Морская вода

Резолюцией ООН введен ежегодный Всемирный день воды, который в разных государствах отмечается 22 марта. В этот день проводятся мероприятия, целью которых является сохранение и освоение водных ресурсов, что находятся в реках, озерах, каналах, хранилищах, морях и океанах, в подземных источниках в виде почвенной влаги, льдов полярных и горных или паров в атмосфере. Все ресурсы включают в себя подземные и поверхностные источники и могут использоваться или используются для нужд человека. Общий объем их (в жидком, газообразном или твердом состоянии) на Земле составляет 1390 миллионов кубометров, и только менее 3 % всех ресурсов приходится на пресные запасы.

В океанах и морях находится самое большое количество воды (примерно, 98 %) всех поверхностных источников. Химия ее меняется в зависимости от местности и времени года. Морская вода содержит намного больше растворенных ионов, чем любой вид пресной. Также резко отличается соотношением растворенных в ней веществ. Например, в морях и океанах содержится, примерно, в 2,8 раза больше бикарбонатов, чем в реках, однако молярная доля их по отношению ко всем растворенным ионам намного ниже (0,14 %), чем в речных источниках (48 %). Это связано с различным временем пребывания растворенных веществ. Ионы натрия и хлора находятся в растворенном состоянии, в то время как кальций выпадает в осадок в виде карбоната. По содержанию в килограмме морской воды наиболее распространенными ионами являются:

• хлор (0,546 молей);
• натрий (0,469 молей);
• магний (0,0528 молей);
• сульфат (0,0282 молей);
• кальций (0,0103 молей);
• калий (0,0102 молей).

Один из самых важных показателей, которым характеризуется морская вода — это соленость. Она измеряется в промилле (‰) и бывает разной для всех морей и океанов. Средняя величина солености составляет 35 ‰, то есть в 1 литре в растворенном состоянии находится 35 г солей, в основном это хлористый натрий. При средней солености элементарный состав воды следующий:

• кислород 85,84 %;
• водород 10,82 %;
• хлор 1,94 %;
• магний 1,1292 %;
• натрий 1,08 %;
• сера 0,091 %;
• кальций 0,04 %;
• калий 0,04 %;
• бром 0,0067 %;
• углерод 0,0028 %.

Морская вода на поверхности при 25С имеет среднюю плотность 1,025 г/см3 — это больше, чем у чистой, плотность которой при 25С равняется 1,003 г/см3. Плотность — физическая величина, имеющая прямую зависимость от концентрации солей и обратную от температуры. Чем больше растворено солей, тем больше плотность. Чем ниже температура морской воды, тем больше плотность. Температура при самой высокой плотности минус 3,52С для морской и плюс 3,98С для чистой. Но эти величины меняются не только от источника к источнику, но так же и зависят от глубины, на которой они замеряются. На больших глубинах плотность может достигать величины 1,050 г/см3 и даже выше. Изменение качественного и количественного состава также хорошо прослеживается по величине рН, которая варьируется в пределах 7,5—8,4 (среда слабощелочная) и обусловлена характером растворенных ионов и их концентрацией. У поверхности рН выше, чем на глубине. Нейтральной и слабокислой может быть среда опресненных участков. Наиболее высокое значение pH (самая низкая концентрация ионов водорода) наблюдается всегда у поверхности моря.

Температура замерзания морской воды уменьшается с увеличением солености (концентрации растворенных солей). При средней солености она замерзает при температуре, близкой минус 2С. В 2010 году была зафиксирована за всю историю самая низкая температура в потоке под антарктическим ледником, когда было измерено минус 2,6С. Есть и другие характеристики, которые показывают разницу между источниками, а также их вариативность в зависимости от других параметров. Например, скорость звука при 0С. Он проходит через морскую среду за 1 секунду 1450 м, а через чистую — 1407 м. Морская вода при 25С имеет динамическую вязкость 9,02 миллипуаза. Для чистой среды эта же характеристика при той же температуре равняется 8,09 миллипуаза.

Морская вода не используется для питья из-за высокой концентрации минеральных солей. При ее употреблении понадобиться выпить намного больше чистой жидкости, чтобы вывести все поступившие с ней соли из организма. Поэтому пьют только пресную воду, в которой растворено не более 0,001 г/см3 солей. Из-за ее дефицита строят установки и применяют специальные методы для снижения концентрации солей. К ним относятся замораживание, дистилляция, электролиз, ионный обмен, обратный осмос, сепарация (гидродинамическое разделение). Например, в Казахстане, город Актау (раньше назывался Шевченко) была построена в 1972 году и работала почти 30 лет единственная в мире атомная установка по опреснению воды.