Водородный показатель (pH) воды

Водородный показатель (pH) - природное свойство воды, обусловленное наличием свободных ионов водорода. В большинстве поверхностных водоемов pH воды составляет 6,5-8,5, в подземных водах - 6-9. Кислыми (pH < 7) являются болотные воды, богатые гуминовыми веществами, щелочными (pH > 7) - подземные воды, содержащие большое количество гидрокарбонатов.

Изменение активной реакции воды свидетельствует о загрязнении источника водоснабжения кислыми или щелочными сточными водами промышленных предприятий. Необходимо также помнить, что подземная межпластовая вода имеет постоянную активную реакцию. Даже незначительное отклонение pH в ту или иную сторону свидетельствует о проникновении в межпластовыи горизонт воды из поверхностных горизонтов, то есть о загрязнении артезианской воды.

Активная реакция влияет на процессы очистки и обеззараживания воды. Например, в щелочных водах улучшается осветление и обесцвечивание за счет улучшения процессов коагуляции. Чаще всего для коагуляции используют алюминия сульфат, который в воде гидролизуется и превращается в алюминия гидроксид:

A12(S0₄)3+ 6Н₂0 = 2А1(ОН)3 + 3H₂S0₄.

Но алюминия гидроксид образуется лишь в случае нейтрализации серной кислоты. Это происходит при наличии в природной воде гидрокарбонатов:

H₂S0₄ + Са(НС03)₂ = CaS0₄ + 2Н₂0 + 2С0₂.

Свойство воды, обусловленное наличием свободных оснований и прежде всего гидрокарбонатов щелочно-земельных металлов, называют щелочностью. Если природная щелочность воды низкая, то задерживается процесс образования алюминия гидроксида, а именно он обеспечивает процесс коагуляции. Поэтому на водопроводных станциях при низкой щелочности воды ее подщелачивают раствором извести.

Механизм влияния pH воды на ее обеззараживание сводится к следующему. Чаще всего для дезинфекции используют хлорную известь. В воде она гидролизуется, образуя хлорноватистую кислоту:

2СаОС12 + 2Н₂0 = Са(ОН)2 + СаС12 + 2НОС1.

Хлорноватистая кислота диссоциирует в воде, образуя ион водорода и гипо-хлорит-ион:

НОСІ = Н+ + ОСІ".

В кислой среде равновесие смещается в сторону молекулярной формы, в щелочной - в сторону ионной. Недиссоциированная молекулярная форма хлорноватистой кислоты лучше проникает через оболочки внутрь бактериальной клетки, чем гидратированные ионы гипохлорита. Поэтому в кислой среде процесс обеззараживания воды ускоряется.

pH является основой кислотно-основного состояния, которое достигается в воде благодаря наличию различных растворимых соединений. Учитывая влияние pH на процессы осветления, обесцвечивания и обеззараживания, принято, что питьевая вода должна иметь активную реакцию, которая приближается к нейтральной и колеблется в пределах 6-9, что и отражено в государственном стандарте.