تقلبات الأس الهيدروجيني (pH) في المسطحات المائية: ما هي أسبابها؟

يُعد الرقم الهيدروجيني (pH) مرجعاً أساسياً لفهم كيفية عمل الوسط المائي، فهو يشير إلى ما إذا كان الماء يميل إلى الحالة الحمضية أو المتعادلة أو القاعدية، لكن لا يجب تفسيره بمعزل عن العوامل الأخرى أبداً. ففي البرك أو البحيرات أو المستنقعات أو أحواض التجميع، قد تكشف القيمة التي تتذبذب بشكل حاد عن وجود هشاشة في النظام البيئي. وتؤثر هذه ال��غيرات على توفر بعض العناصر المعدنية، وراحة الأسماك، ونشاط البكتيريا، ونمو النباتات.

قد يكون التطور المعتدل بين الصباح ونهاية اليوم أمراً طبيعياً. في المقابل، تستحق الفروقات المفاجئة أو المتكررة اهتماماً خاصاً، فهي تشير غالباً إلى وجود تفاعل بين الغطاء النباتي والطحالب والمواد الخارجية والرواسب والأكسجين المذاب. إن تحديد السبب الحقيقي يساعد في تجنب التدخلات غير الضرورية واستعادة استقرار المياه على المدى الطويل.

لماذا يتغير الرقم الهيدروجيني (pH) في وسط مائي؟

يعتمد الأس الهيدروجيني (pH) لأي مسطح مائي على العديد من الظواهر الفيزيائية والبيولوجية والكيميائية. إذ يمكن لدرجة الحرارة، وأشعة الشمس، وحركة المياه، والأمطار، أو حتى المواد العضوية المتحللة أن تغير من تطوره. ومع ذلك، يظل العامل الأكثر أهمية هو ثاني أكسيد الكربون: فعندما يكون وفيراً في الماء، فإنه يعزز ميلاً أكثر حمضية؛ وعندما تستهلكه النباتات، تصبح المياه عموماً أكثر قاعدية.

يفسر هذا المنطق الاختلافات التي تُلاحظ بشكل متكرر خلال اليوم نفسه. ففي الليل، تتنفس الكائنات الحية وتطرح ثاني أكسيد الكربون. وعند بزوغ الفجر، قد يكون المستوى المقاس أقل. ومع وجود الضوء، تقوم الطحالب والنباتات بعملية التمثيل الضوئي، فتستهلك هذا الغاز وتؤدي إلى ارتفاع القيمة مجددًا. غالبًا ما يكون التفاوت الملحوظ بين الفجر وفترة ما بعد ��لظهر علامة على الإنتاج النباتي المفرط.

دور الطحالب و【1】العوالق النباتية【/1】

عندما يصبح الماء أخضر أو عكراً، فقد يكون وجود العوالق النباتية كبيراً. تتفاعل هذه الكائنات الحية الدقيقة بسرعة كبيرة مع المغذيات المتاحة، ولا سيما الفوسفور والنيتروجين. يمكن لنشاطها الضوئي أن يسبب ارتفاعات ملحوظة في فترات سطوع الشمس، تليها انخفاضات ليلية مرتبطة بالتنفس. تصبح هذه الآلية مثيرة للقلق عندما تسيطر كتلة الطحالب على عمل المسطح المائي.

لا يؤدي تكاثر النباتات إلى تغيير درجة الحموضة فحسب، بل يمكن أن يؤدي أيضاً إلى تقلبات في الأكسجين المذاب، وزيادة إجهاد الأسماك، وتعزيز تراكم المواد العضوية بعد تحللها. وفي هذا السياق، فإن فهم أسباب اخضرار المياه المرتبط بالعوالق النباتية يساعد في معالجة أصل المشكلة بدلاً من الاكتفاء بأعراضها فقط.

الأسباب الرئيسية لعدم استقرار المياه

لا ينتج تغير القيمة دائمًا عن عامل واحد. ففي كثير من الحالات، تتراكم اضطرابات متعددة: إمدادات المغذيات، وضعف تجدد المياه، والرواسب الغنية بالمواد العضوية، والنباتات الكثيفة أو نقص الدوران. يعتمد الاستقرار على التوازن الشامل بين الإنتاج والاستهلاك وتجدد الغازات المذابة.

• يمكن للأمطار الغزيرة أن تخفف تركيز بعض المعادن وتجرف جزيئات من التربة المجاورة.
• يمكن أن تؤدي مياه الجريان السطحي الزراعية أو الحضرية أو الناتجة عن المناظر الطبيعية إلى جلب الأسمدة وتعزيز نمو 【1】الطحالب【/1】.
• تستهلك عملية تحلل الأوراق، أو الأعشاب المقطوعة، أو الأوحال الأكسجين وتطلق ثاني أكسيد الكربون.
• المياه التي لا تتعرض للتقليب كثيراً تعزز الاختلافات بين السطح والقاع والمناطق المنعزلة.
• النباتات المفرطة تغير الدورات اليومية للتنفس والتمثيل الضوئي.

غالباً ما تؤدي نوبات الحر إلى تفاقم هذه الآليات. فالمياه الدافئة تكون أقل قدرة على الاحتفاظ بالأكسجين المذاب وتعزز النشاط البيولوجي. وفي خزان زراعي أو بركة أو حوض تجميع مياه الأمطار، يمكن للتعرض القوي لأشعة الشمس مقترناً بضحالة المياه أن يجعل هذه التقلبات أكثر وضوحاً. لذا تتطلب فترات الصيف متابعة أكثر انتظاماً، خاصة بعد حدوث عاصفة رعدية أو نمو كثيف للطحالب.

كيف يمكن تفسير القياسات التي تم إجراؤها؟

لا يقدم القياس الفردي سوى القليل من المعلومات. لفهم التطور الحقيقي، من الأفضل إجراء قياسات في أوقات متعددة، ويفضل أن يكون ذلك في الصباح الباكر وفي أواخر فترة بعد الظهر، دائماً عند عمق مماثل. من المفيد أيضاً تدوين حالة الطقس، وشفافية المياه، ودرجة الحرارة، وسلوك الأسماك. تعد مقارنة البيانات بمرور الوقت أكثر فائدة من رقم منعزل.

يسمح الجدول أدناه بربط بعض الملاحظات المتكررة بمسارات تحليل ملموسة.

لا تغني هذه المؤشرات عن التشخيص، إذ يمكن أن يكون للعرض نفسه عدة أسباب. ومع ذلك، فهي تتيح توجيه الملاحظة بشكل أفضل. فعلى سبيل المثال، لا تتطلب الزيادة النهارية المرتبطة بمياه خضراء جدًا نفس الاستجابة التي يتطلبها انخفاض مستمر مرتبط بحمل عضوي ثقيل. يظل السياق البصري والبيولوجي أمرًا لا غنى عنه لتفسير القراءات.

ما هي المخاطر التي تهدد الحياة البرية واستخدامات المسطح المائي؟

يمكن أن تؤدي التفاوتات الكبيرة جدًا إلى إضعاف الأنواع المائية. فليست للأسماك واللافقاريات والكائنات الحية الدقيقة نفس القدرة على تحمل التغيرات السريعة. إذ يمكن للمياه القاعدية أكثر من اللازم أن تزيد من سمية بعض المواد النيتروجينية، في حين أن الانخفاض الليلي المقترن بنقص الأكسجين قد يسبب سلوكيات غير معتادة: صعود الأسماك إلى السطح، أو تسارع التنفس، أو الانتقال نحو المناطق الأكثر تهوية【1】.

تؤثر العواقب أيضاً على الاستخدامات البشرية. ففي أحواض الري، وخزانات التلال، ومسطحات المياه الترفيهية، أو المنشآت الهيدروليكية، يمكن أن تؤدي المياه غير المستقرة إلى تعقيد الإدارة اليومية. وقد تُضاف العكارة، والروائح، والرواسب العضوية، والنمو النباتي إلى المشكلة الأساسية. وتعد مراقبة الأكسجين حينها إجراءً تكميلياً: إذ من المفيد ��لاطلاع على الممارسات الجيدة لـ تحسين تهوية بركة المياه.

العمل بشكل مستدام للحد من التقلبات

تتمثل أفضل استراتيجية في الحد من الأسباب التي تغذي عدم الاستقرار. ويشمل ذلك التحكم في مدخلات المغذيات، والحد من الجريان السطحي المحمل بالرواسب، والإدارة الرشيدة للنباتات، ومراقبة الترسيب. كما يمكن أن تساهم الصيانة المناسبة للمناطق المحيطة في تقليل وصول التربة والأوراق والأسمدة إلى المياه. يجب السعي نحو تحقيق توازن وظيفي، وليس فقط تص��يح إجراء ظرفي.

عندما تصبح الفوارق كبيرة، أو يتغير مظهر الماء، أو تظهر على الأسماك علامات الإجهاد، يفضل اتباع نهج شامل. يمكن للحلول البيئية المخصصة للمسطحات المائية أن تجمع بين التنظيم البيولوجي، والعمل على الرواسب، والتحكم في الغطاء النباتي حسب الاحتياجات المرصودة. وللتعمق في الآليات المعنية، تعرض الصفحة المخصصة لـتغيرات الأس الهيدروجيني وعدم الاستقرار الكيميائي الإشارات التي يجب مراقبتها.

من الناحية العملية، يظل انتظام القراءات ومراقبة البيئة المحيطة هما أفضل الحلفاء، فالمسطح المائي الحي يشهد تقلبات طبيعية، ولكن يجب اعتبار التغيرات المفرطة بمثابة رسالة يرسلها النظام البيئي. ومن خلال التعرف المبكر على الطحالب، أو المدخلات العضوية، أو نقص الأكسجة، أو تراكم الطمي، يصبح من الممكن الحفاظ على جودة المياه بشكل مستدام.