Institut für Hygiene und Umwelt

pH-Wert

Die Messgröße pH-Wert des Grundmessprogramms des WGMN

pH-Wert

Der pH-Wert bildet die Konzentration *) der Säuren bzw. Basen ab.

Der pH-Wert eines Gewässers wird von Außen durch das Einleiten von verschiedensten sauren und alkalischen (Ab-) Wässern und im Wasser durch die Stoffwechseltätigkeit von pflanzlichen Organismen (Algen und Makrophyten) beeinflusst. In nährstoffreichen Fliessgewässern können durch die Aktivität von pflanzlichen Organismen, wie Photosynthese (CO2 Verbrauch) und Atmung (CO2 Freigabe) insbesondere in langsam fließenden Bereichen große pH-Wert-Schwankungen im Tag-Nacht-Rhythmus auftreten. Dabei können im Laufe des Tages Erhöhungen des pH-Wertes bis auf Werte über 10 durch die Kohlendioxidaufnahme von pflanzlichen Organismen stattfinden. Diese pH-Werterhöhung kann zu Fischsterben führen, da unter Anderem mit steigenden pH-Werten das NH4+ / NH3-Gleichgewicht zum Ammoniak verschoben wird. Das nahezu ungiftige Ammonium wird bei pH-Werten über 9 zum größten Teil in Ammoniak (NH3) umgewandelt, welches als starkes Zellgift wirkt. Aber auch die Kiemen der Fische sind empfindlich gegen höhere pH-Werte und können zum Ersticken der Fische führen.

Die Pufferkapazität eines Gewässers wird von den Stoffen bestimmt, die im Einzugsgebiet des Flusses eingeschwemmt werden. Saure Wässer sind häufig in kalkarmen Gebieten, in Heide- und Moorgebieten sowie auf Urgesteinböden mit hohem Nadelwaldanteil zu finden. Diese Wässer sind meist nicht oder nur schwach gepuffert, so dass sich der pH-Wert bei Säure- oder Baseneinträgen rasch verändert. In gut gepufferten Gewässern können aufgrund von natürlichen Puffersubstanzen wie z. B. Phosphaten, Aminosäuren, Hydrogencarbonaten und organischem Material, Säureeinträge abgepuffert werden. Durch die natürliche Pufferkapazität im Unterlauf der größeren Flüsse, wie die Elbe bei Hamburg, haben saure oder alkalische Einleitungen einen eher geringen Effekt auf die Veränderung der pH-Werte.

*) Genauer ist der pH-Wert der negative dekadische Logarithmus der Stoffmengenkonzentration an Oxoniumionen (H3O+). In einem neutralem Wasser befinden sich bei 24°C je 10-7 mol/l an H3O+ und OH--Ionen, und so ergibt sich ein pH-Wert von 7. Beträgt die Konzentration mehr als 10-7 mol H3O+/l spricht man von einer sauren, bei einer Konzentration weniger als 10-7 mol H3O+/l von einer basischen Lösung