Полная версия

Главная arrow Экология arrow ОКЕАНОЛОГИЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОРСКОЙ ВОДЫ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Особенности современного солевого состава Мирового океана

Впервые солевой состав морской воды был определен датским химиком Форшхиммером в 60-х гг. XIX в. Затем тщательные исследования солевого состава были осуществлены Дитмаром, проанализировавшим 77 проб морской воды, собранных в различных областях Мирового океана во время плавания «Челенджера» в

1878-1882 гг. Позднее солевой состав исследовался такими учеными, как Калкин, Кокс и др.

Морская вода представляет собой многокомпонентную систему, состоящую из молекул воды, различных солей, растворенных газов, органических веществ и других составляющих. В среднем в Мировом океане на молекулы воды приходится около 96,5% всей массы морской воды, на растворенные соли - приблизительно 3,5%. Количество других компонентов пренебрежимо мало. Несмотря на небольшой процент солей в морской воде, их влияние на некоторые ее свойства значительно.

Исследования показали, что в морской воде растворены все элементы, встречающиеся на Земле. При этом отмечено, что 99,9% всех растворенных веществ составляют первые 20 элементов таблицы Менделеева, причем большинство солей растворены в морской воде в форме ионов (анионов и катионов). Хлористые соединения диссоциированы полностью, только 12% кальция, 11% магния, 2% натрия и 1% калия связаны с анионами. Более половины сульфатов, треть бикарбонатов, от 20 до 50% фто- ридовых соединений связаны с катионами. Незначительная часть солей находится в морской воде в форме коллоидов и суспензий. Таким образом, с большой уверенностью можно говорить, что в морской воде присутствуют 10 ионов (5 анионов и 5 катионов) и борная кислота (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Ионный состав морской воды при содержании солей 35 г-кг'1

Катионы

Анионы

Название

г-кг'1

Название

г-кг1

Натрий (Na*) Магний (Mg2*) Кальций (Са2*) Калий (К*) Стронций (Sr2*)

  • 10,7638
  • 1,2970
  • 0,4080
  • 0,3875
  • 0,0136

Хлорцдные (СГ) Сульфатные (S042-) Бромидные (Вг') Фгоридные (F”)

Борная кислота (Н3ВО3-)

Г идрокарбонатные (НС03“)

  • 19,3534
  • 2,7007
  • 0,0659
  • 0,0013
  • 0,0265
  • 0,1427

Других составляющих в морской воде очень мало - менее 0,01% от общего количества растворенных солей. Если из указанных в табл. 3.1 ионов образовать соли, то состав морской воды в форме солей был бы следующим (табл. 3.2).

Очевидно, что молекулярный вес чистой воды, состоящей из атома кислорода и двух атомов водорода, равен 18 г-моль'1. Эффективный же молекулярный вес суммы основных ионов, содержащихся в морской воде с соленостью 35 г-кг*1 (табл. 3.1), равен приблизительно 31,42 г-моль'1.

Отметим, что солевой состав морских вод изменяется вблизи устьев рек, так как основными анионами в реках являются (в порядке убывания концентрации) HCOj , S04~, СП, в то время как основными катионами - Са2+, Na+, Mg2+ и К+. Солевой состав вод замкнутых (Каспийское море) и полузамкнутых (Балтийское, Черное моря) водоемов также значительно отличается от солевого состава вод открытых частей Мирового океана.

Таблица 3.2

Основные компоненты морской воды в форме солей (на м3 морской воды с содержанием солей 35 г-кг1 и температурой 20° С)

Название солей

Количество, кг

NaCl

28,014

MgCI2

3,812

MgS04

1,752

CaS04

1,283

K2S04

0,816

CaC03

0,122

КВг

0,101

SrS04

0,028

Н2В03

0,028

Отличительной чертой солевого состава морской воды открытых частей океанов является то, что относительная доля растворенных компонентов в ней приблизительно постоянна (закон Дитмара или принцип Марсе). Практически во всем Мировом океане отношения Na/Cl, К/Cl, SO4/CI и Вг/С1 являются константами. Небольшие отклонения могут встречаться в отношениях Mg/Cl, Sr/Cl, HCO3/CI, F/C1, а для глубинных вод и в отношении Са/С1. В замкнутых и полузамкнутых водоемах, в устьевых зонах рек, а также при замерзании морской воды локальная изменчивость этих отношений может быть значительной.

Постоянство отношений основных компонентов солевого состава позволяет Определить общую соленость и состав морской воды, измерив лишь один из компонентов растворенных веществ, например, С1. Этот ион составляет 55% от общего количества и легко определяется.

Таким образом, учитывая постоянство солевого состава и то, что соли растворены в морской воде в форме ионов в небольшом количестве, морскую воду можно представить как двухкомпонентную (бинарную) систему, растворитель - вода и одно растворенное вещество (компонент) - морская соль [58,61].

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>