低¹⁷。pH值为5.65，尽管是酸性的，却不认为是酸雨。假定标准大气中的二氧化碳浓度为0.0355％-1，则自然，无污染的雨或雪的pH值预计将接近5.6。酸雨要求pH值低于5.0²¹。

5.65也是与空气平衡且未与碳酸盐材料或石灰石接触的水的pH值。

天然pH值的影响

碳酸盐材料和石灰石是可以缓冲水中pH值变化的两个元素。碳酸钙（CaCO3）和其他碳酸氢盐可与氢或氢氧根离子结合以中和pH值。当土壤中存在碳酸盐矿物时，水的缓冲能力（碱度）会增加，即使添加酸或碱，水的pH值也接近中性。除此之外的其他碳酸盐材料可使中性水略带碱性。

如前所述，未污染的雨水呈弱酸性（pH值为5.6）。雨水的pH值也可能由于火山灰，湿地中减少硫酸盐的细菌，野火引起的空气传播颗粒甚至闪电¹而降低。如果雨水落在缓冲性差的水源上，则会通过径流降低附近水的pH值。

松针或冷杉针还可以分解土壤，从而降低土壤以及流经土壤的水的pH值。强烈的光合作用会去除水中的二氧化碳，从而增加水的pH值，尽管这种变化通常是昼夜的。

人造pH影响者

pH波动的人为原因通常与污染有关。酸雨是人类对水pH值影响的zui著名例子之一。pH值小于5.0的任何形式的沉淀都称为酸雨²。这种沉淀来自水与氮氧化物，硫氧化物和其他酸性化合物的反应，从而降低了已经微酸性的pH值。这些排放物通常来自采矿和冶炼作业或化石燃料燃烧（燃煤和汽车）¹⁸。极高的二氧化碳含量还可以进一步降低雨水的pH值。

点源污染是常见的原因，可以根据所涉及的化学物质增加或降低pH值。这些化学物质可能来自农业径流，废水排放或工业径流。如果周围土壤缓冲不良，则采矿作业（特别是煤炭）会产生酸性径流和酸性地下水渗流。包含清洁剂和肥皂基产品的废水排放会导致水源变得太碱性。