ИЗМЕНЕНИЕ рН ВОДЫ, БУФЕРНАЯ СИСТЕМА
Процесс жизнедеятельности гидробионтов сопровождается закислением среды, подробнее
этот вопрос будет рассмотрен ниже. В некоторых рыбоводных установках снижение рН прини-
мает опасные для культивируемых видов формы. Так, например, нормой работы замкнутых по
воде установок является снижение рН до 6 - 6,5 при значение рН подпиточной воды 7 - 8. При
непринятие мер рН снижается до опасных значений.
Природные воды располагают собственной буферной системой, определенным образом га-
сящей рост концентрации ионов водорода. Буферные свойства воды определяются растворен-
ной в ней двуокисью углерода СО2 с образованием угольной кислоты Н2СО3. Эта слабая кисло-
35
та взаимодействует с карбонатосодержащими породами СаСО3 с образованием бикарбоната
Са(НСО3)2.
Бикарбонат диссоциирует с образованием водородных и карбонатных ионов. Весь процесс
растворения углерода в воде описывается серией уравнений
СО2 + Н2О ↔ Н2СО3 ↔ Н+ + НСО3
- ↔ Н+ + СО3
2-. /15/
Эти химические реакции во многом зависят от концентрации ионов водорода. С повышени-
ем концентрации ионов водорода (снижение рН) реакция сдвигается влево. Однако, эта хими-
ческая система обладает буферностью, она сопротивляется любым изменениям концентрации
ионов водорода. При добавление ионов водорода частная реакция
Н+ + НСО3
- ↔ Н+ + СО3
2- /16/
остается относительно стабильной, поскольку в обеих частях содержатся ионы Н+. Сдвиг ре-
акции влево компенсирует добавление ионов водорода. Поскольку концентрация угольной ки-
слоты в частной реакции (уравнение 16) увеличилось, то это приводит к частичной диссоциа-
ции угольной кислоты с образованием воды и углекислого газа
СО2 + Н2О ↔ Н2СО3. /17/
Происходит сдвиг реакции влево, при этом наблюдается уменьшение концентрации бикар-
боната в воде (НСО3
-). В результате реакций большая часть ионов водорода будет связана в Н2О
и НСО3
-.
Если вода контактирует с карбонатными отложениями СаСО3, то пополнение утраченного
бикарбоната (НСО3
-) произойдет за счет диссоциации карбонатных отложений
CaCO3 ↔ Ca2+ + CO3
2-, /18/
CO3
2- + H+ ↔ HCO3
-.
С целью стабилизации рН водных систем, например, аквариумов, в воду вносят материалы,
содержащие СаСО3: раковины моллюсков, мраморную крошку и т.п.
В воде океанов рН поверхностных вод обычно находится в пределах 7,8 - 8,3, то есть имеет
щелочную реакцию. Этим объясняется наличие прочных раковин у морских моллюсков. В кис-
лых водах пресных водоемов раковины растворяются.
В природных водах озер рН изменяется от 6 до 9. Под влиянием вулканических кислот рН
может снизиться до 1,7, что часто случается в зонах активной вулканической деятельности
(Камчатка, Курилы). Если питающие хозяйство воды текут по известковым отложениям, то рН
может достигнуть значения 9. Чаще всего это бывает в артезианских источниках.
Буферные свойства воды оцениваются по ЩЕЛОЧНОСТИ ВОДЫ, тесно связанной с карбо-
натной жесткостью воды. Щелочность (ее обозначают символом А1к) выражает концентрацию
анионов слабых кислот (угольной, борной, фосфорной и др.), связанных с сильным основанием.
Щелочность вычисляется по формуле:
HCO3
- в мг/л СО3
2- в мг/л
А1к = –––––––––––– + ––––––––––––, (мг-экв/л). /19/
61 24
Связь между рН воды и формами углерода, входящими в буферную систему пресной воды,
приведена на рис.18.
Рис.18. Графическая связь pH и форм углерода в пресной воде.
Если в замкнутых по воде рыбоводных установках буферные свойства подпиточной воды
невысоки, то для стабилизации рН воды используется известковое молоко, получаемое при га-
шении извести СаО. При гашении СаО образуется сильное основание - гидроксид кальция
Са(ОН)2.
CaO + Н2O = Са(ОН)2 + 16 ккал /20/
На 1 кг аммиака, выделяемого гидробионтами (NH4
+ - N), потребуется примерно 4 кг СаО.
