Морська вода

1. солоність [ правити | правити код ]
2. Біогенні речовини [ правити | правити код ]
3. Розчинені гази [ правити | правити код ]
4. Фізичні властивості [ правити | правити код ]

Морська вода - вода морів і океанів . солоність світового океану складає в середньому 3,47% (34,7 ‰ ), З коливаннями від 3,4 до 3,6% (34-36 ‰). Це означає, що в кожному літрі морської води розчинено 35 грамів солей (переважно хлориду натрію ). це 0,6 моль / літр (В припущенні, що вся сіль являє собою NaCl , Що насправді не так) [1] .

солоність [ правити | правити код ]

В океанах солоність води майже повсюдно близька до 3,5%, проте в морях вода має нерівномірно розподілену солоність. Найменш солоною є вода Фінської затоки і північній частині Ботнічної затоки , Що входять в акваторію Балтійського моря . Найбільш солоною є вода червоного моря і східна частина Середземного моря . Солоні озера, такі як Мертве море , Можуть мати значно більший рівень вмісту солей.

Морська вода слаболужна, pH варіюється в межах від 7,5 до 8,4. Відносно висока стабільність pH пов'язана з наявністю карбонатної буферної системи [2] [3] [4] . Кілька менше значення для підтримки pH має боратного система [5] . Найбільш високо значення pH у поверхні моря, з глибиною воно дещо знижується. В опріснених ділянках величина pH може знижуватися до нейтральної і навіть слабокислою [6] .

Хімічні елементи (по масі) Елемент Відсоток Елемент Процентний вміст кисень 85,7 сірка 0,0885 водень 10,8 кальцій 0,04 хлор 1,9 калій 0,0380 натрій 1,05 бром 0,0065 магній 0,1350 вуглець 0,0026 Загальний молярний склад морської води [7] Компонент Концентрація (моль / кг) H2O 53,6 Cl- 0,546 Na + 0,469 Mg2 + 0,0528 SO42- 0,0283 Ca2 + 0,0103 K + 0,0102 C 0,00206 Br- 0,000844 B 0,000416 Sr2 + 0,000091 F- 0,000068 Au3 + +0,00000000002

Біогенні речовини [ правити | правити код ]

біогенні елементи необхідні для живих організмів. До них відносять фосфор , азот (В неорганічних з'єднаннях) і (для деяких організмів) кремній . Важливу роль відіграють метали, що зустрічаються в невеликій кількості [8] .

Вміст біогенних речовин у морській воді не постійно, і різниться в залежності від місця, глибини і часу взяття проби. Зазвичай їх зміст мінімально біля поверхні, зростає до максимуму до глибини 1000-1500 метрів, і потім знову плавно знижується. Вміст фосфатів може різко підвищуватися у дна океану [9] .

при апвелінгу вода піднімається до поверхні і приносить туди містяться в ній біогени.

Розчинені гази [ правити | правити код ]

Контактуючи з атмосферою, морська вода обмінюється з повітрям містяться в ньому газами: киснем, азотом і вуглекислим газом. Ці ж гази потрапляють в морську воду в результаті хімічних і біологічних процесів, що протікають в океані. Деяка кількість газів вноситься в океан з річковою водою.

Кількість газів, розчинених в морській воді, залежить від їх розчинності і від парціального тиску в повітрі. З підвищенням температури розчинність газів і, відповідно, утримання їх в морській воді зменшується.

Співвідношення розчиненого кисню та азоту в морській воді відрізняється від їх співвідношення в атмосфері. Через кращої розчинності кисню концентрація його в воді щодо вище, його співвідношення з азотом 1: 2 [10] .

В анаеробних умовах у воді може накопичуватися сірководень - наприклад, в чорному морі на глибині понад 200 метрів.

Фізичні властивості [ правити | правити код ]

щільність морської води коливається в межах від 1020 до 1030 кг / м³ і залежить від температури і солоності. При солоності, що перевищує 24 ‰, температура максимальної щільності стає нижче температури замерзання [11] - при охолодженні морська вода завжди стискається, і щільність її зростає [12] .

Швидкість звуку в морській воді - близько 1500 м / с.

Властивості морської води з солоністю 35 ‰: [1] Морська вода Чиста вода Щільність при 25 ° C, г / см3: 1,02412 0,9971 В'язкість при 25 ° C, мілліпуаз : 9,02 8,90 Тиск пара при 20 ° C, мм. рт. ст .: 17,35 17,54 Температура максимальної щільності, ° C: -3,52 (Переохолоджена Рідина) +3,98 [1] Точка замерзання, ° C: -1,91 0,00 Поверхневий натяг при 25 ° C, дин / см: 72,74 71,97 Швидкість звуку при 0 ° C, м / с 1450 1407 Питома теплоємність при 7,5 ° C, Дж / (г · ° C): 3,898 4,182

Наукове пояснення появи солоної води в море було покладено роботами Едмунда Галлея в 1715 році . Він припустив, що сіль і інші мінерали вимивалися з грунту і доставлялися в море ріками. Досягнувши океану, солі залишалися й поступово концентрувалися. Галлей зауважив, що більшість озер, що не мають водної зв'язку з океанами, мають солону воду.

Теорія Галлея почасти вірна. До того ж до неї слід згадати, що з'єднання натрію вимивалися з дна океанів на ранніх етапах їх формування. Присутність іншого елемента солі, хлору, пояснюється його вивільненням (у вигляді хлороводню ) З надр Землі при виверженнях вулканів . атоми натрію і хлору поступово стали основними складовими сольового складу морської води.

Морська вода непридатна для пиття через високий вміст солей і мінеральних речовин, для виведення яких з організму потрібно води більше, ніж її випите кількість. Однак після опріснення таку воду можна пити.

У 1950-х роках французький лікар і мандрівник Ален Бомбар експериментально довів, що морську воду можна без шкоди для здоров'я пити в невеликих (близько 700 мл / добу) кількостях протягом 5-7 днів [13] . Див. також фізіологічна адаптація . Распреснённая морська вода солоністю в 3-4 рази нижче океанічної (не більше 8-11 проміле) в деяких затоках, лагунах , естуаріях , Куди впадають великі річки, таких морях, як Азовське, Балтійське, Каспійське, набагато менш шкідлива, ніж океанічна, і може потроху застосовуватися для пиття і виживання в надзвичайних ситуаціях. Аналогічне досягається, якщо розбавити океанську воду прісної як мінімум в співвідношенні 2: 3.

В Гонконгу морська вода широко використовується в зливних системах туалетів . Більш ніж 90% з них використовують для змиву саме морську воду в цілях економії води прісної. Початок цій практиці було покладено в 1960-х і 1970-х роках, коли видобуток прісної води стала скрутна для жителів колишньої британської колонії.

1. ↑ 1 2 3 Хорн, 1972 , С. 51.
2. ↑ Хорн, 1972 , С. 160.
3. ↑ Zeebe et al, 2001. , С. 3.
4. ↑ Схема карбонатної системи океану (по R. Zeebe 2001):
   C O 2 atm. ⇕ CO 2 + H 2 O = HCO 3 - + H + = CO 3 2 - + 2 H + {\ displaystyle {\ begin {matrix} CO_ {2} {\ mbox {atm.}} \\\ Updownarrow \\ CO_ {2} + H_ {2} O = HCO_ {3} ^ {-} + H ^ {+} = CO_ {3} ^ {2 -} + 2H ^ {+} \ end {matrix}}} Б.
   Що знаходиться в рівновазі з атмосферою океанська вода при солоності 35 ‰ і температурі 25 ° C має pH 8,1. Співвідношення форм неорганічного розчиненого вуглецю при цьому:
   CO 2: HCO 3 -: CO 3 2 - ≈ 0, 5%: 86, 5%: 13% {\ displaystyle CO_ {2}: HCO_ {3} ^ {-}: CO_ {3} ^ {2} \ approx 0,5 \%: 86,5 \%: 13 \%}
5. ↑ Zeebe et al, 2001. , С. 8.
6. ↑ Хорн, 1972 , С. 139.
7. ↑ Chapter 5 - Physical and thermodynamic data
8. ↑ Grasshoff et al, 1999. , С. 159.
9. ↑ Grasshoff et al, 1999. , С. 160.
10. ↑ Смирнов і ін., 1988 , С. 37.
11. ↑ Вейль, 1977 , С. 89-90.
12. ↑ на відміну від прісної води, що має максимальну щільність при 4 ° C.
13. ↑ Ален Бомбар. За бортом по своїй волі. - М.: Паблішер , 2014. - 234 с. - ISBN 978-5-9614-4794-1 .

• Хорн Р. Морська хімія (структура води і хімія гідросфери) = Marine Chemistry (The structure of Water and the Chemistry of Hydrosphere ). - Москва: Мир, 1972. - (Науки про землю).
• Керівництво по хімічному аналізу морських вод (РД52.10.243-293) / С. Г. Орадовскій. - С.-Пб: «Гидрометеоиздат», 1993. - (Керівний документ).
• Zeebe RE, Wolf-Gladrow D. CO2 in Seawater: equilibrum, kinetics, isotopes. - Elsevier Science BV, 2001. - P. 346. - (Elsevier Oceanography Series). - ISBN 0 444 50579 2 .
• Grasshoff K., Kremling K., Ehrhardt M. Methods of seawater analysis. - Third, Completely Revised and Extended Edition. - WILEY-VCH, 1999. - ISBN 3-527-29589-5 .
• Смирнов Г.Н., Курлович Є.В., Вітрешко І.А., Мальгін І.А. Гідрологія і гідротехнічні споруди: Учеб. для вузів по спец. «Водопостачання та каналізація» / під ред. Г.Н. Смирнова. - Вища. шк .. - М., 1988. - 472 с. - 10 000 прим.

• Вейль П. Популярна океанографія = Oceanography. An Introduction to the Marine Environment by Peter K. Weyl / Пер. з англ. Г.І. Баранова, В.В. Панова, А.О. Шпайхера. Під ред. А.Ф. Трешнікова. - Л.: «Гидрометеоиздат», 1977. - 504 с илл. с. - 50 000 прим.