Ծովի ջուր
Ծովի ջուր, ծովերի և օվկիանոսների ջրեր։ Համաշխարհային օվկիանոսի միջին աղիությունը 3,47% (34,7 ‰) է, տատանումները ՝ 3,4-ից 3,6% (34-36 ‰): Սա նշանակում է, որ յուրաքանչյուր մեկ լիտր ջրի մեջ լուծված է 35 գրամ աղ (հիմնականում նատրիումի քլորիդ)։ Սա 0,6 մոլ / լիտր է (ենթադրելով, որ ամբողջ աղը NaCl է, ինչը իրականում այդպես չէ)[1]։
Հատկություններ
Աղիություն
Օվկիանոսների ջրերում աղը գրեթե ամենուր է, որը մոտ է 3.5%, բայց ծովերի ջրերը ունեն անհավասար բաշխված աղիություն։ Ամենաքիչ աղիություն ունի Ֆիննական ծոցի և Բոտնիկի ծոցի հյուսիսային մասի ջրերը, որոնք դուրս են գալիս Բալթիկ ծով։ Բարձր աղիություն ունի Կարմիր ծովը և Միջերկրական ծովի արևելյան մասի ջրերը։ Աղի լճերը, ինչպիսիք են Մեռյալ ծովը, կարող են ունենալ աղիության զգալիորեն ավելի բարձր մակարդակ։Ծովի ջրերը մի փոքր հիմնային են, pH- ն ՝ 7,5-ից մինչև 8,4։ Համեմատաբար բարձր pH- ի կայունությունը կապված է կարբոնատ բուֆերային համակարգի առկայության հետ[2][3][4]։ Բորային համակարգը որոշ չափով պակաս կարևոր է pH- ի պահպանման համար[5]։ pH- ի ամենաբարձր արժեքը ծովի մակերեսի մոտ է, խորության հետ փոքր-ինչ նվազում է։ Չաղտոտված տարածքներում pH- ի արժեքը կարող է իջնել չեզոք կամ նույնիսկ թույլ թթվային[6]։
Բիոգեն նյութեր
|
Բիոգեն (կենսածին) տարրերը անհրաժեշտ են կենդանի օրգանիզմներին։ Դրանք ներառում են ֆոսֆոր, ազոտ (անօրգանական միացություններում) և (որոշ օրգանիզմների համար) սիլիցիում։ Կարևոր դեր են խաղում մետաղները, որոնք հանդիպում են քիչ քանակությամբ[7]։
Ծովային ջրերի մեջ բիոգեն նյութերի պարունակությունը փոփոխական է։ Եվ տատանվում է` կախված նմուշառման վայրից, խորությունից և ժամանակից։ Սովորաբար, դրանց պարունակությունը մակերևույթում նվազագույն է, մեծանում է առավելագույնը մինչև 1000-1500 մ խորությամբ, իսկ հետո աստիճանաբար կրկին նվազում է։ Ֆոսֆատների պարունակությունը կարող է կտրուկ բարձրանալ օվկիանոսի հատակում[8]։
Լուծելի գազեր
| Բաղադրիչը | Կոնցենտրացիա (մոլ/կգ) |
|---|---|
| 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 |
Մթնոլորտի հետ շփման ժամանակ ծովային ջրերը օդի հետ փոխանակվում են գազերով՝ թթվածին, ազոտ և ածխաթթու գազ։ Այս նույն գազերը ծով են մտնում օվկիանոսում քիմիական և կենսաբանական գործընթացների արդյունքում։ Գազերի մի մասը օվկիանոս են թափանցում գետի ջրերի միջոցով։ Ծովային ջրի մեջ լուծարվող գազերի քանակը կախված է դրանց լուծելիությունից և օդում մասնակի ճնշումից։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ, գազերի լուծելիությունը և, համապատասխանաբար, ծովային ջրի մեջ դրանց պարունակությունը նվազում է։Ծովային ջրի մեջ լուծարված թթվածնի և ազոտի հարաբերակցությունը տարբերվում է մթնոլորտում նրանց հարաբերակցությունից։ Թթվածնի լավ լուծելիության պատճառով ջրի մեջ նրա կոնցենտրացիան համեմատաբար բարձր է, ազոտի հետ դրա հարաբերակցությունը 1։ 2 է[10]։Անաերոբ պայմաններում ծծմբաջրածինը կարող է կուտակվել ջրի մեջ, օրինակ՝ Սև ծովում՝ ավելի քան 200 մ խորությամբ։
Ֆիզիկական հատկություններ
Ծովի ջրի խտությունը տատանվում է 1020-ից մինչև 1030 կգ / մ³, որը կախված է ջերմաստիճանից և աղիությունից։ 24‰ից ավելի աղիություն ունենալու դեպքում առավելագույն խտության ջերմաստիճանը դառնում է ավելի ցածր, քան սառեցման կետի ջերմաստիճանն է[11]։ Երբ սառչում է, ծովային ջուրը սեղմվում է, արդյունքում խտությունը մեծանում է։Ծովի ջրի մեջ ձայնի արագությունը կազմում է մոտ 1500 մ / վ[12]։
| Ծովի ջուր | Մաքուր ջուր | |
| Խտություն, 25 °C, գ/սմ3 | 1,02412 | 0,9971 |
| Մածուցիկություն, 25 °C, միլիպուազ | 9,02 | 8,90 |
| Ճնշում, 20 °C, ն.պ. | 17,35 | 17,54 |
| Առավելագույն խտության ջերմաստիճանը, °C | -3,52 (հեղուկի գերսառեցում) | +3,98[1] |
| Սառեցման կետ, °C | -1,91 | 0,00 |
| Մակերևութային լարվածություն, 25 °C, դին/սմ | 72,74 | 71,97 |
| Ձայնի արագություն, 0 °C-ում, մ/սմ։ | 1450 | 1407 |
| Տեսակարար ջերմունակություն, 7,5 °C, Ջ/(գ·°C): | 3,898 | 4,182 |
Երկրաքիմիական բացատրություն
Ծովում աղի ջրի առկայության գիտական բացատրությունը դրվել է Էդմունդ Հալլեյ աշխատանքներով 1715 թվականին։ Նա առաջարկեց, որ աղը և այլ հանքային միացությունները, հողից գետերի ջրերի միջոցով ծով են տեղափոխվել։ Հասնելով օվկիանոս ՝ աղերը մնացին և աստիճանաբար կոնցենտրացվեցին։ Հալլեյը նկատեց, որ լճերի մեծ մասը, որոնք աղի ջուր ունեն՝ օվկիանոսների հետ ջրային կապ չունեն։Հալլեյի տեսությունը մասամբ ճիշտ է։ Բացի այդ պետք է նշել, որ դրանց ձևավորման վաղ փուլերում նատրիումի միացությունները առաջանում էին օվկիանոսի հատակում։ Մեկ այլ տարրի աղի՝ քլորի առկայությունը բացատրվում է հրաբխային ժայթքումների ժամանակ երկրի կենտրոնից դրա (ջրածնի քլորիդի ձևով) թափանցումը ջրեր։ Նատրիումի և քլորի ատոմները հետզհետե դարձան ծովի ջրի աղի կազմի հիմնական բաղադրիչները։
Պիտանի չէ խմելու համար
Ծովային ջուրը խմելու համար պիտանի չէ աղերի և հանքանյութերի բարձր պարունակության պատճառով, որոնք պահանջում են ավելի շատ ջուր մարմնից հեռացնել, քան ներմուծաց քանակությունն է։ Այնուամենայնիվ, մաքրումից հետո նման ջուրը կարող է խմվել։1950-ականներին ֆրանսիացի բժիշկ և ճանապարհորդ Ալեն Բոմբարը փորձարարորեն ապացուցեց, որ ծովային ջուրը կարող է լինել պիտանի խմելու համար, բայց միայն փոքր քանակությամբ (մոտ 700 մլ / օր) 5-7 օրվա ընթացքում[13]։ Սառեցված ծովային ջուրը աղիությամբ 3-4 անգամ ցածր է, քան օվկիանոսային (ոչ ավելի, քան 8-11 տ.մ.) որոշ ծովափիներում, ծովալճակներում, գետաբերաններում, որտեղ հոսում են մեծ գետեր, ծովեր, ինչպիսիք են Ազովը, Բալթիկը, Կասպիցը, շատ ավելի քիչ վնասակար են, քան օվկիանոսային ջրերը, և կարելի է փոքր քանակությամբ օգտագործել խմելու և արտակարգ իրավիճակներում գոյատևման համար։
Ծովի ջուրը հիգիենայում
Հոնկոնգում ծովային ջրերը լայնորեն օգտագործվում են լոգարանի լվացման համակարգերում։ Նրանց ավելի քան 90% -ը քաղցր ջուրը խնայելու համար օգտագործում է ծովի ջուրը կենցսղի գործերում։ Դա սկսվեց 1960-70-ականներին, երբ քաղցրահամ ջրի հայթայթումը դժվարացավ նախկին բրիտանական գաղութի բնակիչների համար։
Հանքանյութերի ստացումը ծովի ջրերից
Գրեթե բոլոր քիմիական տարրերը հայտնաբերված են ծովի ջրի մեջ։ Աշխարհի մագնեզիումի արտադրության գրեթե կեսը ստացվում է ծովի ջրից։ 1998 թվականին Միացյալ Նահանգներում ծովի ջրից ստացան մոտ 40 հազար տոննա բրոմ[14]։ Դիտարկվում է ծովային ջրից ուրանի արդյունահանման հնարավորությունը[15]։
Տես նաև
Ծանոթագրություններ
Գրականություն
- Хорн Р. Морская химия (структура воды и химия гидросферы) = Marine Chemistry (The structure of Water and the Chemistry of Hydrosphere). — Москва: Мир, 1972. — (Науки о земле).
- Руководство по химическому анализу морских вод (РД52.10.243-293) / С. Г. Орадовский. — С.-Пб: «Гидрометеоиздат», 1993. — (Руководящий документ).
- Zeebe R. E., Wolf-Gladrow D. CO2 in Seawater: equilibrum, kinetics, isotopes. — Elsevier Science B.V, 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 Е.В., Витрешко И.А., Мальгина И.А. Гидрология и гидротехнические сооружения: Учеб. для вузов по спец. «Водоснабжение и канализация» / под ред. Г.Н. Смирнова. — Высш. шк.. — М., 1988. — 472 с. — 10 000 экз.
- Вейль П. Популярная океанография = Oceanography. An Introduction to the Marine Environment by Peter K. Weyl / Пер. с англ. Г.И. Баранова, В.В. Панова, А.О. Шпайхера. Под ред. А.Ф. Трешникова. — Л.: «Гидрометеоиздат», 1977. — 504 с илл. с. — 50 000 экз.