海水的理化性质.doc

海水的理化性质
(一)海水的化学性质
海洋是地球水圈的主体,是全球水循环的主要起点和归宿,也是各大陆外流区的岩石风化产物最终的聚集场所。海水的历史可追溯到地壳形成的初期,在漫长的岁月里,由于地壳的变动和广泛的生物活动,改变着海水的某些化学成分。

海水是一种成分复杂的混合溶液。它所包含的物质可分为三类:①溶解物质,包括各种盐类、有机化合物和溶解气体;②气泡;③固体物质,包括有机固体、无机固体和胶体颗粒。海洋总体积中,有96%~97%是水,3%~4%是溶解于水中的各种化学元素和其他物质。
目前海水中已发现80多种化学元素,但其含量差别很大。主要化学元素是氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴、碳、锶、硼、硅、氟等12种(),%~%,因此,被称为海水的大量元素。其他元素在海洋中含量极少,都在1mg/L以下,称为海水的微量元素。海水化学元素最大特点之一,是上述12种主要离子浓度之间的比例几乎不变,因此称为海水组成的恒定性。它对计算海水盐度具有重要意义。溶解在海水中的元素绝大部分是以离子形式存在的。海水中主要的盐类含量差别很大()。,氯化物含量最高,%,其次是硫酸盐,%。
海水中盐分的来源,主要来自两个方面:一是河流从大陆带来。河流不断地将其所溶解的盐类输送到海洋里,其成分虽与海水不同()(海水中以氯化物为最多,河水则以碳酸盐类占优势),但是,因为碳酸盐的溶解度小,流到海洋里以后很容易沉淀。另一方面,海洋生物大量地吸收碳酸盐构成骨胳、甲壳等,当这些生物死后,它们的外壳、骨胳等就沉积在海底,这么一来,使海水中的碳酸盐大为减少。硫酸盐的收支近于平衡,而氯化物消耗最少。由于长年累月生物作用的结果,就使海水中的盐分与河水大不相同。二是海水中的氯和钠由岩浆活动中分离得来。这从海洋古地理研究和从古代岩盐的沉积、以及最古老的海洋生物遗体都可证实古海水也是咸的。总之,这两种来源是相辅相成的。

海水盐度是1000g海水中所含溶解的盐类物质的总量,叫盐度(绝对盐度)。单位为‰或10-3。在实际工作中,此量不易直接量测,而常用“实用盐度”。实用盐度略小于绝对盐度。近百年来,由于测定盐度的原理和方法不断变革,实用盐度的定义已屡见变更。
20世纪50年代以来,海洋化学家致力于电导率测盐度研究。因为海水是多种成分的电解质溶液,故海水的电导率取决于盐度、温度和压力。在温度、压力不变情况下,电导率的差异反映着盐度的变化。根据这个原理,可以由测定海水的电导率来推算盐度。即在温度为15℃、压强为一个标准大气压下的海水样品的电导率,×10-3的标准氯化钾(KCl)溶液的电导率的比值(K15)来定义。实用盐度用下式确定:
式中:a0=;a1=-;a2=;a3=;a4=-;a5=;Σai=;2×10-3≤S≤42×10-3。可见,当K15=1时,海水的实用盐度恰好等于35×10-3,这是世界大洋的平均盐度值。这种方法仍离不开海水组成的恒定性这一特点。
若测定温度不在15℃,则应进行订正。现已有实用盐度与电导比查算表及温度订正表供实际应用。
世