Солёность

Солёность — содержание солей в воде. Выражается в «‰» (промилле) или в ПЕС (практические единицы солёности)[1], PSU (англ. Practical Salinity Units) практической шкалы солёности (англ. Practical Salinity Scale).

Содержание некоторых элементов в морской воде
Элемент	Содержание, мг/л
Хлор	19 500
Натрий	10 833
Магний	1 311
Сера	910
Кальций	412
Калий	390
Бром	65
Углерод	20
Стронций	13
Бор	4,5
Фтор	1,0
Кремний	0,5
Рубидий	0,2
Азот	0,1

Стандартная морская вода производства OSIL

Солёность в промилле — это количество твёрдых веществ в граммах, растворённое в 1 кг морской воды, при условии, что все галогены заменены эквивалентным количеством хлора, все карбонаты переведены в оксиды, органическое вещество сожжено.

В 1978 году введена и утверждена всеми международными океанографическими организациями шкала практической солёности (Practical Salinity Scale 1978, PSS-78)[2], в которой измерение солёности основано на электропроводности (кондуктометрия), а не на выпаривании воды. В 1970-х годах широкое применение в морских исследованиях получили океанографические CTD-зонды, и с тех пор солёность воды измеряется в основном электрическим методом. Для поверки работы ячеек электропроводности, которые погружаются в воду, используют лабораторные солемеры. В свою очередь, для поверки солемеров используют стандартную морскую воду. Стандартная морская вода, рекомендованная международной организацией IAPSO для поверки солемеров, производится в Великобритании лабораторией Ocean Scientific International Limited (OSIL) из натуральной морской воды. При соблюдении всех стандартов измерения можно получить точность измерения солёности до 0,001 ПЕС.

Шкала практической солёности PSS-78 основана на сравнении электропроводности исследуемой пробы воды с электропроводностью раствора хлорида калия, содержащего 32,4356 грамма KCl в 1 кг раствора. Измерения проводят при температуре растворов 15 °C и давлении 1 атм (стандартные условия по ISO 13443). Солёность рассчитывается из отношения электропроводности пробы и стандартного раствора по эмпирической формуле:

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},

(ПЕС)

где $a_{0}=0{,}008;\;a_{1}=-0{,}1692;\;a_{2}=25{,}3851;\;a_{3}=14{,}0941;\;a_{4}=-7{,}0261;\;a_{5}=2{,}7081;\;\sum a_{i}=35;$

$K_{15}$ — относительная электропроводность (отношение электропроводности измеряемой морской воды к электропроводности 32,4356 ‰ раствора хлорида калия) при стандартных условиях.

Шкала PSS-78 даёт числовые результаты, близкие к измерениям массовых долей, и различия заметны либо когда необходимы измерения с точностью выше 0,01 ПЕС, либо когда солевой состав не соответствует стандартному составу океанской воды.

Средняя солёность Мирового океана — 35 ‰ или 35 ПЕС.[2] Для калибровки приборов в Бискайском заливе добывается так называемая нормальная вода с солёностью, близкой к 35 ‰ или 35 ПЕС.

Показатель преломления воды зависит от солёности, на этом основан рефрактометрический метод её измерения. Преимущества этого метода в оперативности и возможности проводить измерения в небольших (несколько капель) пробах воды.

Солёность по географическим объектам

Солёность океанов

Среднегодовая солёность воды Мирового океана (в промилле). Данные из «Мирового океанического атласа», 2001.

Средняя солёность Мирового океана — 35 ‰. Повышенная солёность соотносится с зонами максимального испарения и наименьшего количества атмосферных осадков. Пониженная солёность (менее 34 ‰) характерна для приарктических и приантарктических вод, где сказывается сильное опресняющее действие талых ледниковых вод. В зимнее время в этих районах солёность несколько повышается за счёт осолонения вод в процессе лёдообразования. От поверхности ко дну океана солёность убывает. Придонные воды от экватора до арктических широт имеют солёность 34,7—34,8 ‰[3].

Атлантический океан — 35,4 ‰ Наибольшая солёность поверхностных вод в открытом океане наблюдается в субтропической зоне (до 37,25 ‰), а максимум — в Средиземном море: 39 ‰. В экваториальной зоне, где отмечено максимальное количество осадков, солёность снижается до 34 ‰. Резкое опреснение воды происходит в приустьевых районах (например, в устье Ла-Платы — 18—19 ‰)[3].
Индийский океан — 34,8 ‰. Максимальная солёность поверхностных вод наблюдается в Персидском заливе и Красном море, где она достигает 40—41 ‰. Высокая солёность (более 36 ‰) также наблюдается в южном тропическом поясе, особенно в восточных районах, а в северном полушарии также в Аравийском море. В соседнем Бенгальском заливе за счёт опресняющего влияния стока Ганга с Брахмапутрой и Иравади солёность снижается до 30—34 ‰. Сезонное различие солёности значительно только в антарктической и экваториальной зонах. Зимой опреснённые воды из северо-восточной части океана переносятся муссонным течением, образуя язык пониженной солёности вдоль 5° с. ш. Летом этот язык исчезает.
Тихий океан — 34,5 ‰. Максимальную солёность имеют тропические зоны (максимально до 35,5—35,6 ‰), где интенсивное испарение сочетается со сравнительно небольшим количеством осадков. К востоку под влиянием холодных течений солёность понижается. Большое количество осадков также понижает солёность, особенно на экваторе и в зонах западной циркуляции умеренных и субполярных широт[3].
Северный Ледовитый океан — 32 ‰. В Северном Ледовитом океане выделяются несколько слоёв водных масс. Поверхностный слой имеет низкую температуру (ниже 0 °C) и пониженную солёность. Последняя объясняется распресняющим действием речного стока, талых вод и очень слабым испарением. Ниже выделяется подповерхностный слой, более холодный (до −1,8 °C) и более солёный (до 34,3 ‰), образующийся при перемешивании поверхностных вод с подстилающим промежуточным водным слоем. Промежуточный водный слой — это поступающая из Гренландского моря атлантическая вода с положительной температурой и повышенной солёностью (более 37 ‰), распространяющаяся до глубины 750—800 м. Глубже залегает глубинный водный слой, формирующийся в зимнее время также в Гренландском море, медленно ползущий единым потоком от пролива между Гренландией и Шпицбергеном. Температура глубинных вод — около −0,9 °C, солёность близка к 35 ‰.[3].

Солёность океанических вод изменяется в зависимости от географической широты, от открытой части океана к берегам. В поверхностных водах океанов она понижена в области экватора, в полярных широтах.

Наименование	Солёность, ‰
Балтийское море	7[4]
Азовское море	11[5]
Чёрное море	18[6]
Мраморное море	26
Мировой океан	35
Адриатическое море	36
Эгейское море	37
Лигурийское море	38
Средиземное море	39[7]
Красное море	41
Мёртвое море	до 350[8]

Солёность морей

Солёность морской воды зависит от количества выпадающих атмосферных осадков и испарения, а также от течений, притока речных вод, образования льдов и их таяния. При испарении морской воды солёность повышается, при выпадении осадков — уменьшается. Тёплые течения несут обычно более солёную воду, чем холодные. В береговой полосе морские воды опресняются реками. При замерзании морской воды солёность возрастает, при таянии льдов — наоборот, понижается.

Озера и реки

Солёное (минеральное) озеро — это озеро, солёность (минерализация) которого превышает 1 промилле. Вода таких водоёмов отличается резким вкусом и непригодна для питья без дополнительной обработки.

Соляные пруды — мелкие искусственные водоёмы, создаваемые с целью производства соли. В соляных прудах из-за переменных концентраций водоросли вода может иметь различные яркие цвета, что указывает на солёность водоёма. Микроорганизмы изменяют свои оттенки в зависимости от того, насколько велика солёность пруда. При низкой солёности преобладающим цветовым компонентом являются зелёные морские водоросли. Представители Artemia salina создают оранжевый оттенок воды при средней солёности и при высокой концентрации солей преобладают красной водоросли под названием дуналиелла солоноводная. Бактерии, такие как Stichococcus, также вносят оттенки цвета.

Минеральные озёра подразделяются на солоноватые (от 1 до 25 ‰), солёные (от 25 до 50 ‰) и соляные (свыше 50 ‰).

По химическому составу минеральные озёра делятся на: карбонатные (содовые), сульфатные (горько-солёные) и хлоридные (солёные).

Биологическое значение

Солёность является важным экологическим фактором, влияющим на типы организмов, обитающих в озёрах, прудах и реках. Засоление влияет на виды растений, которые будут расти в водоёме, либо на земле, питаемой водой (или грунтовыми водами).[9]

Растение, адаптированное к засоленным условиям, называется галофильным или галофитом. Организмы (в основном бактерии), которые могут жить в очень солёных условиях, классифицируются как гипергалофиты. Организм, способный противостоять широкому диапазону солёности, называется эвригалинным или эвгалофитом (например тростник).

Удаление соли из воды дорого и её концентрация является важным фактором при бытовом и промышленном использовании воды. В озёрах и реках США наблюдалось повышение солёности из-за попадания в сточные воды обычной дорожной соли и других солевых антиобледенителей.[10]

Примечания

Приказ Минприроды РФ от 19.10.2015 № 436 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений и выполняемых при осуществлении деятельности в области гидрометеорологии и смежных с ней областях, и обязательных метрологических требований к ним, в том числе показателей точности измерений»
ГСССД 77-84 Шкала практической солености 1978 г (неопр.). Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. М.: Издательство стандартов (1986). Дата обращения: 26 марта 2019.
Физическая география материков и океанов / Под общ. ред. А. М. Рябчикова. — М.: Высшая школа, 1988. — С. 540—546.
Распределение солености в океанах
Азовское море и его охрана // Мариуполь и его окрестности: взгляд из XXI века — Мариуполь: Рената, 2008. С. 332
Солёность — статья из Black Sea Living
Средиземное море — статья из Большой советской энциклопедии
Мёртвое море // Энциклопедический словарь. 2009
Kalcic, Maria, Turowski, Mark; Hall, Callie Stennis Space Center Salinity Drifter Project. A Collaborative Project with Hancock High School, Kiln, MS (неопр.). Stennis Space Center Salinity Drifter Project. NTRS (22 декабря 2010). Дата обращения: 16 июня 2011.
Hopes To Hold The Salt, And Instead Break Out Beet Juice And Beer To Keep Roads Clear (неопр.). www.wbur.org.

Ссылки

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] Приказ Минприроды РФ от 19.10.2015 № 436 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений и выполняемых при осуществлении деятельности в области гидрометеорологии и смежных с ней областях, и обязательных метрологических требований к ним, в том числе показателей точности измерений»

[ГСССД-2] ГСССД 77-84 Шкала практической солености 1978 г (неопр.). Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. М.: Издательство стандартов (1986). Дата обращения: 26 марта 2019.

[Физическая_география_материков_и_океанов-3] Физическая география материков и океанов / Под общ. ред. А. М. Рябчикова. — М.: Высшая школа, 1988. — С. 540—546.

[4] Распределение солености в океанах

[5] Азовское море и его охрана // Мариуполь и его окрестности: взгляд из XXI века — Мариуполь: Рената, 2008. С. 332

[6] Солёность — статья из Black Sea Living

[7] Средиземное море — статья из Большой советской энциклопедии

[enc-8] Мёртвое море // Энциклопедический словарь. 2009

[9] Kalcic, Maria, Turowski, Mark; Hall, Callie Stennis Space Center Salinity Drifter Project. A Collaborative Project with Hancock High School, Kiln, MS (неопр.). Stennis Space Center Salinity Drifter Project. NTRS (22 декабря 2010). Дата обращения: 16 июня 2011.

[10] Hopes To Hold The Salt, And Instead Break Out Beet Juice And Beer To Keep Roads Clear (неопр.). www.wbur.org.