自來水在水管內的酸鹼值(pH 值)也會隨時間改變,其變化的原因與水管的材質、環境條件和水的來源密切相關。以下是具體的原因和情境分析:
1. 水管材質的影響
(1) 鐵管 (如鍍鋅管、鑄鐵管)
•變酸的可能性:
鐵管在長時間使用後,水與管壁內的鐵(Fe)反應,導致氧化鐵(鐵鏽,Fe₂O₃)的形成。這個過程會釋放出少量的氫離子(H⁺),導致水的pH值略微下降(變酸)。
反應過程:
鑄鐵管,水流中會出現黃水或紅水,且水的酸鹼值會輕微變酸。
•生鏽的影響:
水管中的鐵生鏽,除了讓水質變黃、產生異味外,還可能導致水的pH值變低,因為生鏽過程中會釋放出游離的鐵離子(Fe²⁺),而這些離子具有弱酸性。
(2) 不銹鋼管 (如304不銹鋼)
•pH值基本穩定:
不銹鋼(尤其是304不銹鋼)具有抗腐蝕性,不會像鐵管那樣釋放鐵離子或形成氧化物,因此對水的pH值影響很小。
•變化的可能性:
如果水中本身含有氯離子(Cl⁻),則可能會對不銹鋼管產生點蝕(局部腐蝕),但這種情況不會發生,因自來水的氯含量都在安全範圍內。
(3) PVC / PPR 塑膠水管
•pH值基本不變:
PVC(聚氯乙烯)和PPR(聚丙烯)管材本身是惰性材料,不會與水發生化學反應,因此不會釋放酸性或鹼性物質。
•例外情況:
如果水中含有大量的微生物或有機物藻類,則水中的微生物可能會通過發酵和分解產生有機酸,從而導致pH值變酸。這種情況在長期靜止的死水中更為明顯。
2. 水的靜止時間 (死水的影響)
•死水區的微生物繁殖:
如果水長時間不流動(例如一段時間不使用的水龍頭),則水中可能會滯留養分和有機物,這會成為微生物的溫床。微生物的繁殖會使水中的有機物質分解,釋放出有機酸(如乙酸、乳酸等),導致水的pH值變酸。
•常見的變化情境:
•夜間未使用的水:如果水管內的水靜止一晚,隔天早晨第一次打開水龍頭時,可能會發現顏色偏黃或出現異味,這與死水中的氧化還原反應和微生物分解有關。
3. 來源水質的影響
•自來水的pH變化:
自來水的pH值一般在6.5到8.5之間,但自來水中的氯(Cl₂)會隨著時間逐漸揮發。當氯氣(Cl₂)揮發後,會改變水中的氧化還原平衡,可能使pH值輕微下降(變酸)。
•地下水的pH變化:
地下水通常含有較多的碳酸氫鹽(HCO₃⁻),這會使水呈現弱鹼性。但如果地下水中溶解了過多的二氧化碳(CO₂),pH值可能下降,尤其在地下水井剛抽出時,當水中的CO₂揮發後,pH值會回升。
4. 溫度和壓力的影響
•水溫變高,pH值變化:
當水溫升高時,CO₂的溶解度會下降,因此高溫水中的CO₂釋放到空氣中,水的pH值會上升(變鹼)。這就是為什麼熱水壺中的水質經常出現水垢,並且pH值會比冷水略高。
•水壓的影響:
水壓本身對pH值的影響不大,但如果水壓發生波動,可能會導致鐵鏽剝落(特別是在鐵管中),這可能會使水質變渾,氧化鐵顆粒會影響水的pH值。
5. 氧化還原反應的影響
•鐵/錳的氧化還原:
水中的鐵(Fe²⁺)和錳(Mn²⁺)在靜止水中與氧氣反應,會產生氧化物沉澱(例如氧化鐵和氧化錳)。這些氧化過程會影響水的pH值,尤其當氧化過程釋放H⁺(氫離子)時,會導致水的pH值變酸。
•硫化物的影響:
在一些含有硫化物(H₂S)的地下水中,當水靜止時,硫化氫(H₂S)會與氧氣反應,生成硫(S)和硫酸(H₂SO₄),這會顯著降低水的pH值,並導致水有臭雞蛋味。