Солоність

Солоність - Вміст солей у воді. Виражається в «‰» (проміле) або в ПЕС (практичні одиниці солоності) [1] , PSU ( англ. Practical Salinity Units ) практичної шкали солоності ( англ. Practical Salinity Scale ).

Стандартна морська вода виробництва OSIL Солоність у проміле - це кількість твердих речовин у грамах, розчинена в 1 кг морської води, за умови, що всі галогени замінені еквівалентною кількістю хлору, всі карбонати переведені в оксиди, органічна речовина спалена. У 1978 році введена та затверджена всіма міжнародними океанографічними організаціями шкала практичної солоності (Practical Salinity Scale 1978, PSS-78) [2] , в якій вимір солоності заснований на електропровідності (кондуктометрія), а не на випаровуванні води. У 1970-х роках широке застосування у морських дослідженнях отримали океанографічні CTD-зонди, і з того часу солоність води вимірюється переважно електричним методом. Для перевірки роботи осередків електропровідності, які занурюються у воду, використовують лабораторні солемери. У свою чергу, для перевірки солемерів використовують стандартну морську воду. Стандартна морська вода, рекомендована міжнародною організацією IAPSO для перевірки солемерів, виробляється у Великій Британії лабораторією Ocean Scientific International Limited (OSIL) з натуральної морської води. При дотриманні всіх стандартів виміру можна отримати точність виміру солоності до 0,001 ПЕС.Шкала практичної солоності PSS-78 заснована на порівнянні електропровідності досліджуваної проби води з електропровідністю розчину калію хлориду, що містить 32,4356 грама KCl в 1 кг розчину. Вимірювання проводять при температурі розчинів 15 °C і тиску 1 атм (стандартні умови ISO 13443). Солоність розраховується з відношення електропровідності проби та стандартного розчину за емпіричною формулою: S = a 0 + a 1 K 15 1 / 2 + a 2 K 15 + a 3 K 15 3 / 2 + a 4 K 15 2 + a 5 K 15 5 / 2 , +a_K_^+a_K_+a_K_^+a_K_^+a_K_^,> (ПЕС) де a 0 = 0,008; a 1 = − 0,169 2; a 2 = 25,385 1; a 3 = 14,094 1; a 4 = − 7,026 1 ; a 5 = 2,708 1; ∑ a i = 35; =0008;\;a_=-01692;\;a_=253851;\;a_=140941;\;a_=-70261;\;a_=27081;\;\sum a_=35;> K15 > - відносна електропровідність (відношення електропровідності вимірюваної морської води до електропровідності 32,4356 ‰ розчину хлориду калію) за стандартних умов. Шкала PSS-78 дає числові результати, близькі до вимірювань масових часток, і відмінності помітні або коли необхідні вимірювання з точністю вище 0,01 ПЕС, або коли сольовий склад відповідає стандартному складу океанської води. Середня солоність Світового океану - 35 ‰ або 35 ПЕС. [2] Для калібрування приладів у Біскайській затоці видобувається так звана нормальна вода із солоністю, близькою до 35 ‰ або 35 ПЕС. У 2010 році було введено новий стандарт властивостей морської води, названий термодинамічним рівнянням морської води 2010 (TEOS-10), в якому абсолютна солоність є заміною практичної солоності, а консервативна температура — заміною потенційної температури. [3] Стандарт TEOS-10 включає нову шкалу, звану еталонною шкалою солоності складу.Абсолютна солоність за цією шкалою виражається у вигляді масової частки в грамах на кілограм розчину, а практична солоність безрозмірна. Вимірювання щільності. Показник заломлення води залежить від солоності, на цьому заснований рефрактометричний метод. її виміри. Переваги цього методу в оперативності та можливості проводити вимірювання у невеликих (кілька крапель) пробах води.

Солоність океанів

• Атлантичний океан - 35,4 ‰ Найбільша солоність поверхневих вод у відкритому океані спостерігається в субтропічній зоні (до 37,25 ‰), а максимум - у Середземному морі: 39 ‰. ‰. Різке опріснення води відбувається в приустьевих районах (наприклад, в гирло Ла-Плати - 18-19 ‰) [4] .
• Індійський океан - 34,8 ‰. Максимальна солоність поверхневих вод спостерігається в Перській затоці і Червоному морі, де вона досягає 40-41 ‰. півкулі також в Аравійському морі. У сусідній Бенгальській затоці за рахунок опрісняючого впливу стоку Ганга з Брахмапутрою і Іраваді солоність знижується до 30-34 ‰. Влітку ця мова зникає.
• Тихий океан - 34,5 ‰.Максимальну солоність мають тропічні зони (максимально до 355-356 ‰), де інтенсивне випаровування поєднується з порівняно невеликою кількістю опадів. На схід під впливом холодних течій солоність знижується. Велика кількість опадів також знижує солоність, особливо на екваторі та в зонах західної циркуляції помірних та субполярних широт [4] .
• Північний Льодовитий океан - 32 ‰. У Північному Льодовитому океані виділяються кілька шарів водяних мас. Поверхневий шар має низьку температуру (нижче 0 ° C) та знижену солоність. Остання пояснюється дією річкового стоку, талих вод і дуже слабким випаровуванням. Нижче виділяється підповерхневий шар, холодніший (до -1,8 °C) і більш солоний (до 34,3 ‰), що утворюється при перемішуванні поверхневих вод з підстилаючим проміжним водним шаром. Проміжний водний шар - це атлантична вода, що надходить з Гренландського моря з позитивною температурою і підвищеною солоністю (більше 37 ‰), що поширюється до глибини 750-800 м. Глибше залягає глибинний водний шар, що формується в зимовий час також у Гренландському морі, що повільно повзе єдиним потоком від протоки між Гренландією та Шпіцбергеном. Температура глибинних вод - близько -0,9 ° C, солоність близька до 35 ‰. [4] .

Солоність океанічних вод змінюється залежно від географічної широти, від відкритої частини океану до берегів. У поверхневих водах океанів вона знижена області екватора, в полярних широтах.

Солоність морів

Солоність морської води залежить від кількості атмосферних опадів, що випадають, і випаровування, а також від течій, притоку річкових вод, утворення льодів та їх танення. При випаровуванні морської води солоність підвищується, при випаданні опадів зменшується. Теплі течії несуть зазвичай солонішу воду, ніж холодні. У береговій смузі морські води опріснюються річками. При замерзанні морської води солоність зростає, при таненні льодів навпаки, знижується.

Озера та річки

Солоне (мінеральне) озеро - це озеро, солоність (мінералізація) якого перевищує 1 проміле. Вода таких водойм відрізняється різким смаком і непридатна для пиття без додаткової обробки.

Соляні ставки - дрібні штучні водойми, створювані з метою виробництва солі. У соляних ставках через змінні концентрації водорості вода може мати різні яскраві кольори, що вказує на солоність водойми. Мікроорганізми змінюють свої відтінки в залежності від того, наскільки велика солоність ставка. При низькій солоності переважним колірним компонентом є зелені морські водорості. Представники Artemia salina створюють помаранчевий відтінок води при середній солоності і за високої концентрації солей переважають червоної водорості під назвою солоноводна дуналієла. Бактерії, такі як Stichococcus [англ.], також вносять відтінки кольору.

Мінеральні озера поділяються на солонуваті (від 1 до 25 ‰), солоні (від 25 до 50 ‰) та соляні (понад 50 ‰).

За хімічним складом мінеральні озера поділяються на: карбонатні (содові), сульфатні (гірко-солоні) та хлоридні (солоні).

Солоність є важливим екологічним фактором, що впливає на типи організмів, що мешкають в озерах, ставках та річках.Засолення впливає на види рослин, які зростатимуть у водоймищі, або на землі, що живиться водою (або ґрунтовими водами). [10]

Рослина, адаптована до засолених умов, називається галофільною або галофітом. Організми (переважно бактерії), які можуть жити в дуже солоних умовах, класифікуються як гіпергалофіти. Організм, здатний протистояти широкому діапазону солоності, називається евригалінним або евгалофітом (наприклад, очерет).

Видалення солі з води дорого та її концентрація є важливим фактором при побутовому та промисловому використанні води. В озерах і річках США спостерігалося підвищення солоності через попадання в стічні води звичайної дорожньої солі та інших сольових антиобледенителів. [11]

ДСССД 77-84 Шкала практичної солоності 1978 р (неопр.) . Електронний фонд правової та нормативно-технічної документації. М: Видавництво стандартів (1986). Дата звернення: 26 березня 2019 року. Архівовано 27 березня 2019 року.

Фізична географія материків та океанів / За заг. ред. А. М. Рябчікова. - М.: Вища школа, 1988. - С. 540-546.

Азовське море та його охорона // Маріуполь та його околиці: погляд з XXI століття - Маріуполь: Рената, 2008. С. 332

Солоність. Визначення солоності

Як зазначалося вище, характерною властивістю морської води є її солоність (позначається символом S). Під справжньою солоністю розуміється відношення маси розчиненої твердої речовини у морській воді до її маси. Це визначення солоності було прийнято на початку минулого століття Міжнародною радою з дослідження морів. Через складність складу морської води неможливо прямим хімічним аналізом визначити повну кількість солі, розчинену в пробі морської води.Сухий залишок, що отримується після випарювання, дуже добре вбирає вологу і для його отримання потрібно тривале нагрівання, що призводить до розкладання карбонатів і магнію солей. Група вчених, до якої входили М. Кнудсен, К. Соренсен та С. Форх, розробили метод зневоднення у середовищі хлору, який давав високоточні результати. Але цей метод надто складний, і на практиці солоність морської води їм ніколи не вимірюється.

В даний час солоність визначається або за вмістом одного з компонентів сольового складу (метод Мора-Кнудсена), або електропровідності морської води, або за показником заломлення. В результаті виникли різні шкали солоності, що ґрунтуються на різних принципах. Одиниця виміру солоності залежить від способу її визначення - г кг' 1 або %о (проміле) у разі методу Кнудсена та в одиницях практичної солоності при визначенні S з електропровідності [1] . Метод Мора-Кнудсена заснований на сталості сольового складу морської води. Внаслідок можливих відхилень від закону Дітмара визначення всієї маси розчинених солей за змістом одного з компонентів не зовсім точно, але не настільки суттєво порівняно з точністю визначення солоності. У цьому методі солоність (96о) визначається за хлорності (С1) морської води, що являє собою суму іонів хлору, брому та йоду та отриману стандартним аргентометричним методом титрування на хлор. Співвідношення між солоністю та хлорністю для океанських вод виражається емпіричною формулою: Ця формула була отримана в 1901 М. Кнудсеном. Вона справедлива для діапазону солоності морських вод від 2,69 до 40,18% про.Зазначимо, що для замкнутих морів (Каспійське, Аральське), а також внутрішньоматерикових морів (Балтійське, Чорне, Азовське) співвідношення між солоністю та хлорністю відрізняються від (3.34) [34,79]. Наявність у (3.34) вільного члена призводить до того, що солоність виявляється величиною неаддитивною. У той самий час відомо, що солоність - величина консервативна, що підпорядковується лінійному закону змішування. Для усунення цього протиріччя 1962 р. групою експертів при ЮНЕСКО було запропоновано таку формулу (шкала Коксу): ? %о = 1,80655-0 %о . (3.35) Для визначення солоності електропровідності (див. розділ 8.1) була розроблена Шкала практичної солоності, 1978 (ШПС-78) [72]. Ця шкала ґрунтується на емпіричній залежності від електропровідності не природних вод, а розчинів стандартної морської води. Первинним еталоном у цьому методі служить водний розчин хлористого калію (KCI) при температурі 15° З тиску одну стандартну атмосферу (101325 Па). Практична солоність обчислюється за наступною емпіричною формулою: У виразі (3.36) Rj позначає відносну електропровідністьрівну відношенню електропровідності проби води до електропровідності води з солоністю 35 при атмосферному тиску. Обидві проби повинні мати температуру 15°.

Відносна електропровідність R_T за даними вимірів in situ розраховується так. Нехай у(S, T, p) - Умовна електропровідність морської води in situ (див. розділ 8.1), (35,15,0) - умовна електропровідність морської води при 7 = 15 ° С, практичної солоності 35 і атмосферному тиску (4,2914 Див м'1). Величина називається коефіцієнт електропровідності. Цей коефіцієнт можна розкласти на три частини: Формула (3.36) справедлива у діапазонах температури Т від -2 ° до 35 ° С по МПТШ-68, практичної солоності S від 2 до 42 та тиску від 0 до 1000 бар. Залежність практичної солоності морської води від електропровідності та температури показано на рис. 3.1. Солоність у Світовому океані головним чином укладена в межах між 33 і 37%. Виняток становлять приустьєві райони, басейни опріснення (такі як Балтійське та Чорне моря), де солоність значно зменшується, та басейни осолоніння (Середземне та Червоне моря), де солоність перевищує 38 %о. Середня солоність вод Світового океану - 34,72%. Мал. 3.1. Залежність практичної солоності морської води від електропровідності та температури за ШПС-78 З глибиною солоність води у різних районах Світового океану змінюється по-різному. У Чорному морі, наприклад, зростає. У Атлантичному океані спочатку зростає (води підвищеної солоності), потім знижується і підвищується. У таблиці 3.4 наведено середні значення солоності води у Світовому океані. Якби вдалося виділити з океану всю розчинену в ньому сіль, то вона покрила б усю земну кулю шаром солі товщиною понад 40 м та вагою 95 тонн на 1 м 2 !

• [1] Зазначимо, що при написанні практичної солоності знак % опускається. Деякі вітчизняні дослідники для позначення практичної солоності користуються абревіатурою епс (одиниці практичної солоності), в англомовній літературі ця абревіатура виглядає так: psu або PSS-78.