全康環(huán)保:明清澈見(jiàn)底，各項水質(zhì)指標I~III類(lèi)，水下森林生長(cháng)完美，可pH卻不達標！

"pH偏高甚至超標，是水生態(tài)修復比較容易出現的一個(gè)問(wèn)題。這個(gè)現象往往發(fā)生在項目中后期，尤其是夏秋季，水下森林構建完成，并形成了相對穩定的凈化系統。你看得到沉水植物生長(cháng)旺盛，甚至觀(guān)察得到其葉片不斷滋生的氣泡，一汪清水著(zhù)實(shí)喜人，不亞于廣告中有點(diǎn)甜的礦泉水。放心的交由第三方檢測水質(zhì)，卻被告知pH為9.7，超出了地表水標準的6~9限值，水質(zhì)不達標!可其他指標明明很好。DO為I類(lèi)，COD為II類(lèi)，氨氮為II類(lèi)，TP為III類(lèi)，這樣的水說(shuō)不達標，很難讓人理解。

是水質(zhì)真的不好么，肯定不是。是檢測結果有偏差么，卻也未必。拋開(kāi)外部人為因素等影響，水體pH超標的內在原因是什么呢？

1 pH超標的表現

一般情況下，水生態(tài)系統初步構建完成后，水體各項污染指標均會(huì )得到大幅削減，pH也會(huì )回歸至7~9的常規水平，水質(zhì)整體向好。

隨著(zhù)水草生長(cháng)繁殖，水下森林覆蓋率不斷提升。夏季高溫時(shí)節更是大多數沉水植物分蘗的高峰期，在此期間，可能發(fā)生水體pH超標現象（統一表現為pH＞9，一般不會(huì )超過(guò)10），水體呈堿性。

從空間來(lái)講，pH超標現象并不會(huì )發(fā)生在整個(gè)水域，而大多出現在沉水植物生長(cháng)最為旺盛的區域；從時(shí)間來(lái)講，pH超標也多發(fā)生在5~8月份的晴天中午10:00~16:00之間，正午時(shí)段發(fā)生概率最高。

此外，pH超標一般為單獨現象，基本不影響水體透明度及其他水質(zhì)指標。

2 水這么好，pH為何還會(huì )超標？

可以說(shuō)，恰恰是水質(zhì)好、水草旺盛，才更易發(fā)生pH超標現象。

pH超標的原因，可以簡(jiǎn)述為：沉水植物光合作用消耗水中的CO2，CO2的減少又會(huì )改變水中碳酸平衡，進(jìn)而導致水體pH升高。

水體中的碳酸平衡方程為：

而沉水植物的光合作用又與碳酸鹽體系存在著(zhù)如下關(guān)系：

上述平衡控制著(zhù)水體pH的變化，任何一種離子濃度的變化都將引起pH的改變。

在水草生長(cháng)旺盛的區域，擁有更強的光合作用，也就意味著(zhù)要消耗更多的CO2，當植物不能直接從水體中獲得足夠的游離二氧化碳時(shí)，只能從碳酸氫根奪取二氧化碳，方程式（6）向右移動(dòng)，釋放出OH-，導致pH升高。

根據王傳海等（2007）研究發(fā)現，沉水植物在光合作用光反應階段會(huì )產(chǎn)生大量原子氧，導致水體DO含量迅速提升，為保持細胞內外的酸堿平衡，植物也會(huì )把細胞內形成的OH-排出細胞外，導致水體中OH-濃度升高，進(jìn)而引起水體pH升高。

隨著(zhù)光照條件變弱，植物光合作用也逐漸減弱，pH將逐步降低；夜晚由于光合作用的消失，同時(shí)植物的呼吸作用會(huì )產(chǎn)生一定量的CO2，水體pH值將逐步恢復至偏中性狀態(tài)（7.0~9.0）。

3 pH超標一定是壞事嗎？

由水污染引起的pH含量超標，當然不是好事。

但由于沉水植物系統光合作用引起的pH短暫升高，也并非壞事。這是一種正常的自然現象。

研究表明，pH的變化會(huì )改變微生物的環(huán)境條件。當沉水植物光合作用增強，水體中pH升高，有助于下面方程向左移動(dòng)，促進(jìn)水中氨氮以氣體形式逸出水體。

此外，隨著(zhù)pH的升高，碳酸根的比例在逐步增加，有利于與水中鈣、鎂等陽(yáng)離子形成沉淀，水體總硬度也隨之下降，即起到了“生物脫鈣”作用。

趙聯(lián)芳等人研究表明，當水體pH＞8.55時(shí)，種植有伊樂(lè )藻的水體才表現出明顯的削減氨氮的作用，在pH＜8時(shí)該作用則不顯著(zhù)。其通過(guò)對比發(fā)現，在沉水植物生物量較大時(shí)，pH小幅度升高即可促進(jìn)系統中N的去除。

當然，植物光合作用也不會(huì )無(wú)限制的提高水體的pH值。畢竟植物生長(cháng)也有自己的邊界條件。當水體pH過(guò)高，也會(huì )反過(guò)來(lái)降低沉水植物的光合放氧量，抑制光合作用。

張瀏等人研究表明，水體pH的大幅增加，會(huì )導致一系列的水化學(xué)變化，如氧化還原狀態(tài)、營(yíng)養鹽形態(tài)，也可導致沉水植物生產(chǎn)力下降，凈化作用降低，過(guò)高的pH值也可能直接引起植物的死亡。

需要注意的是，這種高pH的極端現象，絕非僅僅來(lái)自植物自身的光合作用。如果水體pH超過(guò)10甚至更高，就應該好好檢查是否存在外部的干擾因素了。

4 科學(xué)案例佐證

中科院南京地理與湖泊研究所的王傳海教授團隊，在其關(guān)于苦草對水體環(huán)境因子影響變化的研究中發(fā)現，種植有苦草的水體，其溶解氧、pH值均顯著(zhù)高于無(wú)植物的水體。

研究還表明，種植有苦草的水體其pH值日變化趨勢明顯，pH呈明顯的以下午3點(diǎn)為最高值的單峰曲線(xiàn)。最高值達到9.25，6:00~23:00期間pH平均為8.24。

這一現象的發(fā)生，也正是由于沉水植物的光合作用消耗水體中的CO2所致，進(jìn)而引起pH升高。值得注意的是，即使到了凌晨，有苦草的水體中pH值仍然高于無(wú)苦草的對照組，這可能意味著(zhù)CO2在水中溶解的速率較慢。

狄春華在其發(fā)表的《尚湖原水pH異常原因分析與應對》一文指出，“……在線(xiàn)監測數據發(fā)現：4月底尚湖pH值突然升高，6月中旬回落至8.5以下；7月上旬開(kāi)始一路上升，最高達9.68（8月中旬），直至10月中旬才回落至8.5以下?！?/p>

研究認為，pH的異常與湖泊沉水植物生長(cháng)旺盛、光合作用強有關(guān)。光合作用釋放大量氧氣，并吸收CO2，促使湖水中的碳酸平衡發(fā)生變化，導致pH升高。6月份pH回落是因為當地自6月11日入梅，梅雨期26天，與pH低谷時(shí)段相當。

5 寫(xiě)在最后

總體來(lái)講，由沉水植物光合作用引起的pH升高或不穩定現象，不必大驚小怪，這種pH的變化，更像是表征水生態(tài)修復成效的一種良性指標。

事實(shí)上，在水生態(tài)考核工作中，建議不必模式化的照搬pH為6~9的標準，而應結合其他多項水質(zhì)指標，用老百姓看得見(jiàn)、感受得到的方法，綜合判定水質(zhì)。