스마트계측기

수소 이온 농도(pH) 서식에 적합한 pH 범위

수생생물에게 안전한 pH로 여겨지는 것은 6.8~8.5이며, 이 범위를 넘으면 영양은 식물에 섭취되기 어려워져 먹이 생물의 생산성은 저하되고 나아가 수역 전체의 생산도 저하되는 것으로 되어 있다.

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pH 이상으로 인한 붕어의 폐사 재현 실험

산성(pH2) 옆으로 굴림~아가미에서 출혈~사망(30분 후)

알칼리성(pH12) 체표에서 점액~횡전~아가미에서 출혈~사망(2시간 후)

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식물의 광합성을 통한 pH 상승에 대해

호수는 특히 여름철 성층기에는 표층은 식물 플랑크톤 광합성에 의해 이산화탄소가 소비되기 때문에 알칼리 쪽으로 기울고, 저층은 플랑크톤 유해 분해에 따라 이산화탄소나 유기산이 생성되기 때문에 산성 쪽으로 기울어진다.

하천에서도 수심이 얕아 (햇빛이 하상까지 닿는) 물이 정체되는 곳에서는 하상 부착 조류의 광합성을 위해 pH값이 높아지고 동시에 용존 산소도 높아질 수 있다.

광합성은 조류가 엽록소와 햇빛의 에너지 아래 물속의 이산화탄소(CO2)와 물을 사용해 전분과 산소(O2)로 바꾸는 작용이다.

물속의 CO2는 소량이므로 조류는 탄산수소이온(HCO3-)을 카르보닉안토히드라제의 촉매작용에 의해 H2CO3로 하고 탈수반응으로 CO2로 이용한다.

그 결과 정체 수역이라면 물속의 HCO3-는 감소하고 O2가 계속 증가하게 된다.

수중의 탄산가스는 다음 식의 화학 평형에 있어 수질의 pH값을 좌우한다.

​CO2＋H2O⇔H2CO3⇔HCO3＋H＋⇔CO32-＋2H+

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광합성에 의해 HCO3-가 감소하면 주간 pH값은 상승하게 된다.

그러나 야간에는 조류 호흡작용으로 인해 반대로 물속의 O2를 소비해 CO2를 방출하고 HCO3-농도가 높아지기 때문에 pH 값은 낮아지고 용존산소(DO)도 감소하게 된다.