Pour bien comprendre l’impact du pH sur l’eau, il est primordial de comprendre plus précisément ce qu’est le pH. L’acronyme pH est une unité de mesure qui définit la quantité d’ions hydrogène et hydroxyles libres se retrouvant dans la solution. Lorsqu’une eau est fortement concentrée en ions d’hydrogène, elle est acide [0 – 7]. Au contraire, lorsqu’elle est fortement concentrée en ions d’hydroxyle, elle est basique [7 – 14].

L’importance de prendre en compte le pH lorsqu’on s’intéresse à l’évolution chimique de l’eau réside dans le fait que le pH peut être affecté par les produits chimiques présents ou ajouté à l’eau. De plus, le pH de l’eau aura un impact sur la solubilité et la disponibilité biologique des constituants chimique de celle-ci.

Autrement dit, la présence d’ions d’hydrogène (acidité) ou d’ions d’hydroxyle (basique) vient affecter la solubilité des matériaux se trouvant dans l’eau. Cela peut mener à des différences importantes dans la composition d’un échantillon. Par exemple, la présence de métaux lourds dans une solution acide présente de plus gros risque que dans une solution basique puisque leur solubilité augmente proportionnellement à l’acidité de la solution. C’est sensiblement la même chose avec les éléments chimiques comme le phosphore qui changera de forme en fonction du pH de l’eau.

La capacité tampon de l’eau

On appelle la capacité tampon le pouvoir de l’eau à résister aux changements de pH imposé par l’ajout d’une base ou d’un acide. À l’état purifié, l’eau ne possède pas de capacité tampon, ce qui fait que le pH de celle-ci est fortement impacté par l’ajout d’une solution acide ou basique.

L’absence de capacité tampon de l’eau purifiée est due au fait que la capacité tampon d’un échantillon d’eau est causée par les réactions entre les « tampons » et l’acide ou la base ajoutés. Autrement dit, l’agent « tampon » réagit avec le produit ajouté afin de neutraliser la modification du pH.

Voici quelques exemples d’agents tampons :

Acide citrique avec le citrate de sodium ;

L’hydroxyde d’ammonium avec le chlorure d’ammonium ;

Acide acétique avec l’acétate de sodium.

Les gaz carboniques, l’eau et le pH

L’augmentation importante des émissions de gaz carboniques (CO2) depuis les dernières décennies impacte bien plus l’eau qu’on le pense. Lorsque le CO2 rentre en contact avec une source d’eau et qu’il se dissout dans celle-ci, on remarque une diminution du pH.
Cette diminution du pH provient du fait qu’une partie du CO2 dissout réagit avec l’H2O pour forme de l’acide carbonique (H2CO3). De plus, cet acide peut aussi se dissocier de façon à former des ions d’hydrogène (H+) et des ions de carbonates (CO3-2)

L’impact de la dissolution du CO2 dans l’eau affecte l’eau à travers le monde puisque l’on retrouve des traces de CO2 partout. C’est principalement dû à ce phénomène que le pH des océans, lacs et rivières se voit diminuer depuis quelques décennies. De plus, le phénomène des pluies acides s’expliquent entre autres dus à ces réactions puisque le CO2 se trouvant dans l’atmosphère se dissout dans les goûtes d’eau durant leur chute.

Finalement, pour revenir sur la capacité tampon de l’eau, l’impact de la dissolution du CO2 varie en fonction des contaminants se trouvant dans celle-ci. Autrement dit, une eau possédant un agent tampon verra son pH moins affecter qu’une eau purifiée.

Finally, to come back to the buffering capacity of water, the impact of CO2 dissolution varies according to the contaminants in the water. In other words, water with a buffering agent will have a lower pH than purified water.