地表水体中藻类pH值及溶解氧的关系

影响地面水pH的因素很多,除去人为直接污染改变地面水pH的因素外,温度的变化，水量的增减,酸雨等因素对地面水pH的变化亦有影响。但是，水体富营养化后，藻类的生长对地表水pH值及溶解氧含量有很大的影响。

藻类生长与pH值及DO含量的关系地面水中浮游植物或藻类含量的增加,不仅影响地面水的感官性指标,如水色、透明度、味觉等,还由于它们的呼吸及光合作用，影响地面水中的某些化学平衡,尤其是碳酸盐物种间的化学平衡。

天然水体中的pH是由二氧化碳的电离平衡、硫化氢与硼酸的电离平衡所决定的，其中以二氧化碳的电离平衡为主；藻类的光合作用是以水体中的二氧化碳、CO32-和HCO3-为原料，光合作用越强，电离平衡就往OH方向移动，造成pH升高。碳酸盐物种间的化学平衡控制着地面水的pH变化，其中任何一种离子浓度的变化都将引起pH的改变。藻类的光合作用是把水中的CO2转化为有机物,下列反应式反映了光合作用与碳酸盐体系的关系

由于在地面水pH范围内,碳酸盐体系中的碳主要以HCO3-形式存在，因此,在富营养化的地面水中，HCO3-浓度的大小决定了藻类的生长转化数量，影响着地面水的pH变化。在富营养化的地面水中,溶解氧主要来源于藻类的光合作用，由于光合作用产生的O2量远远大于呼吸作用所需要的O2量，所以在光合作用产生的O2中，溶解氧理论上最高可达到饱和溶解氧的4倍。在光合作用强烈的静水或流速小于0.3ms的水中,光合作用引起的溶解氧变化,必然引起水质的pH变化。

光合作用合成藻类,生成O2。根据相关文献报道，生产1mg藻类，同时放出1.98mgO2，可根据溶解氧的生成量近似估算藻类的生成量。随着水中藻类含量的增加,溶解氧含量将增大，pH值亦将增大。但溶解氧增大到一定量后，将从水中逸出进入大气，同时当水中pH越来越高,由于HCO3-浓度急剧减少，将限制藻类的生长繁殖，因此实际上，水中溶解氧瞬时含量最高不超过饱和溶解氧3倍。

在实际的水体当中，尤其是富营养化的水体，很容易发展成单一的藻相，使水体中某种藻类占据优势，向水华的趋势发展。

在这种情况下，由于藻类的生理习性，pH在一定范围内是跟藻类的光合作用强度成正比的，单一的藻相会导致光合作用非常强烈，从而使得水体pH值持续偏高。这个时候水体中的生态链受到了破坏，就必须使用一些微生物来调节水体中的菌相、藻相及pH，使三者达到平衡，促进其他藻类的生长繁殖，使水体中的藻类、菌类多样化，逐渐恢复水体生态链。

在一个正常的水体中，藻类、菌种多样化，生态链良好，pH的变化幅度不会很大。藻类繁多的情况下，说明水体比较稳定，而且既然藻类种类多，因为不同藻类对光照，温度，pH等水体指标不一样，环境时刻在变化，而藻类种类越繁杂，越能抵抗外界的变化，始终稳定持续的有适应不适环境因素的变化，从而导致相对稳定的ph值。另外一个原因是，生态链良好的水体中，藻类多样化，也表示水体中会相应地有水生动物存在，如：轮虫，支角类，饶足类等。这样在晴天的中午，水体中藻类光合作用产生氧气，消耗二氧化碳，而水生动物则消耗氧气产生二氧化碳。虽然藻类的作用可能大于水生动物的，但还是能在一定程度上保持水体PH值变化没有单一藻类那么明显。另外藻类种类繁多之后，他们之间会有竞争作用，水体透明度不会太高，部分藻类光合作用估计会受到影响。

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