Salinitet
Salinitet je stepen slanosti otopljene soli u vodi. Koristi se kako bi se iskazala slanost uglavnom mora i mnjeri se u g/L ili g/kg (grami soli po litri/kilogramu vode) i predstavlja u promilima težine, tj. u hiljaditom dijelu mjerene težine. Salinitet je važan faktor u određivanju mnogih hemijskih osobina prirodnih voda i bioloških procesa u njoj, to je termodinamičko stanje varijable koja, uz temperaturu i pritisak, upravlja fizičkim svojstvima poput gustoće i toplotnog kapaciteta vode. To je dalje važno za razumijevanje okeanskih struja i izmjene toplote s atmosferom.
Konturna linija konstantne slanosti naziva se izohalina, ili ponekad izohala.
Definicija
[uredi | uredi izvor]
Salinitet u rijekama, jezerima i okeanu je konceptualno jednostavan, ali tehnički izazovan za precizno definiranje i mjerenje. Konceptualno, to je količina rastvorene soli u vodi. Soli su spojevi poput natrijum hlorida, magnezijum sulfata, kalijum nitrata i natrijum bikarbonata koji se rastvaraju u ione. Koncentracija rastvorenih hloridnih iona se ponekad naziva hlorinitet. Operativno, rastvorena materija se definiše kao ona koja može proći kroz vrlo fini filter (historijski najprije filter sa veličinom pora od 0,45 μm, a potom obično 0,2 μm).[2] Salinitet se može izraziti u obliku masenog udjela, tj. mase rastvorenog materijala u jedinici mase rastvora.
Salinitet je jedna od najvažnijih osobina morske vode. Prosječni salinitet svjetskih mora iznosi oko 35 promila, tj. oko 35 g otopljene soli po jednom kilogramu vode. Te vrijednosti saliniteta su manje u blizini kopna gdje se rijeke ulijevaju u more. Rijeke i jezera mogu imati širok raspon saliniteta, s manje od 0,01 g/kg[3] do nekoliko g/kg, iako postoji mnogo mjesta na kojima je izmjerena veća vrijednost saliniteta. Mrtvo more ima salinitet viši od 200 g/kg.[4]
Bez obzira na veličinu pora koja se koristi u definiciji, rezultirajuća vrijednost saliniteta datog uzorka prirodne vode neće varirati za više od nekoliko postotaka (%). Međutim, fizički okeanografi koji rade u abisalnom okeanu često su zabrinuti zbog preciznosti i međusobne uporedivosti mjerenja različitih istraživača, u različito vrijeme, do gotovo pet značajnih cifara.[5] Zbog toga okeanografi koriste proizvod od flaširane morske vode poznat kao IAPSO Standard Seawater za standardizaciju svojih mjerenja s dovoljnom preciznošću da ispune zahtjev preciznosti.
Sastav
[uredi | uredi izvor]Teškoće u mjerenju i definisanju nastaju jer prirodne vode sadrže složenu mješavinu mnogih različitih elemenata iz različitih izvora (ne svi iz rastvorenih soli) u različitim molekularnim oblicima. Hemijska svojstva nekih od ovih oblika zavise od temperature i pritiska. Mnoge od ovih oblika je teško izmjeriti s visokom tačnošću, a u svakom slučaju potpuna hemijska analiza nije praktična pri analizi više uzoraka. Različite praktične definicije saliniteta proizlaze iz različitih pokušaja da se ovi problemi uzmu u obzir, uz razlike u nivou preciznosti, a da pritom ostanu razumno jednostavne za korištenje.
Iz praktičnih razloga, salinitet se obično povezuje sa zbirom masa podskupa ovih rastvorenih hemijskih sastojaka (tzv. salinitet rastvora), a ne sa nepoznatom masom soli koje su dovele do ovog sastava (izuzetak je kada se stvara vještačka morska voda). Za mnoge svrhe, ovaj zbir može biti ograničen na skup od osam glavnih iona u prirodnim vodama,[6] iako je za morsku vodu, sa najvećom preciznošću, uključeno i dodatnih sedam sporednih iona. Glavni ioni dominiraju neorganskim sastavom većine (ali nipošto svih) prirodnih voda. Izuzeci uključuju neka jamska jezera i vode iz nekih hidrotermalnih izvora.
Koncentracije rastvorenih gasova poput kiseonika i azota obično nisu uključene u opise saliniteta. Međutim, ugljen-dioksid, koji se kada se rastvori, djelimično pretvara u karbonate i bikarbonate, često je uključen. Silicijum u obliku silicijumske kiseline, koji se obično pojavljuje kao neutralna molekula u pH opsegu većine prirodnih voda, također može biti uključen u određenim ispitivanjima (npr. kada se istražuju odnosi saliniteta i gustine).
Morska voda
[uredi | uredi izvor]
Termin salinitet se, za okeanografe, obično povezuje s jednom od skupa specifičnih tehnika mjerenja. Kako se dominantne tehnike razvijaju, tako se razvijaju i različiti opisi saliniteta. Salinitet se prije 1980-ih uglavnom mjerio tehnikama zasnovanim na titraciji. Titracija srebro-nitratom mogla se koristiti za određivanje koncentracije halidnih iona (uglavnom hlora i broma) kako bi se dobila hlorinitet. Hlorinitet se zatim množio faktorom kako bi se uzeli u obzir svi ostali sastojci. Dobiveni 'Knudsenovi saliniteti' izražavaju se u jedinicama dijelova na hiljadu (ppt ili ‰).
Korištenje mjerenja električne provodljivosti za procjenu ionskog sadržaja morske vode dovelo je do razvoja skale nazvane praktična skala saliniteta 1978 (PSS-78).[7] Salinitet mjeren pomoću PSS-78 nema jedinice. Sufiks psu ili PSU (što označava jedinicu praktične saliniteta) ponekad se dodaje vrijednostima mjerenja PSS-78.[8] Međutim, dodavanje PSU kao jedinice nakon vrijednosti je "formalno netačno i snažno se ne preporučuje".
Godine 2010. uveden je novi standard za svojstva morske vode nazvan termodinamička jednačina morske vode 2010 (TEOS-10), koji zagovara apsolutni salinitet kao zamjenu za praktični salinitet, a konzervativnu temperaturu kao zamjenu za potencijalnu temperaturu. Ovaj standard uključuje novu skalu nazvanu referentna skala saliniteta sastava. Apsolutni saliniteti na ovoj skali izražavaju se kao maseni udio, u gramima po kilogramu rastvora. Saliniteti na ovoj skali određuju se kombinovanjem mjerenja električne provodljivosti s drugim informacijama koje uzimaju u obzir regionalne promjene u sastavu morske vode. Mogu se odrediti i direktnim mjerenjima gustine.
Uzorak morske vode sa većine lokacija sa hlorinitetom od 19,37 ppt imat će Knudsenov salinitet od 35,00 ppt, PSS-78 praktični salinitet od oko 35,0 i TEOS-10 apsolutni salinitet od oko 35,2 g/kg. Električna provodljivost ove vode na temperaturi od 15 °C iznosi 42,9 mS/cm.[9]
Na globalnom nivou, klimatske promjene uzrokovane ljudskim djelovanjem doprinijele su uočenim promjenama u površinskom i podzemnom salinitetu od 1950-ih. Projekcije promjena površinskog saliniteta tokom XXI vijeka ukazuju na to da će slatkovodne okeanske regije nastaviti da postaju svježije, a slane regije još slanije.
Salinitet služi kao indikator različitih masa. Površinska voda se uvlači kako bi zamijenila vodu koja tone, a koja na kraju postaje dovoljno hladna i slana da potone. Raspodjela saliniteta doprinosi oblikovanju okeanske cirkulacije.
Reference
[uredi | uredi izvor]- ↑ World Ocean Atlas 2009. nodc.noaa.gov
- ↑ Pawlowicz, R. (2013). "Key Physical Variables in the Ocean: Temperature, Salinity, and Density". Nature Education Knowledge. 4 (4): 13.
- ↑ Eilers, J. M.; Sullivan, T. J.; Hurley, K. C. (1990). "The most dilute lake in the world?". Hydrobiologica 199: 1–6. doi:10.1007/BF00007827.
- ↑ Anati, D. A. (1999). "The salinity of hypersaline brines: concepts and misconceptions". Int. J. Salt Lake. Res. 8: 55–70. doi:10.1007/bf02442137.
- ↑ SCOR, and IAPSO (2010). The international thermodynamic equation of seawater – 2010: Calculation and use of thermodynamic properties. Intergovernmental Oceanographic Commission, UNESCO (English). pp. 196pp.
- ↑ Pawlowicz, R.; Feistel, R. (2012). "Limnological applications of the Thermodynamic Equation of Seawater 2010 (TEOS-10)". Limnology and Oceanography: Methods. 10 (11): 853–867. Bibcode:2012LimOM..10..853P. doi:10.4319/lom.2012.10.853. S2CID 93210746.
- ↑ Unesco (1981). The Practical Salinity Scale 1978 and the International Equation of State of Seawater 1980. Tech. Pap. Mar. Sci., 36
- ↑ Millero, F. J. (1993). "What is PSU?". Oceanography. 6 (3): 67.
- ↑ Culkin, F.; Smith, N. D. (1980). "Determination of the Concentration of Potassium Chloride Solution Having the Same Electrical Conductivity, at 15C and Infinite Frequency, as Standard Seawater of Salinity 35.0000‰ (Chlorinity 19.37394‰)". IEEE Journal of Oceanic Engineering. OE-5 (1): 22–23. Bibcode:1980IJOE....5...22C. doi:10.1109/JOE.1980.1145443.
