Химический состав морской воды таблица

Распространение морских льдов

Площадь распространения морских льдов меняется по сезонам от 9 до 18 млн км² в Северном полушарии и от 5 до 20 млн км² в Южном. Максимальное развитие ледяного покрова в Северном полушарии наблюдается в феврале-марте, а в Антарктике — в сентябре-октябре. В целом на земном шаре морские льды с учетом сезонных колебаний покрывают 26,3 млн км² при средней толщине покрова около 1,5 м. Морские льды образуются во всех морях Северного Ледовитого океана. Зимой они формируются также в Беринговом, Охотском, Азовском, Аральском и Белом морях, в Финском, Ботническом и Рижском заливах Балтийского моря, в северных частях Японского и Каспийского морей и временами на северо-западном побережье Черного моря.

В Арктике выделяют шесть градаций однолетних и многолетних льдов, различающихся по толщине и времени их существования. Однолетний лед называется тонким при толщине 30-70 см, средней толщины — от 70 до 120 см и толстым — более 120 см. Двухлетние льды имеют толщину 180-280 см, трех- и четырехлетние — 240-280 см. Толщина многолетних льдов достигает 280-360 см. В период максимального развития ледяного покрова в Северном Ледовитом океане многолетние льды занимают 28% общей площади, двухлетние — 25%, однолетние и молодые — 47%.

В Южном полушарии ледяной покров развивается с апреля по сентябрь концентрически вокруг Антарктиды. Многолетние льды там практически не встречаются, а двухлетние занимают менее 25% площади максимального развития льдов.

Морские льды образуются под совместным воздействием теплоотдачи с поверхности воды в атмосферу, переохлаждения воды и при наличии ядер конденсации. Все физико-химические свойства морского льда зависят от солености воды, из которой он образовался. Так как температура замерзания морской воды непостоянна и понижается по мере роста солености воды, то образование морского льда происходит более медленно, чем пресного льда.

Природная вода никогда не бывает химически чистой. Даже атмосферная влага содержит различные примеси (растворенные газы, пыль, микроорганизмы и т. п.), которые улавливаются ею из воздуха. Химический состав гидросферы в целом оценивают по составу морских и океанических вод.

Содержание растворенных в морской воде химических соединений определяется или в массовых долях процента, или в промиллях, и называется соленостью. Средняя соленость океанической воды равна 34,5 %. Это означает, что в 1 л воды содержится 34,5 г соли (промилле равно 0,1% и обозначается как ‰). В воде растворено 0,48 · 10 23 г солей.

Несмотря на ряд физико-химических, биологических и геологических процессов, происходящих в морской воде, ее солевой состав практически постоянен (это константа планеты Земля). Особенно это относится к районам, удаленным от береговой линии. Меняется лишь концентрация растворенных веществ, главную массу которых составляет поваренная соль (NaCl).

Химические элементы морской воды находятся в различных соединениях, главные из которых приведены в табл.

Таблица — Главные составные части морской воды

Химические соединения Содержание г на 1 000 г воды % всей массы солей
Хлориды: (88,64)
хлористый натрий (соленый вкус) 27,2 77,758
хлористый магний (горький вкус) 3,8 10,878
Сульфаты: (10,802)
сернокислый магний 1,7 4,737
сернокислый кальций 1,2 3,600
сернокислый калий 0,9 2,465
Карбонаты: (0,532)
углекислый магний 0,1 0,315
бромистый магний 0,1 0,217
Другие вещества (0,026)
Сумма 35,0 100,0

Наименьшая соленость (почти ноль) наблюдается близ устьев рек. В приполярных областях из-за таяния льдов соленость океанической воды снижается до 33 и даже до 31‰.

Значительно более изменчива соленость воды в морях, особенно имеющих слабую связь с океаном или полностью ее утерявших. Соленость в таких морях может сильно изменяться в зависимости от интенсивности испарения, определяемой климатом, стока пресных вод с континента и других условий.

Примером моря с повышенной соленостью может служить Красное море, в которое не впадает ни одна река с окружающей его пустынной суши, имеющей большое испарение. На юге соленость моря еще близка к солености прилежащих участков Индийского океана и равна 39‰, но на севере, в Суэцком и Акабском заливах, она достигает 41‰, а зимой повышается даже до 52‰. Придонные воды центральной части Красного моря имеют необычайно высокую соленость. Здесь на глубине 2 тыс. м советской экспедицией на исследовательском судне «Академик С. Вавилов» была установлена соленость 280,7‰.

Наоборот, Черное море, расположенное в более холодном климате, где испарение происходит менее интенсивно, и принимающее в себя пресные воды таких мощных речных артерий, как Дунай, Днестр, Днепр, Дон, Кубань, имеет соленость всего 18‰ – в активной части, 1–9‰ – у берегов. В Азовском море соленость составляет 11–13‰. Еще более низкой соленостью обладает Балтийское море, на опреснение которого влияют те же причины. Соленость его на западе – 7‰, а в Ботническом и Финском заливах падает до 2–5‰. В восточном конце Финского залива, близ Санкт-Петербурга, в так называемой Невской губе, или в Маркизовой луже, она понижается даже до 1‰.

В некоторых замкнутых бассейнах соленость воды в разных их частях изменяется еще резче. Классическим примером может служить Каспийское море, в настоящее время полностью потерявшее связь с океаном и фактически превратившееся в озеро. Близ устьев крупных рек (Волги, Урала, Терека, Куры) вода в Каспии сильно опреснена (7,5‰). В северо-восточной зоне вода бывает настолько пресной под влиянием нагона сюда юго-западными ветрами воды из р. Урала, что местные жители используют ее для хозяйственных надобностей. А в заливе Кара-Богаз-Гол, который расположен в условиях весьма засушливого климата и почти совсем лишен притока пресных вод с суши, соленость достигает 186‰ – величины, при которой начинается выпадение из воды некоторых растворимых солей (мирабилита).

Читайте также:  Чем кормить американского бульдога

В последние десятилетия из-за уменьшения притока речных вод уменьшается глубина Аральского моря и возрастает соленость воды. Даже в наиболее глубоководной – западной его части соленость достигает около 60‰, а в восточной, испаряющейся части моря еще больше (раньше было 10–12‰).

Соленость морской воды изменяется как во времени, так и в пространстве. Это обусловлено непостоянством соотношения между испарением с водной поверхности (Е) и фактором опреснения вод (атмосферные осадки Р, речной сток Q, таяние льда и т. д.). В периоды и в районах, характеризующихся резким преобладанием Е над (P + Q), концентрация солей возрастает. Так, в тропической и субтропической зонах сохраняется соотношение Е > (P + Q). Поэтому между 15 и 25о широты каждого полушария отмечается самая высокая соленость открытой части Мирового океана, составляющая 37,5‰ и несколько более. У экватора обильные осадки значительно превосходят испарение Р >> Е. Поэтому здесь соленость воды на поверхности чаще всего ниже средней (34,0–34,7‰). В умеренных и высоких широтах обычно наблюдается неравенство Е

| следующая лекция ==>
Температура и др | Ресурсы Мирового океана

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 6076 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Морска́я вода́ — вода морей и океанов. Солёность Мирового океана составляет в среднем 3,47 % (34,7 ‰), с колебаниями от 3,4 до 3,6 % (34-36 ‰). Это значит, что в каждом литре морской воды растворено 35 граммов солей (в основном хлорида натрия). Это 0,6 моль/литр (в предположении, что вся соль представляет собой NaCl, что на самом деле не так) [1] .

Содержание

Свойства морской воды [ править | править код ]

Солёность [ править | править код ]

В океанах солёность воды почти повсеместно близка к 3,5 %, однако в морях вода имеет неравномерно распределённую солёность. Наименее солёной является вода Финского залива и северной части Ботнического залива, входящих в акваторию Балтийского моря. Наиболее солёной является вода Красного моря и восточная часть Средиземного моря. Солёные озёра, такие как Мёртвое море, могут иметь значительно больший уровень содержания солей.

Морская вода слабощелочная, pH варьируется в пределах от 7,5 до 8,4. Относительно высокая стабильность pH связана с наличием карбонатной буферной системы [2] [3] [4] . Несколько меньшее значение для поддержания pH имеет боратная система [5] . Наиболее высоко значение pH у поверхности моря, с глубиной оно несколько снижается. В опреснённых участках величина pH может снижаться до нейтральной и даже слабокислой [6] .

Химические элементы (по массе)

Элемент Процент Элемент Процентное содержание
Кислород 85,7 Сера 0,0885
Водород 10,8 Кальций 0,04
Хлор 1,9 Калий 0,0380
Натрий 1,05 Бром 0,0065
Магний 0,1350 Углерод 0,0026
Общий молярный состав морской воды [7]

Компонент Концентрация (моль/кг) H2O 53,6 Cl − 0,546 Na + 0,469 Mg 2+ 0,0528 SO4 2− 0,0283 Ca 2+ 0,0103 K + 0,0102 C 0,00206 Br − 0,000844 B 0,000416 Sr 2+ 0,000091 F − 0,000068 Au 3+ 0,00000000002

Биогенные вещества [ править | править код ]

Биогенные элементы необходимы для живых организмов. К ним относят фосфор, азот (в неорганических соединениях) и (для некоторых организмов) кремний. Важную роль играют металлы, встречающиеся в следовых количествах [8] .

Содержание биогенных веществ в морской воде непостоянно, и различается в зависимости от места, глубины и времени взятия пробы. Обычно их содержание минимально у поверхности, возрастает до максимума до глубины 1000—1500 метров, и затем снова плавно снижается. Содержание фосфатов может резко повышаться у дна океана [9] .

При апвеллинге вода поднимается к поверхности и приносит туда содержащиеся в ней биогены.

Растворённые газы [ править | править код ]

Контактируя с атмосферой, морская вода обменивается с воздухом содержащимися в нём газами: кислородом, азотом и углекислым газом. Эти же газы попадают в морскую воду в результате химических и биологических процессов, протекающих в океане. Некоторое количество газов вносится в океан с речной водой.

Количество газов, растворенных в морской воде, зависит от их растворимости и от парциального давления в воздухе. С повышением температуры растворимость газов и, соответственно, содержание их в морской воде уменьшается.

Соотношение растворенного кислорода и азота в морской воде отличается от их соотношения в атмосфере. Из-за лучшей растворимости кислорода концентрация его в воде относительно выше, его соотношение с азотом 1:2 [10] .

В анаэробных условиях в воде может накапливаться сероводород — например, в Черном море на глубине более 200 метров.

Физические свойства [ править | править код ]

Плотность морской воды колеблется в пределах от 1020 до 1030 кг/м³ и зависит от температуры и солености. При солености, превышающей 24 ‰, температура максимальной плотности становится ниже температуры замерзания [11] — при охлаждении морская вода всегда сжимается, и плотность её растет [12] .

Скорость звука в морской воде — около 1500 м/с.

Свойства морской воды с солёностью 35 ‰: [1]

Морская вода Чистая вода
Плотность при 25 °C, г/см 3 : 1,02412 0,9971
Вязкость при 25 °C, миллипуаз: 9,02 8,90
Давление пара при 20 °C, мм. рт. ст.: 17,35 17,54
Температура максимальной плотности, °C: -3,52 (переохлаждённая жидкость) +3,98 [1]
Точка замерзания, °C: -1,91 0,00
Поверхностное натяжение при 25 °C, дин/см: 72,74 71,97
Скорость звука при 0 °C, м/с: 1450 1407
Удельная теплоёмкость при 7,5 °C, Дж/(г·°C): 3,898 4,182
Читайте также:  Отзывы о породе шипперке

Геохимическое объяснение [ править | править код ]

Научное объяснение появлению солёной воды в море было положено работами Эдмунда Галлея в 1715 году. Он предположил, что соль и другие минералы вымывались из почвы и доставлялись в море реками. Достигнув океана, соли оставались и постепенно концентрировались. Галлей заметил, что большинство озёр, не имеющих водной связи с океанами, имеют солёную воду.

Теория Галлея отчасти верна. Вдобавок к ней следует упомянуть, что соединения натрия вымывались из дна океанов на ранних этапах их формирования. Присутствие другого элемента соли, хлора, объясняется его высвобождением (в виде хлороводорода) из недр Земли при извержениях вулканов. Атомы натрия и хлора постепенно стали основными составляющими солевого состава морской воды.

Непригодность для питья [ править | править код ]

Морская вода непригодна для питья из-за высокого содержания солей и минеральных веществ, для выведения которых из организма требуется воды больше, чем её выпитое количество. Однако после опреснения такую воду можно пить.

В 1950-х годах французский врач и путешественник Ален Бомбар экспериментально доказал, что морскую воду можно без вреда для здоровья пить в небольших (порядка 700 мл/сутки) количествах в течение 5—7 дней [13] . См.также Физиологическая адаптация. Распреснённая морская вода соленостью в 3-4 раза ниже океанической (не более 8—11 промилле) в некоторых заливах, лагунах, эстуариях, куда впадают крупные реки, таких морях, как Азовское, Балтийское, Каспийское, намного менее вредна, чем океаническая, и может понемногу применяться для питья и выживания в чрезвычайных ситуациях. Аналогичное достигается, если разбавить океанскую воду пресной как минимум в соотношении 2:3.

Морская вода в гигиене [ править | править код ]

В Гонконге морская вода широко используется в сливных системах туалетов. Более чем 90 % из них используют для смыва именно морскую воду в целях экономии воды пресной. Начало этой практике было положено в 1960-х и 1970-х годах, когда добыча пресной воды стала затруднительна для жителей бывшей британской колонии.

О том, что морская вода необыкновенно полезна, людям известно с давних времен. В период летних отпусков многие стремятся получить истинное наслаждение от шума прибоя с теплыми волнами, от белой пены, бьющейся о мелкую гальку, и от яркого солнышка. Море является великолепным оздоровляющим комплексом не только для души, но и для тела.

Богатый состав

Вода обладает прекрасной растворяющей способностью. Именно поэтому химически чистую жидкость встретить невозможно. Состав морской воды в корне отличается от пресной. В нем множество различных элементов.

В морях находится слабый, целиком ионизированный раствор, в котором содержится большое количество разнообразных частиц. Химический состав морской воды представляет собой всю таблицу Менделеева. Правда, концентрация некоторых элементов ничтожно мала, и их наличие обнаружилось только в живущих в этой среде организмах.

Существует определенная градация химического состава морской воды. Все находящиеся в ней элементы делят на пять групп:

  1. Главные ионы. Они составляют 99,98% от массы всех растворенных компонентов. В их перечне содержится одиннадцать ионов (натрий и хлор, калий и кальций, бром и бикарбонат, барий и бром, фтор и стронций, а также магний сульфат).
  2. Растворенные инертные газы. Среди них кислород и азот, углекислый газ и т. д.
  3. Биогенные элементы, а также их соединения, которые входят в состав морских организмов. К таким компонентам относятся железо и марганец, водород и кремний и т. д.
  4. Микроэлементы, концентрация которых ничтожно мала (до десяти в минус шестой степени).
  5. Органические вещества.

Элементы, находящиеся в морской воде, обычно представлены соединениями (солями). Основные из них – хлориды, карбонаты и сульфаты.

Соленость

Это наиболее известная и очень интересная особенность морской воды. Солевой состав Мирового океана на протяжении длительного периода в сотни миллионов лет остается стабильным. Без него жизнь подводного царства была бы просто невозможна.

Практически повсеместно уровень солености воды в океанах близок к 35%. Однако в Финском и Ботаническом заливах этот показатель меньше. Вода Красного и восточной части Средиземного морей наиболее соленая.

Благодаря какому элементу проявляется данная особенность? Морская вода имеет соленый вкус в связи с тем, что в ней содержатся сухие соли. Преимущественно это хлорид натрия.

В океанологии соленость считается одной из основных характеристик водной массы.

Растворенные газы

В воде находится азот, кислород, углекислый и некоторые инертные газы. Они попадают в Мировой океан в результате речного стока, биологической деятельности, обмена с атмосферой и т. д.

Количество находящегося в воде газа зависит от его растворимости и температуры жидкости. Обычно этот показатель выражается в процентах и называется «относительное содержание».

Биогидрохимическое состояние водной среды напрямую зависит от находящегося в ней кислорода. Это один из основных показателей, обеспечивающих возможность существования морских организмов и характеризующих интенсивность прохождения окислительных процессов. В поверхностных слоях содержание кислорода приближается к ста процентам. По мере увеличения глубины это значение снижается.

Что касается азота, то в морской воде его содержание сравнительно мало. Этот газ образуется при распаде органических веществ и в процессе восстановления нитратов. Наибольшее его количество содержится в поверхностных водах, уменьшаясь с глубиной.

При затруднении передачи в воды морей кислорода в них образуется сероводород. Этот газ обнаружен на больших глубинах в фьордах Норвегии. Он имеется в Аравийском, Каспийском, Балтийском и Черном морях.

Читайте также:  Гнида что это

Углерод в воды Мирового океана поступает из слоев атмосферы. Его расходуют для фотосинтеза морские растения. Этот газ также участвует в процессе формирования раковин и скелетов обитателей подводного царства. Растворенного углерода значительно больше, чем кислорода и азота.

Биогенные элементы

В состав морской воды входят различные компоненты, играющие особую роль в развитии океанических организмов. Например, соединения кремния, фосфора и азота необходимы для роста водорослей. Подобные удобрения используются для выращивания сельскохозяйственных культур.

Морская вода содержит различные формы фосфорных соединений. В их перечень входят пестициды и полифосфаты, многочисленные виды органических производных и т. д. В некоторых зонах Мирового океана указанные вещества находятся в чрезмерной концентрации. Это происходит в связи с наличием сельскохозяйственных и коммунально-бытовых стоков. Большой объем фосфорных соединений способствует бурному росту водорослей и увеличивает потребность в кислороде. Именно поэтому повышенные концентрации этих веществ рассматриваются как загрязняющий фактор.

Растворенный в морской воде кремний используется водорослями как материал для построения клеток.

Азот в морской воде находится в составе различных соединений. Это неорганические – нитраты, нитриты и соли аммония, а также органические – аминокислоты, белки, гуминовые вещества. Данные соединения являются важнейшими биогенными компонентами морской воды.

Микроэлементы

Они практически все представлены в морской воде. Больше всего в рассматриваемой жидкости серебра, лития, цинка и железа. Меньше всего в Мировом океане золота и кадмия.

Некоторые морские жители способны концентрировать микроэлементы в себе. Так, моллюски осуществляют процесс питания и дыхания за счет фильтрации воды. При этом в их организме собираются медь и ванадий, молибден и свинец, кобальт и цинк.

Органические вещества

Они появляются в морской воде непрерывно, представляя собой зеленую массу растений. Причем в Мировом океане происходит постоянный процесс потребления органических веществ, их отмирания и разложения. Остатки таких организмов в составе морской воды присутствуют в виде взвесей. Они представлены важнейшими соединениями – гумусовыми и пектиновыми, ферментами и углеводами, витаминами и антибиотиками, а также аминокислотами (белковыми веществами).

Опреснение

В большинстве засушливых районов Земли полив сельскохозяйственных угодий весьма проблематичен. Это связано с тем, что поблизости отсутствуют естественные пресноводные водоемы. Однако данная задача вполне решаема. Проблему позволило бы устранить опреснение запасов Мирового океана, которые поистине неисчерпаемы. Возможности для осуществления данного процесса изыскиваются во многих странах. В их число входит и Россия. Опреснение морской воды позволило бы полностью устранить дефицит жидкости для хозяйственных нужд и решить проблемы засухи.

Для удаления соли из жидкости разработано несколько методов. Одним из них, известным еще с незапамятных времен, является дистилляция. Опреснение морской воды происходит в специальной установке. После испарения собирается конденсат. Он-то и является пресным. Хлорид натрия при этом остается в тузлуке, в который постоянно заливается свежая морская соленая вода.

Но стоит сказать о том, что данный процесс весьма трудоемкий, он требует больших энергетических затрат. В настоящее время разработаны более дешевые технологии, позволяющие производить опреснение морской воды. Так, ее получают, применяя вакуумные установки, вымораживая соль, используя ионные процессы, методом экстракции, ультрафильтрацией, методом осмоса и т. д.

Если к морю съездить не удалось

Соленые воды Мирового океана полезны для здоровья человека. Благодаря богатому составу они являются бесценным даром природы, оздоравливающим и омолаживающим наш организм.

Но что делать в том случае, если лето уже закончилось, а отпуск был проведен не у благодатных волн? В таком случае может быть приготовлена морская вода в домашних условиях. Она принесет неисчерпаемую пользу, обеспечив антистрессовое воздействие и повысив количество полезных веществ в организме. Морская вода содержит элементы, благотворно влияющие на обменные процессы, улучшающие работу эндокринной системы, мозга.

Как приготовить морскую воду? Этот процесс весьма прост. Морскую соль для приготовления пусть и упрощенной, но все-таки целебной жидкости можно купить в ближайшей аптеке. Существует несколько рецептов такого раствора:

  1. Чайная ложка морской соли добавляется в емкость с двумя стаканами талой, кипяченой или дистиллированной воды.
  2. Для получения более сильного раствора на стакан воды берутся две чайные ложки соли.
  3. Морская вода может быть и меньшей концентрации. Для слабого раствора на 1 л воды берут 2 ч. л. основного компонента.

Для принятия ванны в нее заливают воду, нагретую до 36-37 градусов, и добавляют 350-500 грамм морской соли (кристаллы следует предварительно растворить в небольшой емкости). После проведения процедуры, которая должна длиться 15-20 минут, следует ополоснуться под душем и закутаться в махровое полотенце.

Избавление от ЛОР-заболеваний

Очень полезна морская вода для носа. Она великолепно избавляет от насморка. Регулярная чистка носовых проходов лечебным раствором рекомендуется для профилактики гайморита, а также при рините. Проводить такую процедуру можно даже при отсутствии патологии.

Промывание носа морской водой способствует поддержке нормального состояния всей дыхательной системы. Целебный раствор убьет патогенные микроорганизмы. Не стоит считать это средство плохим и уже устаревшим. Морской раствор применяют для полоскания носа даже маленьким деткам. Только в таком случае концентрация должна быть уменьшена втрое.

Результат оздоровления

Положительными эффектами при полоскании носа морской водой являются следующие:

  • удаление пыльцы растений и пыли, способствующих возникновению аллергии;
  • укрепление капилляров и нормализация деятельности клеточек носовой полости;
  • облегчение носового дыхания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *