PH代表水中的氫離子濃度,，定義為分子氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)(-log[H+]),。當(dāng)pH值低于7時(shí)，水被視為酸性,；當(dāng)pH值高于7時(shí),，水被視為堿性。純水是經(jīng)過完全凈化且不含礦物質(zhì)的水,，因此離子濃度較低,。在25攝氏度時(shí)，純水的pH值為7,，具有相同數(shù)量的氫 (H+) 和羥基 (OH–) 離子 （圖1）：

由于純水具有等摩爾濃度的H+和OH-它在反應(yīng)中呈中性,，既不是酸性也不是堿性,。25℃時(shí)純水的pH值為7,，水呈中性反應(yīng)，但在較低溫度下,，中和點(diǎn)的pH值稍高,，反之亦然。

二氧化碳 (CO2) 溶解在水中,，并與水反應(yīng)生成極小但等摩爾本構(gòu)形式的H+離子和碳酸氫根 (HCO3–)（圖2）,。

純凈水是經(jīng)過完全凈化的水，不含礦物質(zhì),，因此離子濃度較低,。在25℃的溫度下，純水的pH值為7.0,。然而,，如果長(zhǎng)時(shí)間放置在空氣中,，水會(huì)與大氣中的二氧化碳接觸并形成平衡，這種平衡將使pH值降至5.6左右,。

二氧化碳通過空氣和水生生物的呼吸進(jìn)入水中,，天然水中二氧化碳的濃度通常大于大氣中二氧化碳的平衡濃度。此外,，天然水中的碳酸氫鹽通常比純凈水中更豐富,。這是與水接觸的石灰石、硅酸鈣等礦物質(zhì)溶解的結(jié)果,。

等式2中的反應(yīng)達(dá)到平衡,，其中反應(yīng)物（CO2和水）和產(chǎn)物（氫離子和碳酸氫鹽）的濃度具有由常數(shù)平衡數(shù)（K）確定的特定摩爾比，如下圖（3）所示,。

然而,，水解離很少，摩爾濃度不受影響,，方程3可以重寫為 (圖4),。

在二氧化碳和水的反應(yīng)中， 25℃時(shí)K值為10＾-6.35 ,。當(dāng)碳酸氫鹽濃度為61mg/L（0.001 mol）,、pH為7.0時(shí)，平衡常數(shù)（K=10 -6.35 ）所需的二氧化碳濃度為10＾-3.65 M或9.85 毫克/升,。根據(jù)等式4計(jì)算不同pH值下的二氧化碳濃度,，表明當(dāng)二氧化碳被去除時(shí)，pH值會(huì)增加,。

當(dāng)植物利用二氧化碳進(jìn)行光合作用時(shí),，水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘的pH值通常會(huì)在白天升高。晚上,，池塘中的生物體進(jìn)行呼吸,，釋放二氧化碳，導(dǎo)致pH值下降,。在其他生產(chǎn)系統(tǒng)中,，二氧化碳去除過程會(huì)提高pH值，反之亦然,。

較低的堿度還會(huì)減少特定pH水平下水中的二氧化碳含量,。在61mg/L碳酸氫鹽（堿度50mg/L）下，pH 為7時(shí),，水含有9.9 mg/L二氧化碳,。在30mg/L或10＾-3.31 mol 碳酸氫鹽（25mg/L堿性）下，水只能容納4.82 mg /L二氧化碳（pH7時(shí)）。

水溫也會(huì)影響特定pH值下的二氧化碳濃度,。10°C的水,，淡水中二氧化碳反應(yīng)的K為10＾-6.69，25°C時(shí)會(huì)產(chǎn)生更高的碳濃度,。

當(dāng)pH值高于8.3-8.4時(shí),，水被認(rèn)為不含二氧化碳，但水生植物可以從碳酸氫鹽中獲取二氧化碳用于光合作用,。碳酸氫根被植物吸收,，通過碳酸酐酶催化的反應(yīng)，兩個(gè)碳酸氫根離子轉(zhuǎn)化為二氧化碳和碳酸根離子(CO32- ) ( 圖5 ),。

圖5中釋放的二氧化碳用于光合作用,，釋放到水中的碳酸根離子會(huì)水解去除H+，并導(dǎo)致pH值上升（高于 8.3,，可以達(dá)到 9.0 或更高）,。夜間呼吸作用釋放的二氧化碳將碳酸鹽轉(zhuǎn)化回碳酸氫鹽，從而降低pH值,，當(dāng)碳酸鹽消失時(shí),，二氧化碳繼續(xù)釋放，導(dǎo)致pH值繼續(xù)降低,。高堿度和高鈣濃度的水,，碳酸鹽與鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀。在循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)或孵化場(chǎng)中,，碳酸鈣沉淀可能對(duì)卵和幼苗有害,，并可能導(dǎo)致系統(tǒng)表面沉積。

一般來說,，在溶解氧濃度足夠的水中,，20毫克/升或可能更多的二氧化碳對(duì)水生動(dòng)物幾乎沒有傷害或沒有傷害。當(dāng)溶解氧水平較低時(shí),，二氧化碳濃度升高傷害是非常巨大的,，因?yàn)樗鼤?huì)抑制魚類血液中血紅蛋白的飽和度，甚至可能抑制無脊椎動(dòng)物血液中血藍(lán)蛋白的飽和度,。低溶解氧濃度通常與高CO濃度相關(guān),，通過呼吸釋放CO的速率高于光合作用或其他方式提供的溶解氧的速率,。

水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘的二氧化碳濃度白天通常較低,，但夜間可能超過20毫克/升。當(dāng)溶解氧濃度最低時(shí),，二氧化碳濃度通常最高,。

水中二氧化碳濃度高，會(huì)干擾魚鰓排出二氧化碳。這會(huì)增加血漿中二氧化碳的濃度,，從而降低血液的pH值,。這種情況會(huì)降低血紅蛋白的氧結(jié)合能力，并減少鰓中血液對(duì)氧氣的吸收,，即使溶解氧濃度很高也是如此,。水中二氧化碳濃度升高的總體影響是降低呼吸效率和水生動(dòng)物對(duì)低溶解氧濃度的耐受性。

在一定的溶解氧濃度（例如2毫克/升）下,，當(dāng)二氧化碳含量較高時(shí),，魚蝦可能會(huì)缺氧窒息，而當(dāng)二氧化碳含量較低時(shí),，魚似乎不受影響,。如果積累緩慢且溶解氧濃度在5mg/L以上，鯰魚可以耐受20-30mg/L的二氧化碳,。

二氧化碳,、pH值和堿度密切相關(guān)，會(huì)對(duì)水生動(dòng)物的生產(chǎn)力,、應(yīng)激水平和健康以及池塘中氨和某些金屬的毒性產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,。二氧化碳是池塘產(chǎn)酸的主要來源，降低pH值,，因此堿度較高時(shí),，中和二氧化碳的能力較好。