XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2023
При изучении состава морской воды, ученые измеряют уровень солености и содержание растворимых веществ в разных слоях воды.
В морской воде обнаружены:
Основные соли в морской воде — содержание в %:
Соленый вкус морской воде придает хлористый натрий, горький привкус — хлористый и сернокислый магний, также Черное море отличается богатством сероводородными соединениями.
Главными компонентами солей в морской воде являются сульфаты, карбонаты, нитраты и хлориды. Также на соленость воды могут оказывать влияние различные соединения, которые поступают из подземных, надземных рек и осадков. Между веществами, поступающими в морскую воду, протекают разнообразные реакции, что может значительно влиять на показатели.
В составе морской воды всегда присутствуют органика, то есть органическое вещество. Оно может быть представлено живыми организмами, взвесями, коллоидными и молекулярными соединениями, они являются продуктами жизнедеятельности морских организмов и их неполного распада при отмирании. Присутствие органических веществ определяет существующее различие между природными водами и растворами тех же солей и газов в дистиллированной воде. В настоящее время в организмах морских растений и животных определено около 70 химических элементов. Основная масса живого вещества на 99,9% состоит всего лишь из 12 элементов. Основными элементами являются азот, водород, углерод и кислород. Другие элементы также встречаются в живых организмах, но уже в более малых количествах, это сера, натрий, фосфор, хлор, магний, калий, кальций и кремний.
Растворенные минеральные соединения азота, фосфора и кремния выделяют в отдельную группу главных биогенных веществ. Создание органического вещества и его разложение значительно влияют на химический состав морской воды.
Помимо неорганических солей и органических веществ, в морской воде содержатся различные газы, такие как кислород, азот, углекислый газ, сероводород, аммиак, метан. Содержание этих газов в водах морей и океанов тоже различно. Так глубинные воды Чёрного моря богаты сероводородом, именно поэтому на глубине более 200 м почти не встречается морских животных и растений, там обитают только некоторые виды анаэробных бактерий, их жизнедеятельность основании на усвоении неорганических соединений.
Влияние на организм человека.
Чёрное море является самым полезным морем для здоровья. Именно такой вывод сделали учёные, изучив влияние воды Чёрного моря на организм человека. Как выяснилось, вода в нём наиболее схожа по-своему химическому составу с микроэлементами, которые содержатся в крови человека.
Благодаря своему химическому составу, морская вода оказывает полезное воздействие на все отделы человеческого организма. Под ее влиянием уменьшаются боли, нормализуется терморегуляция организма, укрепляется опорно-двигательный аппарат, эндокринная, нервная и сердечно-сосудистая системы.
Чёрное море является самым благоприятным по концентрации соли для человеческого здоровья. Оно не раздражает слизистую и кожные покровы, а наоборот, способствует их заживлению, обладает закаливающим действием. По этой причине врачи рекомендуют лечение кожных заболеваний именно на Черноморском побережье.
В водах Чёрного моря содержатся 30 мега-полезных для организма человека микроэлементов и минералов. Самые ценные из них:
кальций, способствующий укреплению костей;
калий, нормализующий артериальное давление;
магний, повышающий иммунитет;
йод, нормализующий обменные процессы и работу щитовидной железы;
бром, оказывающий успокаивающий эффект;
Черноморское побережье считается одним из лучших для лечения бронхолегочных заболеваний. Например, великий русский писатель Антон Павлович Чехов лечил туберкулез именно в Ялте. Особый климат, сочетание морского воздуха и фитонцидов сосен дают хороший оздоровительный эффект.
Вода Чёрного моря активизирует все жизненные процессы организма, улучшает циркуляцию лимфы и крови, повышает сопротивляемость организма.
Черноморское побережье оказывает мощный антистрессовый эффект, обусловленный обилием кислорода и большим количеством отрицательно заряженных аэроионов, которыми насыщен воздух. Чёрное море содержит самое большое количество сероводорода в Мировом океане. Сероводород оказывает благоприятное влияние на сердце и сосуды.
Именно поэтому на Черное море полезно приезжать для профилактики и лечения дыхательных, сердечно-сосудистых, кожных заболеваний.
Источник
Из чего состоит морская вода: состав в процентах и плотность
Море покрывает большую часть планеты Земля. Но что мы знаем о нем? Из чего состоит морская вода? Каковы ее физические свойства? Чем морская вода отличается от питьевой? И как сделать из одной другую? Постараемся ответить на все эти вопросы по очереди.
Просто соленая вода?
Многие знают, какое море на вкус, а те, кто не знает, догадываются. Оно соленое. Но неужели можно создать море дома, всего лишь смешав соль и воду? Это не совсем так. Количество обычной воды в морской составляет 96,5 %. Остальные 3,5 % — это примеси. Их точный состав удалось выяснить только в конце 19 века, во время кругосветной экспедиции. Но задолго до этого ученые знали, что примеси, делающие воду такой соленой, представляют собой не обычную поваренную соль. На самом деле в море растворены все элементы из периодической системы Менделеева. Их присутствие минимально, но неоспоримо.
В той самой экспедиции были взяты 77 проб воды в разных районах Мирового океана. Тогда было сделано удивительное открытие: несмотря на огромное количество морской воды на поверхности Земли, процентное соотношение основных ионов в ней всегда остается неизменным. Что это значит, разберем ниже. Заодно узнаем, из чего состоит морская вода.
Постоянство солевого состава
Именно это открытие, также называемое законом Дитмара, было сделано в кругосветной экспедиции конца 19 века. Химик, чье имя было дано этой закономерности, выяснил, что в морской воде количественное соотношение главных ионов практически неизменно в различных регионах планеты. Доля остальных веществ настолько мала, что не является существенной и не учитывается при проведении различных гидрохимических исследований.
Главные ионы, т. е. вещества в количестве более 0,01 %, составляют основную массу солей. Именно они главным образом влияют на физические и химические свойства морской воды. Их количество зависит от разных факторов, в том числе и от условий окружающей среды. Но при общей концентрации соли в морской воде, равной 35,16 ‰, массы примесей имеют четкое значение, приведенное в таблице ниже. Посмотрим, из чего состоит морская вода.
Как мы можем видеть, большую часть составляют хлориды. С учетом постоянства солевого состава на основе этих данных можно определить полный состав пробы морской воды. Для этого вычисляют концентрацию хлора, а на основе полученных данных узнают методом соотношений, какую долю составляют остальные элементы.
Физические свойства
Как и любое другое вещество, морская вода обладает различными характеристиками, которые ученые узнают в результате исследований. Эти данные позволяют получить представление о многих процессах, происходящих на глубине и оказывающих влияние на нашу планету. Например, не все знают, что вода обладает способностью сжиматься. Под давлением массы, воздействующей на нее сверху, она может менять объем.
На поверхности это практически незаметно, но чем глубже, тем явственнее становится данная особенность. Под давлением в сотни атмосфер сжимаемость достигает довольно больших масштабов. Ученые утверждают, что если бы не это свойство воды, уровень океана был бы выше на 30 метров. В этом случае поверхность Земли выглядела бы совсем иначе.
Соленость
Мы уже выяснили, сколько соли в морской воде, и знаем, что ее количество практически неизменно. Тем не менее оно немного варьируется – от 33 до 37 ‰, за редкими исключениями. Среднее значение составляет 34,72 ‰. Этот показатель зависит от количества осадков, выпадающих в том или ином регионе, температуры воздуха, влияющей на интенсивность испарений, и количества пресных водоемов, напрямую соединенных с морем.
Самый высокий процент солености зарегистрирован в Атлантическом океане. Средний показатель в его северной части составляет 35,06 ‰. Наименьшее значение принадлежит Тихому океану. Тем не менее существуют водоемы, в которых показатель солености значительно превышает усредненные значения. К ним относят Средиземное и Красное моря. Высокие температуры воздуха, большая интенсивность испарения и малое количество осадков поднимают уровень солености до рекордных 38-42 ‰. В целом же состав морской воды Черного моря и многих других примерно одинаков. Вероятно, дело в том, что все они связаны между собой.
Некоторые утверждают, что морская вода содержит 5 ‰ соли. Но такой показатель встречается крайне редко, только в минеральных озерах. Например, уровень солености Азовского моря — 11 ‰, Черного — 18 ‰, Красного — 41 ‰, а Мертвого — 300 ‰.
Температура
Было бы наивно полагать, что этот показатель одинаков для всей морской воды в мире. Температура воздуха в регионах, приближенных к полюсам, опускается до минимальных отметок. На экваторе же, наоборот, всегда отмечается стабильно жаркая погода. А вот диапазон изменений температуры воды значительно ниже, он колеблется от -2 до 30 о С. Средний показатель во всем Мировом океане составляет всего 3,73 о С. Причем на поверхности вода в несколько раз теплее, чем на глубине 2-5 тыс. м.
Может вызвать некоторое недоумение тот факт, что температура морской воды в некоторых регионах опускается до -2 о С. Все знают, что при 0 о С H2O превращается в лед. Так и есть, но морская вода, как мы уже выяснили, включает примеси, которые изменяют ее характеристики, и в том числе снижают температуру замерзания. Чем выше процент солености, тем ниже этот показатель. Например, при сравнительно небольшом количестве соли в воде (24,7 ‰) температура замерзания будет равна -1,33 о С.
Плотность
Малейшие изменения этого показателя вызывают движение воды и приводят к возникновению вертикальных и горизонтальных потоков. Именно поэтому плотность морской воды изучают при любых океанологических исследованиях. Она измеряется в кг/м 3 и представляет собой массу единичного объема.
Плотность пресной воды при температуре 4 о С составляет 1000 кг/м 3 , а морской при солености, равной 35 ‰, – 1027,81 кг/м 3 . Эта разница возникает из-за примесей, входящих в ее состав. Чем больше содержится соли в морской воде, тем выше будет показатель плотности. Обычно ее значение колеблется от 1025 до 1033 кг/м 3 .
Кроме того, плотность морской воды меняется в зависимости от глубины: чем ближе к поверхности, тем она ниже. Но существуют исключения. Например, при интенсивных испарениях, связанных с высокой температурой воздуха, на поверхности увеличивается соленость. Соответственно, и плотность моря в верхних слоях растет.
Химический состав
Как мы выяснили выше, количество примесей в морской воде примерно одинаково. Но какие именно вещества делают ее такой, какая она есть?
Считается, что современный химический состав морской воды сформировался примерно 1 млрд лет назад. Уже тогда она была такой же соленой, как сейчас. И особенно удивительным кажется предположение Р. Квинтона, который в 1904 году заявил, что минеральный состав морской воды и крови примерно одинаков. В 1910 году А. Б. Маллун подтвердил эту догадку. По его мнению, набор химических веществ в морской воде того периода, когда появились первые костистые и хрящевые рыбы, аналогичен крови всех животных. Но до сих пор эта гипотеза имеет как сторонников, так и противников.
Морская вода содержит различные вещества, количество которых в процентах приведено в таблице ниже.
Источник