Соленость

Годовая соленость на поверхности морской поверхности для мирового океана . Данные из мирового океана Атлас 2009.

Международная ассоциация физических наук о океанах (IAPSO) Стандартная морская вода.

Соленость ( / s ə ˈ l ɪ n ɪ t i / ) - это соленость или количество соли растворенной в водоемов , , называемой соленой водой (см. Также соленость почвы ). Обычно он измеряется в г/л или г/кг (граммы соли на литр/килограмм воды; последний безразмерный и равен ‰).

Соленость является важным фактором в определении многих аспектов химии природных вод и биологических процессов внутри него, и является переменной термодинамического состояния , которая, наряду с температурой и давлением , регулирует физические характеристики, такие как плотность и теплоемкость воды.

Контурная линия постоянной солености называется изогалином , а иногда Изоэле .

Определения

Соленость в реках, озерах и океане концептуально проста, но технически сложная для определения и измерения точно. Концептуально соленость - это количество растворенного содержания соли в воде. Соли представляют собой соединения, такие как хлорид натрия , сульфат магния , нитрат калия и бикарбонат натрия , которые растворяются в ионах. Концентрация растворенных хлоридных ионов иногда называют хлорричностью. Операционно растворенное вещество определяется как то, что может проходить через очень тонкий фильтр (исторически фильтр с размером пор 0,45 мкм, но позже обычно 0,2 мкм). Соленость может быть выражена в виде массовой фракции , то есть масса растворенного материала в единой массе раствора.

Морская вода, как правило, имеет массовую соленость около 35 г/кг, хотя более низкие значения типичны вблизи побережья, где реки попадают в океан. Реки и озера могут иметь широкий спектр солености, от менее 0,01 г/кг до нескольких г/кг, хотя есть много мест, где найдено более высокие солености. Мертвое море имеет соленость более 200 г/кг. Осадки обычно имеют TDS 20 мг/кг или меньше.

Какой бы размер пор ни использовался в определении, полученное значение солености данной выборки природной воды не будет варьироваться более чем на несколько процентов (%). Однако физические океанографы, работающие в абиссальном океане , часто обеспокоены точностью и взаимосвязанностью измерений различными исследователями, в разное время, почти до пяти значительных цифр . Океанографы используют продукт из морской воды в бутылках, известный как стандартная морская вода IAPSO, чтобы стандартизировать свои измерения с достаточной точностью для удовлетворения этого требования.

Композиция

Измерения и трудности с определением возникают, потому что природные воды содержат сложную смесь множества различных элементов из разных источников (не все из растворенных солей) в различных молекулярных формах. Химические свойства некоторых из этих форм зависят от температуры и давления. Многие из этих форм трудно измерить с высокой точностью, и в любом случае полный химический анализ не является практичным при анализе нескольких образцов. Различные практические определения солености являются результатом различных попыток объяснить эти проблемы, до разных уровней точности, при этом оставаясь достаточно простым в использовании.

По практическим причинам соленость обычно связана с суммой масс подмножества этих растворенных химических компонентов (так называемое соленость раствора ), а не неизвестную массу солей, которая породила эту композицию (исключение-когда искусственная морская вода созданный). Для многих целей эта сумма может быть ограничена набором из восьми основных ионов в природных водах, Хотя для морской воды при самой высокой точности также включены еще семь незначительных ионов. Основные ионы доминируют в неорганическом составе большинства (но ни в коем случае не все) природных вод. Исключения включают в себя некоторые пит -озера и воды из некоторых гидротермальных источников .

Концентрации растворенных газов, таких как кислород и азот, обычно не включаются в описания солености. Тем не менее, часто включается газ углекисения углекислого газа , который при растворении частично превращается в карбонаты и бикарбонаты . Кремний в форме силикальной кислоты , которая обычно выглядит как нейтральная молекула в диапазоне pH в большинстве природных вод, также может быть включен для некоторых целей (например, когда исследуются отношения солености и плотности).

Морская вода

См. Также: Ocean § Соленость

Duration: 12 seconds.0:12

^{Полное 3 -минутное видео НАСА 27 февраля 2013 г.} Инструмент NASA Aquarius на борту спутника SAC-D Аргентины предназначен для измерения глобальной солености поверхности моря. Этот фильм показывает узоры солености, измеренные Водолеем с декабря 2011 года по декабрь 2012 года. Красные цвета представляют участки высокой солености, в то время как синие оттенки представляют участки низкой солености.

Термин «соленость», для океанографов, обычно связан с одним из наборов конкретных методов измерения. По мере развития доминирующих методов, так и различные описания солености. Совредительность в основном измерялась с использованием методов на основе титрования до 1980 -х годов. Титрование нитратом серебра может быть использовано для определения концентрации галогенидных ионов (в основном хлора и брома ), чтобы получить хлора . Затем хлоричность была умножена на фактор, чтобы учесть всех других составляющих. Получившиеся «соленость кнудсена» выражены в единицах частей на тысячу (ppt или ‰ ).

Использование измерений электропроводности для оценки ионного содержания морской воды привело к разработке шкалы, называемой практической шкалой солености 1978 года (PSS-78). Совредительность, измеренные с использованием PSS-78, не имеют единиц. суффикса ПСУ или PSU (обозначающий практическую единицу солености ) иногда добавляется к значениям измерения PSS-78. Добавление PSU в качестве единицы после значения «формально неверно и сильно обескуражено».

В 2010 году был введен новый стандарт для свойств морской воды, называемый термодинамическим уравнением морской воды 2010 ( TEOS-10 ), выступая за абсолютную соленость в качестве замены практической солености и консервативную температуру в качестве замены потенциальной температуры . Этот стандарт включает в себя новую шкалу, называемую шкалой солености эталонного состава . Абсолютная соленость в этом масштабе выражается в виде массовой фракции, в граммах на килограмм раствора. Солененности в этой шкале определяются путем объединения измерений электропроводности с другой информацией, которая может объяснить региональные изменения в составе морской воды. Они также могут быть определены путем проведения измерений прямой плотности.

Образец морской воды из большинства мест с хлорутистой 19,37 PPT будет иметь соленость кнудсена 35,00 PPT, PSS-78 Практическая соленость около 35,0 и абсолютное соленость TEOS-10 около 35,2 г/кг. Электрическая проводимость этой воды при температуре 15 ° C составляет 42,9 мс/см.

В глобальном масштабе крайне вероятно, что изменение климата, вызванное человеком Регионы будут продолжать становиться более соленой.

Соленость служит индикатором разных масс. Поверхностная вода втягивается, чтобы заменить тонущую воду, которая, в свою очередь, становится холодной и достаточно соленой, чтобы опуститься. Распределение солености способствует формированию океанической циркуляции.

Озера и реки

Лимнологи и химики часто определяют соленость с точки зрения массы соли на единицу объема, выраженного в единицах мг/л или г/л. Подразумевается, хотя часто не указано, что это значение применяется точно только при некоторой эталонной температуре, потому что объем раствора изменяется в зависимости от температуры. Значения, представленные таким образом, как правило, точны для порядка 1%. Лимнологи также используют электрическую проводимость или «контрольную проводимость» в качестве прокси для солености. Это измерение может быть скорректировано для температурных эффектов и обычно экспрессируется в единицах μS/см .

Речная или озеро вода с соленостью около 70 мг/л, как правило, будет иметь специфическую проводимость при 25 ° C от 80 до 130 мкс/см. Фактическое соотношение зависит от присутствующих ионов. Фактическая проводимость обычно изменяется примерно на 2% на градус Цельсия, поэтому измеренная проводимость при 5 ° C может находиться только в диапазоне 50–80 мкс/см.

Измерения прямой плотности также используются для оценки солености, особенно в высокосоростных озерах . Иногда плотность при определенной температуре используется в качестве прокси для солености. В других случаях эмпирическая связь солености и плотности, развивающиеся для определенного водоема, используется для оценки солености образцов из измеренной плотности.

Соленость воды
Пресная вода	Солоноватая вода	Соленая вода	Рассол
<0,05%	0.05 – 3%	3 – 5%	> 5%
<0,5 ‰	0.5 – 30 ‰	30 – 50 ‰	> 50 ‰

Классификация водоемов на основе солености

Талассическая серия

> 300 ‰

гипергалин

60–80 ‰

метахалин

40 ‰

миккуалин

30 ‰

полигалин

18 ‰

мезогалин

5 ‰

олигохалин

0.5 ‰

Морские воды - это воды океана, еще один термин, для которого - эугалиновые моря . Соленость эугалийных морей составляет от 30 до 35 ‰. Солоноватые моря или воды имеют соленость в диапазоне от 0,5 до 29 ‰ и метахалиновых морей от 36 до 40 ‰. Все эти воды считаются таласическими, потому что их соленость получена из океана и определяется как гомооиоалин, если соленость не сильно различается с течением времени (по существу постоянную). Таблица справа, модифицированная из POR (1972), Следует за «Венецианской системой» (1959).

В отличие от гомооиоалиновой среды являются определенные условия poikilohaline (которые также могут быть таласическими ), в которых изменение солености является биологически значимым. Солендочность воды из пукилохалина может варьироваться от 0,5 до более 300 ‰. Важной характеристикой является то, что эти воды имеют тенденцию различаться по солености в некотором биологически значимых диапазоне сезонно или в некоторых других примерно сопоставимых временных масштабах. Проще говоря, это тела воды с довольно изменчивой соленостью.

Высокоэловая вода, из которой соли кристаллизуются (или собираются), называется рассолом .

Экологические соображения

Соленость является экологическим фактором значительного значения, влияющего на типы организмов, которые живут в водопроводе. Кроме того, соленость влияет на виды растений , которые будут расти либо в водном теле, либо на землю, питаемую водой (или подземными водами ) . Растение, адаптированное к физиологическому раствору, называется галофитом . Галофит, который является толерантным к остаточным солености карбоната натрия, называется стеклянными растениями или соленой или барилькой . Организмы (в основном бактерии), которые могут жить в очень соленых условиях, классифицируются как экстремофилы или галофилы . Организм, который может выдерживать широкий спектр солености, является эвригалином .

Соли дороги для удаления из воды, а содержание соли является важным фактором в использовании воды, учитывающих способность и пригодность для орошения . Увеличение солености наблюдалось в озерах и реках в Соединенных Штатах из-за обычной дорожной соли и других соль-декораций в стоке.

Степень солености в океанах является движущей силой мировой циркуляции океана , где плотность изменяется как из -за изменений солености, так и изменений температуры на поверхности океана, которые вызывают изменения плавучести, которые вызывают тонущее и повышение масс воды. Считается, что изменения в солености океанов способствуют глобальным изменениям в диоксиде углерода, так как больше соленой растворительны менее растворимы до углекислого газа. Кроме того, в ледниковые периоды гидрография такова, что возможной причиной снижения циркуляции является производство стратифицированных океанов. В таких случаях труднее подчинить воду через термогалиновую циркуляцию.

Мало того, что соленость является водителем циркуляции океана, но изменения в циркуляции океана также влияют на соленость, особенно в субполярной Северной Атлантике, где с 1990 по 2010 год увеличился вклады Гренландии Пяплава, был противодейен повышенным транспортом в северных атлантических водах. Тем не менее, воды Северной Атлантики стали более свежими с середины 2010-х годов из-за повышенного потока Гренландии Пяной воды.

Смотрите также

• Опреснение в экономических целях
  • Опреснение воды
  • Опреснение почвы: контроль солености почвы
  • Коэффициент адсорбции натрия
• Измерение солености
  • Салинометр
• Соленость биологическим контекстом
  • В организмах, как правило, с особым акцентом на здоровье человека
    • Электролиты
    • Жидкий баланс
    • Гипернатриемия
    • Гипонатриемия
    • Отравление солью
  • В растениях
    • Arabidopsis thaliana ответы на соленость
  • В рыбе
    • Стенохалиновая рыба
    • Эвригалическая рыба
• Соленость геологическим контекстом
  • Пресная вода
  • Морская вода
  • Соленость почвы
  • Термогалиновая циркуляция
  • Палеосаличность
  • Данные набора данных CORA о солености глобальных океанов
• Общие случаи концентрации растворенного вещества
  • Осмотическая концентрация
  • Тоничность

Дальнейшее чтение

• Льюис, Эдвард Лин (1982). «Практическая шкала солености 1978 года и его предшественники» (PDF) . Морская геодезия . 5 (4): 350–357. doi : 10.1080/15210608209379432 . Получено 2024-08-25 .
• Мантила, Арнольд В. (апрель 1987 г.). «Стандартные сравнения морской воды обновлены» . J. Phys Океаногр. (Перепечатано из первоначальной публикации в IEEE Journal of Oceanic Engineering , Vol. OE5, № 1, январь 1980 г.). 17 (4): 543–548. Bibcode : 1987jpo .... 17..543m . doi : 10.1175/1520-0485 (1987) 017 <0543: sscu> 2.0.co; 2 . {{cite journal}}: CS1 Maint: Год ( ссылка )

Внешние ссылки

• «Термофизические свойства морской воды» . web.mit.edu ( MIT Page на свойствах морской воды, с Matlab , EES и Excel VBA процедурами Library) . Получено 2024-08-25 .
• «Раннее определение солености: от древних концепций до результатов претендента» . Salinometry.com (История определения солености) . Получено 2024-08-25 .
• «Практическая шкала солености - 1978» . Salinometry.com . Получено 2024-08-25 .
• «Практический калькулятор солености» . Salinometry.com . Получено 2024-08-25 .
• «Алгоритмы на морской воде» . Code10.info (уравнения и алгоритмы для расчета фундаментальных свойств морской воды) . Получено 2024-08-25 .
• «Уравнения и алгоритмы для расчета солености внутренних вод» . EOS.UBC.CA. ​Получено 2024-08-25 . (мертвая ссылка)