Havvand

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 14. september 2022; checks kræver 2 redigeringer .

Havvand  er vandet i havene og oceanerne . Saliniteten i Verdenshavet er i gennemsnit 3,47 % (34,7 ‰ ), med udsving fra 3,4 til 3,6 % (34–36‰). Det betyder, at cirka 35 gram salte (hovedsageligt natriumchlorid ) er opløst i hver liter havvand. Dette svarer til 0,6 mol / liter (forudsat at alt saltet er NaCl , hvilket faktisk ikke er tilfældet) [1] .

Havvands egenskaber

Salinitet

Saltholdighed er en af ​​de vigtigste egenskaber ved vandmasser. Det påvirker dannelsen af ​​havstrømme og fordelingen af ​​marine organismer, da mange af dem er meget følsomme over for dets ændringer. Som et resultat afhænger den biologiske produktivitet af havene og oceanerne af saltholdigheden.

Salinitet af havvand (S ‰) er defineret som den samlede masse (i gram) af alle faste stoffer opløst i 1 kg havvand, efter at disse stoffer er tørret til konstant masse ved 480 ° C, er organiske forbindelser fuldstændigt mineraliseret, bromider og iodider erstattes ækvivalent masse af chlorider , og carbonater omdannes til oxider. Den resulterende værdi er lidt mindre end det oprindelige saltindhold i vand [2] .

I havene er vandets saltholdighed næsten universelt tæt på 3,5 %, og i havene kan den variere betydeligt. Det mindst saltholdige er vandet i Finske Bugt og den nordlige del af Botniske Bugt , som er en del af Østersøen . Det mest salte er vandet i Det Røde Hav og den østlige del af Middelhavet . Saltsøer, såsom Det Døde Hav , kan have betydeligt højere niveauer af salt.

Havvand er let basisk, dets pH- værdi (pH) varierer fra 7,5 til 8,4. Den relativt høje pH- stabilitet er forbundet med tilstedeværelsen af ​​et carbonatbuffersystem [3] [4] [komm. 1] . Boratsystemet er noget mindre vigtigt for at opretholde pH [5] . pH-værdien er højest ved havoverfladen og falder lidt med dybden. I afsaltede områder kan pH-værdien falde til neutral og endda let sur [6] .

Kemiske grundstoffer (efter masse)
Element Procent Element Procent
Ilt 85,7 Svovl 0,0885
Brint 10.8 Kalk 0,04
Klor 1.9 Kalium 0,0380
Natrium 1,05 Brom 0,0065
Magnesium 0,1350 Kulstof 0,0026
Generel molær sammensætning af havvand [7]
Komponent Koncentration (mol/kg)
H2O _ _ 53,6
Cl- _ 0,546
Na + 0,469
Mg2 + 0,0528
SO 4 2- 0,0283
Ca2 + 0,0103
K + 0,0102
C 0,00206
Br- _ 0,000844
B 0,000416
Sr2 + 0,000091
F- _ 0,000068
Au 3+ 0,00000000002

Næringsstoffer

Biogene elementer er essentielle for levende organismer. Disse omfatter fosfor , nitrogen (i uorganiske forbindelser) og (for nogle organismer) silicium . En vigtig rolle spilles af metaller fundet i spormængder [8] .

Indholdet af næringsstoffer i havvand er ikke konstant og varierer afhængigt af sted, dybde og tidspunkt for prøvetagning. Normalt er deres indhold minimalt nær overfladen og stiger med dybden op til 1000-1500 meter, hvor det når et maksimum, og falder derefter gradvist igen. Fosfatindholdet kan stige kraftigt nær havbunden [9] .

Under opstrømning stiger vandet til overfladen og bringer dets næringsstoffer dertil.

Opløste gasser

Ved kontakt med atmosfæren udveksler havvand med luften de gasser, det indeholder: ilt, nitrogen og kuldioxid. De samme gasser kommer ind i havvandet som følge af kemiske og biologiske processer, der forekommer i havet. Nogle gasser indføres i havet med flodvand.

Mængden af ​​gasser opløst i havvand afhænger af deres opløselighed og af partialtrykket i luften. Når temperaturen stiger, falder opløseligheden af ​​gasser og dermed deres indhold i havvand.

Forholdet mellem opløst ilt og nitrogen i havvand adskiller sig fra deres forhold i atmosfæren. På grund af den bedre opløselighed af oxygen er dens koncentration i vand relativt højere, dens forhold til nitrogen er 1:2 [10] .

Under anaerobe forhold kan svovlbrinte ophobes i vand  - for eksempel i Sortehavet på mere end 200 meters dybde.

Fysiske egenskaber

Tætheden af ​​havvand varierer fra 1020 til 1030 kg/m³ og afhænger af temperatur og saltholdighed. Ved en saltholdighed på over 24 ‰ bliver temperaturen af ​​maksimal massefylde under frysepunktet [11]  - ved afkøling trækker havvandet sig altid sammen, og dets massefylde stiger [komm. 2] .

Lydens hastighed i havvand er omkring 1500 m/s.

Sammenlignende egenskaber for havvand med en saltholdighed på 35 ‰ og rent vand: [1]
Ejendomme Havvand Rent vand
Massefylde ved 25 °C, g/ cm3 : 1,02412 0,9971
Viskositet ved 25 °C, millipoise : 9.02 8,90
Damptryk ved 20 °C, mm. rt. st.: 17.35 17,54
Maksimal densitetstemperatur, °C: -3,52
(underkølet væske)		 +3,98 [1]
Frysepunkt, °C: -1,91 0,00
Overfladespænding ved 25 °C, dyn/cm: 72,74 71,97
Lydhastighed ved 0 °C, m/s: 1450 1407
Specifik varmekapacitet ved 7,5 °C, J/(g °C): 3.898 4,182

Geokemisk forklaring

Den videnskabelige forklaring på udseendet af saltvand i havet blev lagt af Edmund Halleys arbejde i 1715 . Han foreslog, at salt og andre mineraler blev skyllet ud af jorden og bragt til havet af floder. Ved at nå havet forblev saltene og koncentrerede sig gradvist. Halley bemærkede, at de fleste søer, der ikke har en vandforbindelse med oceanerne, har saltvand.

Halleys teori er delvist korrekt. Ud over dette skal det nævnes, at natriumforbindelser blev vasket ud af bunden af ​​havene i de tidlige stadier af deres dannelse. Tilstedeværelsen af ​​et andet saltelement, klor, forklares ved dets frigivelse (som hydrogenchlorid ) fra Jordens indre under vulkanudbrud . Natrium- og kloratomer blev efterhånden hovedkomponenterne i saltsammensætningen af ​​havvand.

Ansøgning

Til at drikke

Havvand kan drikkes efter afsaltning .

Naturligt havvand er uegnet til konstant drikke på grund af det høje indhold af salte og mineraler i det, hvis fjernelse fra kroppen kræver mere vand end den mængde, der drikkes. Så en liter havvand indeholder omkring 35 gram salt, og givet at en person indtager omkring 2 liter om dagen, vil det samlede saltindtag være 70 gram. Den menneskelige krop kan kun klare 20 gram salt om dagen, og dens overdosis vil for det første føre til en stor belastning af nyrerne , og for det andet skal det overskydende salt opløses i ferskvand, hvilket skal taget fra kroppens væv, hvilket vil føre til dens dehydrering, gradvis svigt af alle kroppens vitale systemer og død.

Begrænset drikkevare

I 1950'erne beviste den franske læge og rejsende Alain Bombard eksperimentelt, at havvand kan drikkes uden skade på helbredet i små mængder (ca. 0,7 liter om dagen) i 5-7 dage [12] .

Afsaltet havvand, saltholdighed 3-4 gange lavere end oceanisk (ikke mere end 8-11 ppm), i nogle bugter, laguner , flodmundinger , hvor store floder flyder, i sådanne have som Azov, Østersøen, Kaspiske Hav, er meget mindre skadelig end oceanisk, og kan bruges lidt efter lidt til at drikke og overleve i nødstilfælde. Det samme opnås, hvis havvand fortyndes med ferskvand i mindst forholdet: 2 dele havvand til 3 dele ferskvand.

Til minedrift

Næsten alle kemiske grundstoffer findes i havvand. Næsten halvdelen af ​​verdens magnesiumproduktion kommer fra havvand . I USA opnås omkring 40 tusinde tons brom om året fra havvand [13] . Muligheden for at udvinde uran fra havvand overvejes [14] .

Til hygiejniske formål

I Hong Kong er havvand meget brugt i toiletskyllesystemer . Mere end 90 % af dem bruger havvand til skylning for at spare ferskvand. Denne praksis begyndte i 1960'erne og 1970'erne, da ferskvandsproduktion blev vanskelig for indbyggerne i den tidligere britiske koloni.

Se også

Noter

Kommentarer
  1. ↑ Skema af havets karbonatsystem (ifølge R. Zeebe, 2001) [4] : ​​B. Havvand i ligevægt med atmosfæren ved en saltholdighed på 35 ‰ og en temperatur på 25 ° C har en pH på 8,1. Forholdet mellem former for uorganisk opløst kulstof i dette tilfælde:
  2. ↑ i modsætning til ferskvand, som har en maksimal massefylde ved 4 °C.
Kilder
  1. ↑ 1 2 3 Horn, 1972 , s. 51.
  2. ↑ Retningslinjer for kemisk analyse af havvand (RD. 52.10.243-92). - Sankt Petersborg. : Hydrometeostat, 1993. - S. 7. - 262 s.
  3. ↑ Horn, 1972 , s. 160.
  4. ↑ 12 Zeebe et al, 2001 , s. 3.
  5. ↑ Zeebe et al., 2001 , s. otte.
  6. ↑ Horn, 1972 , s. 139.
  7. ↑ Kapitel 5 - Fysiske og termodynamiske data (downlink) . Hentet 23. august 2006. Arkiveret fra originalen 25. maj 2011. 
  8. ↑ Grasshoff et al., 1999 , s. 159.
  9. ↑ Grasshoff et al., 1999 , s. 160.
  10. ↑ Smirnov et al., 1988 , s. 37.
  11. ↑ Weil, 1977 , s. 89-90.
  12. ↑ Alain Bombard. Overbord efter behag. — M .: Alpina Publisher , 2014. — 234 s. — ISBN 978-5-9614-4794-1 .
  13. ↑ RÅKRISE OG PROBLEMER MED METALPRODUKTION FRA HAVAND . Hentet 10. juni 2020. Arkiveret fra originalen 24. februar 2020.
  14. ↑ Udsigter for uran som en pålidelig energikilde . Hentet 10. juni 2020. Arkiveret fra originalen 10. juni 2020.

Litteratur

  • Horn R. Marine Chemistry (Strukturen af ​​vand og hydrosfærens kemi). - Moskva: Mir, 1972. - (Earth sciences).
  • Retningslinjer for kemisk analyse af havvand (RD52.10.243-293) / S. G. Oradovsky. - S.-Pb: "Hydrometeoizdat", 1993. - (Vejledende dokument).
  • Zeebe RE, Wolf-Gladrow D. CO 2 i havvand: ligevægt, kinetik, isotoper . - Elsevier Science BV, 2001. - S. 346. - (Elsevier Oceanography Series). — ISBN 0 444 50579 2 . — ISBN 9780080529226 .
  • Grasshoff K., Kremling K., Ehrhardt M. Metoder til havvandsanalyse . - Tredje, fuldstændig revideret og udvidet udgave. - WILEY-VCH, 1999. - ISBN 3-527-29589-5 .
  • Smirnov G.N., Kurlovich E.V., Vitreshko I.A., Malgina I.A. Hydrologi og hydrauliske strukturer: Proc. for universiteter på særlige "Vandforsyning og kloakering" / red. G.N. Smirnova. - Højere. skole - M. , 1988. - 472 s. — 10.000 eksemplarer.
  • Weil P. Populær Oceanografi = Oceanografi. En introduktion til havmiljøet af Peter K. Weyl / Per. fra engelsk. G.I. Baranova, V.V. Panova, A.O. Speicher. Ed. A.F. Treshnikov. - L . : "Hydrometeoizdat", 1977. - 504 med illustrationer. Med. — 50.000 eksemplarer.

Links

 Oceanografiske instrumenter og udstyr
Enheder
Udstyr
se også