pH反映水体中氢离子浓度的大小。饮用水的pH是常用的重要水质指标之一，用来表征水中酸碱的强度，反映了溶液中各种溶解性化合物达到的酸碱平衡状态。

　　1  国际上具有代表性的水质标准对pH的限定

　　1.1 世界卫生组织《饮用水水质准则》关于pH的限定

　　世界卫生组织（WHO）《饮用水水质准则》第三版第十章（关于饮用水的“可接受性”）中明确指出：“pH通常对消费者没有直接影响，但它是水处理运行上最重要的水质参数之一。在水处理的所有阶段都必需谨慎控制pH，以保证水的澄清和消毒取得满意结果。为有效进行加氯消毒，pH最好低于8。然而，较低pH的水很可能有腐蚀性。进入输配水系统水的pH必须加以控制，使其对主管道和室内水管的腐蚀性最小。碱度和钙处理可以使水的稳定性提高，以控制水对管道和设备的侵蚀。如果不能将腐蚀作用降到最低，就会使饮用水受到污染，并对水的味道和外观有不良影响。不同的供水系统由于水的成分和用于配水系统得材料性质不同，所以需要优化pH，通常的pH范围是6.5-8.0。异常高或低的pH可能是由于意外的泄漏，水处理故障以及管道的水泥砂浆内衬养护不够”。可以看出，WHO的《饮用水水质准则》没有提出pH基于人体健康的准则值，但明确了pH与加氯消毒效果以及输水管网的腐蚀性之间存在密切关系。

　　1.2 具有代表性水质标准对pH的限定

国际上具有代表性的水质标准中对pH的限定如下表

　　2  pH与输水管网腐蚀性之间的关系

　　2.1 调整pH与管网腐蚀的试验研究结果

　　日本大阪市水道局用两年时间，进行了pH调整与管网腐蚀关系的试验，得到的结果如下：

　　（1）在铸铁片上使用不同碱剂进行腐蚀度试验的结果如下表：

　　可以看出，调整pH由6.4至7.5可以降低铸铁片的腐蚀速度，且使用碱剂减缓腐蚀的效果由大到小依次为消石灰>氢氧化钠>碳酸钠。

　　（2）用钢试片进行的腐蚀度试验的结果如下：

　　可以看出，pH由6.4调整到8.0，调整后的pH越高，钢片腐蚀速度越慢。

　　（3）在管内滞留16小时后水质的变化如下表所示：

　　可以看出，pH升高可明显降低管网水的色度和铁含量，且升高pH能抑制管网微生物的生长，维持管网余氯浓度。

　　（4）管路水头损失的变化实验结果：在试验开始后第200天，长度为20米管路的水头损失如下表所示：

　　可以看出，，pH越高，管网由于生锈而增加的水头损失越小。

　　2.2 pH影响管网腐蚀速度的原因

　　对金属管道而言，输送的水就是一种电解液，水的pH影响着管道的腐蚀速度，水中的溶解氧及二氧化碳的存在，是管道腐蚀的重要因素。

　　腐蚀是由于电化学反应引起的，图1表示铁锈的生成机理。

　　由于电化学反应，对于偏碱性水，且无侵蚀性二氧化碳时，首先生成的是氢氧化亚铁，然后被水中溶解氧氧化，生成氢氧化铁，形成钝化保护膜，使管壁的腐蚀速度减慢。而偏酸性的水中，在生成氢氧化亚铁后，与二氧化碳作用生成重碳酸亚铁，它具有可溶性而流失于水中，被水中溶解氧氧化，生成氢氧化铁，出现红水，其中部分脱落形成铁锈。由于管网腐蚀的生成物能溶于酸性介质中，而不易溶解于碱性介质中。因此pH偏低的酸性水能促进腐蚀作用，而pH偏高能阻止或完全停止腐蚀作用。

　　2.3 管网水质稳定问题与管网所用管材结合鉴别

　　美国、德国、瑞典、丹麦、挪威等国联合研讨了这一问题，提出流入管网之水的稳定问题，要同管网所用管材的材质结合起来考虑。并提出以下带结论性的建议：

　　2.3.1 对于用铸铁管管材组成的管网，要求进入管网的水应符合以下条件：

　　pH=7～8.5之间；
　　碱度（以CaCO3计）为10～25毫克/升；
　　溶解氧>2毫克/升；

　　2.3.2对于以水泥压力管管材，水泥砂浆衬里的金属管材所组成的管网，要求进入管网的水应符合以下条件：

　　pH≥7；
　　碱度（以CaCO3计）>15毫克/升；
　　钙离子>10毫克/升；
　　腐蚀性CO2<5毫克/升。

　　2.3.3对于用各类管材组成的管网，要求进入管网的水应符合以下条件：

　　pH=8～8.5；
　　碱度（以CaCO3计）为33～82毫克/升；
　　总硬度（以CaCO3计）为37.5～75毫克/升；
　　盐：以Cl-及SO42-形成的盐要少；

　　在结论性建议中强调指出，以上这些参数仅作为参考，实质上在管网中的金属管道衬里不完善的情况下，以上这些条件比较苛刻，多数情况难以满足，关键是通过试验确定本地区水源与管网相适应的水质控制条件。

　　3 国外某些大型水厂pH调整工艺举例

　　国外某些大型水厂制水工艺中对pH值做了调整，例举如下：

　　3.1 法国巴黎Choisy-le-Roi水厂

　　Choisy-le-Roi自来水厂始建于1868年，位于塞纳河左岸，巴黎市区上游8km处，隶属于全球最大的水务公司—威立雅水务，平均生产能力为35万m3/d，为巴黎南郊57个小区的165万居民提供自来水。Choisy-le-Roi水厂处理工艺如图2所示：

　　Choisy-le-Roi水厂原水pH值为7.6～8.1，从图2可以看出，整个制水工艺中有两处对pH值进行了调整。一是在机械搅拌反应池中加入硫酸，调节pH值至7.0左右，这样做的目的是：①混凝剂的混凝效果与pH值有关，所以在混凝步骤前调整PH值达到最佳值，从而提高处理效率。②保证在臭氧-活性炭深度处理时pH值处于一定的范围内，尽可能减少溴酸盐的形成。③使加氯消毒处理时pH值在某一范围内，保证消毒效率；一是在加氯消毒接触池后，清水池前端加NaOH进行pH调质，使出厂水的pH值为7.5～8.0，提高出厂水的化学稳定性，减少对管网的腐蚀，从而减低水质二次污染的可能性。

　　3.2 澳大利亚Happy Valley水厂

　　Happy Valley水厂位于澳大利亚南部地区，处理能力最大为85 万m3/d，水库原水pH值7.5～7.9，处理工艺分为六个阶段：混凝-沉淀-过滤-消毒-清水池和配水管网-污泥脱水和处理。pH值调整工艺为：混凝-沉淀后，在进入滤池的渠道中投加石灰，通过空气扩散管释放的空气进行混合，使出厂水pH值达到7.5左右，延缓管网腐蚀。

　　3.3 美国纽约Haworth水厂

　　Haworth水厂供水能力为83万m3/d，工艺流程见图3：

　　从图3可以看出，Haworth水厂在清水池前端投加NaOH进行pH调质，使出厂水的pH值为7.5～8.0，以减缓管网腐蚀。

　　（4）美国旧金山Sunal河谷水厂

　　Sunal河谷水厂供水能力为60万m3/d，工艺流程见图4：

　　从图4可以看出，与Haworth水厂一样，Sunal河谷水厂也是在清水池前端投加苛性苏达（NaOH）进行pH调质，使出厂水的pH值为7.5～8.0，以减缓管网腐蚀。

　　（5）日本大阪村野水厂

　　村野水厂最大产水量为180万m3/d，原水pH值为7.0～7.3，碱度约30mg/L，属于低pH值、低碱度水。该厂用20%浓度的NaOH溶液调节pH值与碱度，保证出厂水pH值为7.5左右，以减缓管网腐蚀。

　　（6）德国斯图加特来格朗水厂

　　来格朗水厂建成于1993年，供水能力为20万m3/d，工艺流程见图5：

　　来格朗水厂在双层滤料滤池前加石灰调节pH值，出厂水pH值为7.5～8.0，以减缓管网腐蚀。

　　从上面例举的水厂可以看出，pH值调整工艺用到的原料主要是NaOH溶液和石灰，石灰在过滤前投加，NaOH在清水池前端投加。出厂水pH一般调整至7.5～8.0，以提高出厂水的化学稳定性，减少对管网的腐蚀。

　　4 关于“饮用水pH对人体健康是否产生影响”问题的几点说明

　　（1）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）要求水的pH为6.5~8.5，并非因为pH与人体健康有直接关系，而是考虑到pH对输水管道的影响而设定的；（2）包装饮用水其相应的产品标准有《瓶装饮用纯净水》（GB17323-1998）、《 瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准》（GB17324-2003）、《饮用天然矿泉水》（GB8537-2008）、《瓶（桶）装饮用水卫生标准》（GB19298-2003），前两个标准已明确规定pH为5.0~7.0，后两个标准未对pH进行限定；（3）目前我国营养学界、权威机构，特别是慢性疾病研究机构从未对水的pH值对人体健康的影响发布任何定性研究结果。

　　5 结论

　　（1）WHO的《饮用水水质准则》没有提出pH基于人体健康的准则值，但明确了pH与加氯消毒效果以及输水管网的腐蚀性之间存在密切关系；

　　（2）国外pH与管网腐蚀的试验研究结果表明：增加pH能减缓管网腐蚀速度，降低管网水色度和铁含量，降低水头损失；

　　（3）由于管网腐蚀的生成物能溶于酸性介质中，而不易溶解于碱性介质中。因此pH偏低的酸性水能促进腐蚀作用，而pH偏高能阻止或完全停止腐蚀作用；

　　（4）国外大型水厂调节pH用到的原料主要是NaOH溶液和石灰，石灰在过滤前投加，NaOH在清水池前端投加。出厂水pH一般调整至7.5～8.0，目的是提高出厂水的化学稳定性，减少对管网的腐蚀。