有許多因素會影響水中的pH值，無論是天然的還是人造的。大多數(shù)自然變化是由于與周圍巖石（尤其是碳酸鹽形式）和其他物質(zhì)的相互作用而發(fā)生的。pH值也會隨降水（尤其是酸雨）和廢水或采礦廢水的排放而波動13。此外，CO2濃度會影響pH值。

二氧化碳和pH

二氧化碳是水中酸的zui常見原因。由于光合作用，呼吸作用和分解作用對CO2水平的影響，它們均會導(dǎo)致pH波動。這些變化的極端程度取決于水的堿度，但通常會有明顯的晝夜（每天）變化¹。在呼吸和分解率很高的水域中，這種影響更容易測量。

二氧化碳以溶解狀態(tài)（如氧氣）存在于水中，但它也可以與水反應(yīng)生成碳酸：

CO2 + H2O <=> H2CO3

然后，H2CO3會失去一個或兩個氫離子：

H2CO3 <=> HCO3 – + H +…。HCO3 – <=> CO3 2- + H +

釋放的氫離子使水的pH降低。但是，該方程式可以根據(jù)當(dāng)前的pH值在兩個方向上運行，并作為其自身的緩沖系統(tǒng)。在較高的pH值下，該碳酸氫鹽系統(tǒng)將向左移動，而CO3 2-將吸收自由的氫離子。

由于H2CO3的溶解常數(shù)低（亨利定律），該反應(yīng)通常很少。但是，隨著世界范圍內(nèi)CO2含量的增加，溶解的CO2量也增加，該方程式將從左向右執(zhí)行。這會增加H2CO3，從而降低pH。隨著時間的推移，這種影響在海洋pH研究中變得越來越明顯。

上面的等式也解釋了為什么雨水的pH值約為5.65 -1。當(dāng)雨滴從空中掉落時，它們與大氣中的二氧化碳分子相互作用。這會在雨滴中產(chǎn)生H2CO3，使雨水的pH值降低¹?。pH值為5.65，盡管是酸性的，卻不認為是酸雨。假定標準大氣中的二氧化碳濃度為0.0355％-1，則自然，無污染的雨或雪的pH值預(yù)計將接近5.6。酸雨要求pH值低于5.0²¹。

5.65也是與空氣平衡且未與碳酸鹽材料或石灰石接觸的水的pH值。

天然pH值的影響

碳酸鹽材料和石灰石是可以緩沖水中pH值變化的兩個元素。碳酸鈣（CaCO3）和其他碳酸氫鹽可與氫或氫氧根離子結(jié)合以中和pH值。當(dāng)土壤中存在碳酸鹽礦物時，水的緩沖能力（堿度）會增加，即使添加酸或堿，水的pH值也接近中性。除此之外的其他碳酸鹽材料可使中性水略帶堿性。

如前所述，未污染的雨水呈弱酸性（pH值為5.6）。雨水的pH值也可能由于火山灰，濕地中減少硫酸鹽的細菌，野火引起的空氣傳播顆粒甚至閃電¹而降低。如果雨水落在緩沖性差的水源上，則會通過徑流降低附近水的pH值。

松針或冷杉針還可以分解土壤，從而降低土壤以及流經(jīng)土壤的水的pH值。強烈的光合作用會去除水中的二氧化碳，從而增加水的pH值，盡管這種變化通常是晝夜的。

人造pH影響者

pH波動的人為原因通常與污染有關(guān)。酸雨是人類對水pH值影響的zui著名例子之一。pH值小于5.0的任何形式的沉淀都稱為酸雨²。這種沉淀來自水與氮氧化物，硫氧化物和其他酸性化合物的反應(yīng)，從而降低了已經(jīng)微酸性的pH值。這些排放物通常來自采礦和冶煉作業(yè)或化石燃料燃燒（燃煤和汽車）¹?。極高的二氧化碳含量還可以進一步降低雨水的pH值。

點源污染是常見的原因，可以根據(jù)所涉及的化學(xué)物質(zhì)增加或降低pH值。這些化學(xué)物質(zhì)可能來自農(nóng)業(yè)徑流，廢水排放或工業(yè)徑流。如果周圍土壤緩沖不良，則采礦作業(yè)（特別是煤炭）會產(chǎn)生酸性徑流和酸性地下水滲流。包含清潔劑和肥皂基產(chǎn)品的廢水排放會導(dǎo)致水源變得太堿性。