Экологический мониторинг и производственный экологический контроль

Водородный показатель (рН). Содержание ионов водорода в природных водах определяется в основном количественным соотношением концентраций угольной кислоты и ее ионов: CO 2 + H 2 O = H + + HCO 3 - = 2 H + + CO 3 2- Для удобства выражения содержания водородных ионов была введена ве- личина, представляющая собой логарифм их концентрации, взятый с обратным знаком: pH = -lg[H+]. Для поверхностных вод, содержащих небольшие количества диоксида угле- рода, характерна щелочная реакция. Изменения pH тесно связаны с процессами фотосинтеза (при потреблении CO 2 водной растительностью высвобождаются ионы ОН - ). Источником ионов водорода являются также гумусовые кислоты, при- сутствующие в почвах. Гидролиз солей тяжелых металлов играет роль в тех слу- чаях, когда в воду попадают значительные количества сульфатов железа, алю- миния, меди и других металлов: Fe 2+ + 2H 2 O = Fe(OH) 2 + 2H + . Значение pH в речных водах обычно варьирует в пределах 6,5–8,5, в атмо- сферных осадках 4,6–6,1, в болотах 5,5–6,0, в морских водах 7,9–8,3. Концентра- ция ионов водорода подвержена сезонным колебаниям. Зимой величина pH для большинства речных вод составляет 6,8–7,4, летом 7,4–8,2. Величина pH природ- ных вод определяется в некоторой степени геологией водосборного бассейна. 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. Величина pH воды – один из важнейших показателей качества вод. Величи- на концентрации ионов водорода имеет большое значение для химических и био- логических процессов, происходящих в природных водах. От величины pH зави- сит развитие и жизнедеятельность водных растений, устойчивость различных форм миграции элементов, агрессивное действие воды на металлы и бетон. Ве- личина pH воды также влияет на процессы превращения различных форм биоген- ных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ. В водоеме можно выделить несколько этапов процесса его закисления. На первом этапе рН практически не меняется (ионы бикарбоната успевают полно- стью нейтрализовать ионы Н + ). Так продолжается до тех пор, пока общая щелоч- ность в водоеме не упадет примерно в 10 раз до величины менее 0,1 моль/дм 3 . На втором этапе 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. На третьем этапе закисления водоема рН стабилизируется на значениях рН<5 (обычно рН 4,5), даже если атмосферные осадки имеют более высокие зна- 115