Voda jako životní prostředí ph a CO 2

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Voda jako životní prostředí ph a CO 2"

Karel Jaroš
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Hydrobiologie pro terrestrické biology Téma 8: Voda jako životní prostředí ph a CO 2

2 Koncentrace vodíkových iontů a systém rovnováhy forem oxidu uhličitého Koncentrace vodíkových iontů ph je dána mírou disociace přítomných rozpuštěných látek: Ve vnitrozemských vodách je (obvykle) nejhojnějším typem iontů uhličitan (některá z jeho forem : CO 3 --, HCO 3-, nedisociovaná H 2 CO 3, rozpuštěný CO 2. - proto stav tohoto systému = míra disociace forem oxidu uhličitého je neoddělitelně spjat s hodnotou ph vody

typem iontů uhličitan (některá z jeho forem : CO 3 --, HCO 3-, nedisociovaná H 2 CO 3, rozpuštěný CO 2.

3 ph a systém forem CO 2 Koncentrace vodíkových iontů je proto složitým výsledkem rovnováhy jednotlivých forem hlavního určujícího činitele, oxidu uhličitého: ve vodě buď jako rozpuštěný oxid uhličitý (nedisociovaná kyselina) nebo jako hydrogenuhličitanovýči normální uhličitanový iont ( rozpuštěný CO 2 lze obtížně analyticky odlišit od H 2 CO 3 a navíc je ho cca o dva řády více)

oxid uhličitý (nedisociovaná kyselina) nebo jako hydrogenuhličitanovýči normální uhličitanový

4 ph a systém forem CO 2 ph roztoku forem CO 2 lze odvodit z disociačních rovnic kyseliny uhličité (do prvého a do druhého stupně) po dosazení molárních koncentrací jednotlivých forem pro přírodní vody samozřejmě ještě hrají roli další disociující látky (odhad z naměřené hodnoty vodivosti vody) systém je navíc teplotně závislý tabulky REBSDORF (1972) Freshw. Biol. Assoc.

forem pro přírodní vody samozřejmě ještě hrají roli další disociující látky (odhad z

5 ph a systém forem CO 2 podle naměřené hodnoty ph lze určit, jaký podíl přítomného CO 2 (přesněji přítomného anorganického uhlíku) je ve které jeho formě procentní podíl v závislosti na ph udává následující schema (ve dvou versích)

anorganického uhlíku) je ve které jeho formě procentní

8 Důsledek pro autotrofní organismy : Oxid uhličitý je zdrojem uhlíku pro autotrofní organismy jako CO 2 nebo HCO 3-, nikoliv CO 3 -- Ve vodě je dobře rozpustný, ale za vysokého ph je pro autotrofy nedostupný Zatímco v terrestrických biotopech oxid uhličitý není limitujícím faktorem primární produkce, ve vodě je o něj kompetice a za vysokého ph nouze

vysokého ph je pro autotrofy nedostupný Zatímco v terrestrických biotopech oxid

9 CO 2 a denní změny ve vodě : Hlavními mechanismy denních změn CO 2 vodních biotopech jsou : 1) úbytek fotosynthesou autotrofů 2) přírůstek respirací všech organismů (za nedostatku světla /v noci/ i autotrofů) s tím souvisí i změny ph : vzestup v odpoledních hodinách, při dostatku živin až na hodnoty 9 až 10 (hnojené rybníky, pozor na důsledek pro systém NH 3 a NH 4+ ) ve

světla /v noci/ i autotrofů) s tím souvisí i změny ph : vzestup v odpoledních hodinách, při

10 vertikální stratifikace volného CO 2 spotřeba CO 2 fotosynthesou se děje v horní vrstvě naopak uvolňování CO 2 rozkladem odumřelé hmoty se děje především v hypolimniu asi polovina sedimentující organické hmoty v hypolimniu mineralizuje, polovina končí v sedimentech v hlubších stratifikovaných vodách je výsledkem rozvrstvení koncentrace volného CO 2 prakticky zrcadlově opačné k rozvrstvení kyslíku

organické hmoty v hypolimniu mineralizuje, polovina končí v sedimentech v hlubších stratifikovaných

12 Celkový, agresivní a rovnovážný CO 2 Celkový CO 2 - viz výše - je suma C (nebo ekvivalent CO 2 ) všech forem anorganických sloučenin C Rovnovážný CO 2 je množství CO 2 potřebné k udržení přítomných kationtů Ca v roztoku (Ca je ve vnitrozemských vodách hlavním kationtem - je-li CO 2 méně, vypadává CaCO 3 z roztoku někdy se takto označuje množství volného CO 2 odpovídající za dané teploty a tlaku rovnováze s CO 2 v atmosféře Agresivní CO 2 je nadbytek volného CO 2 nad množství v rovnováze s přítomným Ca(HCO 3 ) 2 ten rozpouští pevný CaCO 3 zajímá techniky

je-li CO 2 méně, vypadává CaCO 3 z roztoku někdy se takto označuje množství volného CO 2 odpovídající za dané teploty a tlaku rovnováze s

13 Alkalita Alkalita (v angličtině alkalinity), přesněji celková alkalita, je molární ekvivalent normální HCl potřebné k vytitrování 1 litru vzorku přírodní vody k hodnotě ph = 4,3 indikující kvantitativní přechod veškerého hydrogenuhličitanu na volný oxid uhličitý pokud bylo výchozí ph < 8,3, pak alkalita udává koncentraci hydrogenuhličitanu při vyšším ph jsou zahrnuty i uhličitany a při ph > 9 se titrují i hydroxylové ionty v některých vodách v alkalitě i jiné látky

hydrogenuhličitanu na volný oxid uhličitý pokud bylo výchozí ph < 8,3, pak alkalita udává koncentraci

14 Koloběh C v biosféře Hlavní reservoár : litosféra s anorganickými uhličitany a s fosilními palivy v atmosféře jen 0,003 % - posledních 100 let vzestup z fosilních paliv (ale část do vegetace a do oceánů) v oceánech se ročně asimiluje asi 40x10 9 tun C většinou v oceánu uzavřený koloběh CO 2 uvolněný respirací živočichů a bakterií zpět k autotrofům část organických látek do sedimentů

vegetace a do oceánů) v oceánech se ročně asimiluje asi 40x10 9 tun C většinou v oceánu uzavřený

Podobné dokumenty

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita kyslík ve vodě CO 2 ph (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita elementární plyny s vodou nereagují, ale rozpouštějí se fyzikálně (N 2, O 2, ) plynné anorganické sloučeniny (CO 2, H 2 S, NH 3 ) s vodou