Effekterna av CO2 på pH i sjöarna

Effekterna av CO2 på pH i sjöarna


Koldioxid är en mycket viktig gas i sjövatten - särskilt eftersom det är nödvändigt för fotosyntesen vid sjön alger och vattenväxter. Upplöst CO2, har emellertid också effekter på pH av sjön. Förändringar i CO2 koncentration kan orsaka sjövatten pH att variera med djupet och under loppet av året.

Kolsyra

När koldioxid löses i en sjö, reagerar mycket av det med vattenmolekyler och bildar kolsyra. Kolsyra minskar sjövatten pH. Om inga andra faktorer inblandade, skulle CO2 i atmosfären och de upplösta CO2-nivåer i sjön så småningom nå en jämvikt, där CO2 var lösa i sjövatten lika snabbt som löst CO2 flyr. Vid jämviktsnivåer, skulle CO2-koncentrationen upphör att förändras. I verkligheten är dock andra faktorer inblandade, så upplöst CO2-nivåer är inte normalt vid jämvikt.

Fotosyntes och respiration

När organismer som fisk eller nedbrytare släpper ut koldioxid i sjön som en slutprodukt av cellandningen, ökar de CO2-koncentrationen och orsaka pH att minska. Fotosyntetiska organismer som alger, dock ta upp koldioxid, minskar sjö CO2-koncentrationen och orsakar pH att stiga. PH-värdet i sjövatten tenderar att vara högre under sommaren, eftersom fler alger och vattenväxter är närvarande vid denna tid på året.

termisk stratifiering

Sjövatten pH kan också variera med djupet. Varmare vatten är mindre tät än kallt vatten, så under sommaren ett skikt av varmt vatten kan bilda vid ytan av sjön; detta skikt inte blanda väl med de kallare vattnet under. Organiskt material som döda alger sjunker till golvet i sjön, där bakterier som bryts ned det släpper CO2, ökar CO2-koncentration och därmed sjunkande pH i det undre skiktet av vatten. I det övre skiktet av vatten, däremot, är fotosyntetiska aktiviteten hög, CO2-nivåer är lägre och pH är följaktligen högre. Under hösten och våren, däremot, kommer sjövatten vara mer fullständigt blandas, och pH kommer att variera mindre med djup.

buffertar

Så länge som sjövatten pH förblir relativt nära 7, den lösta koldioxiden i sjövatten fungerar som en buffert som hjälper till måttliga förändringar i pH för systemet. Det finns andra buffertföreningar i vattnet samt att bidra till att suga upp överskott surhet eller alkalinitet. Buffertkapacitet sjön vatten är ett mått på hur väl det motstår förändringar i pH (förändringar orsakade t ex av surt regn införa sura föreningar i sjövatten).