Il pH è una grandezza importante che riflette le condizioni chimiche di una soluzione. Il pH può controllare la disponibilità dei nutrienti, le funzioni biologiche, l’attività microbica e il comportamento delle sostanze chimiche. Per questo motivo, il monitoraggio o il controllo del pH del suolo, dell’acqua e dei prodotti alimentari o delle bevande è importante per un’ampia varietà di applicazioni.

Agricoltura e giardinaggio

Il suolo è un sistema complesso che coinvolge molti fattori diversi che sono influenzati dal pH del suolo, come l’attività microbica, la crescita dei funghi, la disponibilità di nutrienti e la crescita delle radici.

In condizioni di acidità, molti minerali nel suolo diventano solubili, rilasciando metalli tossici come l’alluminio. Alcuni nutrienti, come il fosforo e il molibdeno, diventano meno disponibili a valori di pH più bassi. In condizioni alcaline (basiche), il terreno può diventare carente di nutrienti come zinco, rame, ferro, manganese, boro e fosforo.

La maggior parte delle piante tende a dare il meglio di sé in un intervallo di pH compreso tra 6,0 e 7,0 circa, che è l’intervallo in cui sono disponibili la maggior parte dei nutrienti. Tuttavia, alcune piante preferiscono condizioni più acide o basiche, come i mirtilli (4,0-6,0) o il giacinto (6,5-7,5).

Quando il pH del suolo è al di fuori dell’intervallo desiderato, il pH può essere modificato aggiungendo materiale acido (ad esempio, zolfo nativo) o basico (ad esempio, calce) al suolo. Per correggere il pH di un terreno acido con la calce, è necessario condurre un’analisi dell’acidità scambiabile in modo da poter calcolare la quantità di calce necessaria.

Acquacoltura ed ecosistemi acquatici

L’acqua con un pH troppo basso o troppo alto può essere dannosa per i pesci e altre forme di vita acquatica. A pH basso, i metalli tossici come l’alluminio possono entrare nell’acqua in concentrazioni maggiori, alcune sostanze chimiche contenenti azoto diventano più tossiche e i processi metabolici dei pesci possono diventare meno efficienti. L’acqua con un pH inferiore a 5 può inibire la riproduzione o portare alla morte, e i pesci giovani e altri organismi acquatici sono particolarmente suscettibili. L’acqua con un pH inferiore a 6,5 può inibire la crescita.

Ad alti valori di pH (come >9), la maggior parte degli ioni di ammonio sono convertiti in ammoniaca, che è tossica per i pesci. Questo problema peggiora con l’aumento della temperatura. L’acqua con un pH tra 9 e 10 tenderà a inibire la crescita, e l’acqua con un pH di 11 o superiore ucciderà i pesci.

La gamma di pH tra 6,5-9 è accettabile per la maggior parte dei pesci. Negli acquari e in altri sistemi acquatici chiusi, è importante che l’acqua sia sufficientemente tamponata (di solito con ioni bicarbonato e carbonato) per prevenire oscillazioni selvagge del pH.

Trattamento dell’acqua

Sia nel trattamento dell’acqua potabile che delle acque reflue, il pH è importante. Il pH dell’acqua potabile dovrebbe essere compreso tra 6,5 e 8,5. L’acqua potabile a basso pH può degradare i tubi, causando la lisciviazione di metalli tossici come il rame e il piombo nella fornitura di acqua. L’acqua con un pH troppo alto ha un sapore sgradevole, e l’efficacia dei disinfettanti come il cloro diminuisce.

Nel trattamento delle acque reflue (per esempio, liquami o rifiuti industriali), il pH è controllato in modo che le reazioni chimiche o microbiche desiderate procedano nel modo più efficiente possibile. Gli operatori monitorano e regolano attentamente il pH per rispondere al cambiamento delle condizioni chimiche o microbiologiche.

Manutenzione delle piscine

Le piscine per il nuoto hanno tipicamente valori di pH nell’intervallo da 7,2 a 7,8. Se il pH è troppo alto, l’efficacia del disinfettante a base di cloro diventa troppo bassa, rendendo la piscina suscettibile di crescita algale e impedendole di uccidere efficacemente virus e batteri. Se il pH è troppo basso, l’acqua diventa irritante per gli occhi e il naso, e può corrodere l’intonaco o le superfici metalliche.

Industria alimentare

Nell’industria alimentare, il pH viene misurato per verificare la qualità, per controllare l’attività microbica, per controllare il gusto e altre proprietà, e per prolungare la durata di conservazione del cibo. Nel latte, il pH viene testato per verificare la presenza di impurità o infezioni. Il pH è anche influenzato dall’inacidimento del latte e dalla maturazione della panna, e il pH determina se il formaggio sarà morbido o duro. Il pH della panna determina anche se il burro sarà acido o dolce. Per la produzione di yogurt, il pH del latte in coltura è mantenuto basso per mantenere un ambiente desiderabile per un’adeguata attività microbica.

Il pH degli alimenti è anche usato per monitorare la loro qualità. Per esempio, un pH troppo alto può indicare carne degradata.

Per molti alimenti, il pH deve essere mantenuto entro un intervallo ristretto in modo che l’alimento possa essere conservato per un periodo più lungo. Per esempio, la pastella per la cottura del pane viene acidificata per prolungare la durata di conservazione del pane, così come le salse come la maionese. Quando si inscatolano cibi a bassa acidità (con pH < 4,6), si deve prestare particolare attenzione ad uccidere le spore batteriche perché queste possono crescere quando il pH è superiore a 4,6, causando potenzialmente il botulismo.

Birra e vinificazione

Similmente ad altri processi che coinvolgono l’attività microbica, il pH influenza molti aspetti diversi del processo di produzione della birra. In particolare, il pH del mash controlla il comportamento di diversi enzimi usati nella produzione della birra, e dovrebbe essere tra 5,3 e 5,8 per la maggior parte dei mash.

Il pH del vino deve essere mantenuto a un livello basso per evitare che i batteri degradino il vino. I vini a pH più basso tenderanno a maturare più lentamente e saranno meno suscettibili al deterioramento. Il pH del vino influenza anche il suo gusto, poiché i vini più acidi tendono ad essere secchi. I valori di pH per i vini di solito sono compresi tra 3,0 e 4,0, e i vini bianchi tendono ad avere valori di pH più bassi dei vini rossi.