Tengervíz

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
A tengervíz sóösszetétele
g/l %
nátrium-klorid 35 3,4
magnézium-klorid 3,8 0,37
magnézium-szulfát 1,6 0,16
kalcium-szulfát 1,2 0,12
kálium-szulfát 0,9 0,09
kalcium-karbonát 0,1 0,01
A különböző szélességi körökön elméletileg várható sótartalom a tengervíz felszínén mérve
A víz sótartalma és fagyáspontja közti összefüggés

A tengervíz a tengerekből vagy óceánokból származó víz. Legismertebb tulajdonsága az édesvízénél lényegesen magasabb sótartalma. Ez az érték átlagosan 35‰ (3,5%), ami azt jelenti, hogy minden liter tengervízben 35 g (főként nátrium-klorid) található oldott állapotban. A Balti-tenger sótartalma 0,2 és 2% közötti. Legnagyobb sótartalma a lefolyástalan beltengereknek van. A Holt-tenger sótartalma eléri a 28%-ot.

Az emberi sejtek között lévő ozmotikus folyadékban a só koncentrációja csak 9‰ (fiziológiás oldat), emiatt a tengervizet ivóvízként az ember nem tudja tartósan használni. A felnőtt ember napi konyhasó-szükséglete normális körülmények között (a mérsékelt égövön) kb. 5 gramm (1 teáskanálnyi).[1] Tehát, ha a fenti érték háromszorosát vesszük, amit a szervezet még fel tud dolgozni, akkor a tengervízből naponta kb. fél litert lehet meginni, a többi vízszükségletet más forrásból, például a magunkkal vitt ivóvíz-tartalékból, egyéb élelmiszerekből (például, gyümölcsökből) vagy esővízből kell fedezni.

Fizikai tulajdonságai[szerkesztés]

A tengervíz sűrűsége a felszínen 1,02 és 1,03 g/cm3 között változik. Nagy nyomás alatt, az óceánok mélyén elérheti az 1,05 g/cm3 sűrűséget is. A pH értéke 7,5 és 8,4 közé esik.[2] A mérések kalibrálása nem egységes, így az eltérés akár 0,14 pH is lehet.[3] Fagyáspontja a sótartalomtól függ, a sótartalom csökkenti. Átlagos sótartalom esetén -2 Celsius-fok körül fagy.[4] A leghidegebb folyékony állapotú tengervizet 2010-ben jegyezték fel egy antarktiszi áramlatban, -2,6 Celsius-fokos volt.[5] A hangsebesség a tengervízben kb. 1500 m/s. Függ a hőmérséklettől, sótartalomtól és a nyomástól.

Hővezetési képessége 35g/kg sótartalom esetén 25 Celsius-fokon 0,6 W/mK.[6] A hővezetést a nagyobb sótartalom csökkenti, a nagyobb hőmérséklet növeli.[7]

Sótartalom[szerkesztés]

Alexander Marcet 1819-es mérései szerint a sótartalom összetétele független a helytől és a sótartalom arányától. Az anionok közül a leggyakoribb a klorid (55%) és a szulfát (7,7%). A kationok között a leggyakoribb a nátrium, a kalcium (1,2%), a magnézium (3,7%), és a kálium (1,1%). A maradék mennyiség 0,7%-ot tesz ki. A jódtartalomnak köszönhetően a tengerparti népeknél ritkább volt a jódhiány, mint a szárazföld belsejében. A tengervíz ionjai csak a víz elpárolgásával kristályosodnak ki, és oldékonyságuk szerint rétegekben rakódnak le.

Átlagos sótartalom esetén a tengervíz fagyáspontja -1,9 °C. A sókat az esővíz és az olvadékvíz oldja ki a talajból és a kőzetekből, majd a folyók viszik a tengerbe. A folyók és a tengerek sótartalma közötti különbséget a tengerfenékről beoldódó nátriumsók okozzák. A kloridokat víz alatti vulkánok és hőforrások juttatják a tengerbe. A sótartalmat növeli a párolgás. A már oldhatatlan fölös só lerakódik a tengerfenéken, vagy a tenger elpárolgásával a szárazföldre kerül. A tektonikus folyamatok egyensúlyban tartják az óceánok súlytartalmát évmilliárdokon át.[8]

A sótartalom eredetét először Edmond Halley magyarázta 1715-ben, de még nem tudott a tengerfenékről bejutó összetevőkről. Továbbá a tengerektől elzárt sós tavak magas sótartalmát a bepárlódással magyarázta.

A tengerek sótartalma változó. Ahol folyók ömlenek a tengerbe, vagy ahol jéghegyek olvadnak el, ott a sótartalom csökken, A Vörös-tenger a legsósabb nyílt tenger, magas sótartalmának oka az erős párolgás, a kevés beömlő folyó, és a korlátozott áramlás. Tavakban a sótartalom ennél is magasabb lehet.

A tengervíz sótartalma minden édesvíznél nagyobb, de az édesvizek sótartalma is eltér a tengeritől.[9] Például a tengervíz anyagmennyiség szerint körülbelül 2,8-szor annyi bikarbonátot tartalmaz, mint a folyóvíz, viszont az összes ion arányában kevesebb a bikarbonát, mint a folyóvízben. A folyó sótartalmának 48%-át teszi ki a bikarbonát, viszont a tengervízben csak 0,14%-ot képvisel az összes ion között.[9][8] Ezeket a különbségeket az okozza, hogy a tengervizes oldatokban különböző az oldott anyagok tartózkodási ideje. A nátrium és a klorid sokáig az oldatban marad, míg a kalcium hamarabb kiválik, különösen karbonáttal együtt.[8] A tengervíz átlagos ozmózis nyomása 1000 mOsm/l.[10]

Beltengerek, sós tavak[szerkesztés]

A lefolyástalan tavakban feldúsul a sótartalom, így sós beltengerekké válnak. Ez kiugróan magas sótartalmat eredményez, lásd Holt-tenger, Nagy-sóstó 25%, Utah. Más tavakban ez a folyamat lassabb, így a Fertő-tó sótartalma 0,2%. Mivel a tavak sekélyebbek, mint a tengerek, sótartalmuk függ a helytől, vagy időben ingadozik. Emellett a más sós, szikes talajokon kialakuló tavak is sósak lesznek. Ez ritkábban fordul elő, például Vízaknánál.

A tavakban, sós tavakban, beltengerekben oldott sók összetétele különbözik a világtengerekétől. A szulfátokban szegény vizekben feldúsulhat a kalcium. A karbonátokban gazdag tavak kémhatása erősen lúgos, és nátrontavakként emlegetik őket.

További oldott anyagok[szerkesztés]

A sók mellett a tengervíz tartalmaz oxigént, szén-dioxidot, és más légköri gázokat. A szén-dioxid feloldásával a tengervíz hozzájárul az üvegházhatás csökkentéséhez, viszont a hőmérséklet emelkedésével egyre kevesebbet képes belőle oldatban tartani. Az oldott szén-dioxid mennyiségének növekedésével a tengervíz pH-ja csökken (a tengerek elsavasodása). A tenger növényei és más fotoszintetizáló lényei ezt a szén-dioxidot használják fel. A tenger élővilága az oldott oxigént lélegzi be.

A tengervíz szerves anyagokat is oldatban tart. Ezek egy része természetes forrásból származik, más része viszont mesterséges eredetű, és szennyeződéssel került a vízbe. A szűretlen tengervíz szuszpenzióként apró részecskéket, továbbá növényi és állati planktont tartalmaz.

Tengervízből édesvíz[szerkesztés]

Habár kis mennyiségű tengervíz fogyasztása nem káros, az ember szervezete nem tudja pótolni belőle vízszükségletét, mivel ahhoz, hogy kiválassza belőle a sót, több vizet kell felhasználnia, mint amit belőle nyerhet.[11] A kiválasztó szervrendszer pontosan szabályozza a test sótartalmát.

A vese által kiválasztott legtöményebb vizelet sótartalma 2%, ami jóval kisebb, mint a tengervíz tipikus sótartalma, így nem előnyös tengervizet inni, ha nem áll rendelkezésre még több édesvíz. A túl sok tengervíz fogyasztásából bejutott sót a vese nem tudja kiválasztani, így a vér sótartalma megnő, ami vizet von el a sejtektől, és a túlzott nátriumszint verseng az idegrendszer jeleivel, aritmiát és nem epilepsziás rohamokat váltva ki.

A túlélési kézikönyvek azt javasolják, hogy ne igyunk tengervizet.[12] 163 mentőcsónak utasainak adatait összegezve adódott, hogy akik tengervizet ittak, azok 39%-a meghalt, míg a többieknek csak 3%-a halt meg. Patkánykísérletekkel megerősítették, hogy a tengervíz fogyasztása rosszabb, mint a szomjazás.[13] A legnagyobb kísértés a tengerészeket fenyegeti, akiknek takarékoskodniuk kell a vízzel, mert nem tudnak elég esővizet felfogni. Samuel Taylor Coleridge megírta a tengerész frusztrációját, hogy mindenütt sok a víz, de nem iható.[14]

Habár az ember csak tengervízen nem tud túlélni, néhányan azt állítják, hogy napi két pohárig, 2:3 arányban édesvízzel keverve, nem károsítja az egészséget. Alain Bombard francia orvos egy kis hajóban utazott az óceánon, és főként friss nyers halon, egy kevés tengervízen és más, a tengerből származó készleteken élte túl az utazást. Thor Heyerdahl az 1948-ban megjelent Kon-Tiki című könyvében leírta, hogy 2:3 arányban keverte a tengervizet és az édesvizet az 1947-es expedíción.[15] Néhány évvel később William Willis 70 napot élt túl úgy, hogy napi két pohár tengervizet és egy pohár édesvizet ivott, miután elvesztette vízkészlete egy részét.[16]

Richard Russell a 18. században hasonló gyakorlatot javasolt bizonyos betegségek kezelésére az Egyesült Királyságban. René Quinton a 20. századi Franciaországban szintén bevezette a kétféle víz keverékének itatását gyógyászati céllal. Ma már más országokban, így Nicaraguában is használják a módszert.

Többféle eljárás létezik a tengervíz ihatóvá tételére. Lényegük, hogy annyi oldott anyagot távolítanak el, hogy a víz ihatóvá váljon. A gazdagabb, forró éghajlatú országokban alkalmazzák ezt a módszert. A legtöbb óceánjárón is készítenek iható vizet tengervízből desztillációval, vagy újabban fordított ozmózissal. A kora újkorban a desztilláció kidolgozása után a nagyobb legénységű hajók konyháit felszerelték desztilláló berendezéssel.[17]

Az emberrel szemben a tengerek élővilága, így halak, hüllők, madarak és emlősök is alkalmazkodtak a körülményekhez, és képesek meginni a tengervizet. A sivatagi állatokhoz hasonlóan az ő vizeletük is sűrű.

Szabvány[szerkesztés]

Az ASTM International nemzetközi szabványa a mesterséges tengervízre: ASTM D1141-98 (Original Standard ASTM D1141-52). Ezt laboratóriumi kutatásokhoz használják, például korrózió teszteléséhez, olajszennyezések megfigyeléséhez és a tisztítás lehetőségeinek felméréséhez.[18]

Emberi hatások[szerkesztés]

A globális óceáni geokémiára hatással vannak az emberiség által okozott nagyméretű hatások, mint a globális felmelegedés, a szén-dioxid szintjének növekedése, valamint a szennyezés. A fő irányok a savasodás, az oldott oxigén arányának csökkenése, a parti nitrogénszint növekedése, szerves és szervetlen szennyeződések (például higany) bejutása. Mindezek nagyrészt az üzemanyag-fogyasztással, a műtrágyázással és az ipari termeléssel függnek össze, közvetve vagy közvetlenül. Az előrejelzések szerint a szennyezés egyre jobban nőni fog a következő évtizedekben, ami károsítja az óceánok élővilágát és minden más tengeri erőforrást.[19]

Források és jegyzetek[szerkesztés]

  1. Bíró György, Lindner Károly: Tápanyagtáblázat – Táplálkozástan és tápanyag-összetétel, Medicina Könyvkiadó, Budapest, 1999, 48. old.
  2. Chester, Jickells, Roy, Tim. Marine Geochemistry. Blackwell Publishing (2012. szeptember 14.). ISBN 978-1-118-34907-6 
  3. Stumm, W, Morgan, J. J. (1981) Aquatic Chemistry, An Introduction Emphasizing Chemical Equilibria in Natural Waters. John Wiley & Sons. pp. 414–416. ISBN 0471048313.
  4. U.S. Office of Naval Research Ocean, Water: Temperature
  5. Sylte, Gudrun Urd: Den aller kaldaste havstraumen (Norwegian nyelven). forskning.no, 2010. május 24. (Hozzáférés: 2010. május 24.)
  6. Desalination and Water Treatment. Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 2010. április 1. (Hozzáférés: 2010. október 17.)
  7. Thermal conductivity of seawater and its concentrates. (Hozzáférés: 2010. október 17.)
  8. ^ a b c Pinet, Paul R.. Invitation to Oceanography. St. Paul: West Publishing Company, 126, 134–135. o (1996). ISBN 978-0-314-06339-7 
  9. ^ a b Gale, Thomson: Ocean Chemical Processes. (Hozzáférés: 2006. december 2.)
  10. Osmolarity of sea water
  11. Can humans drink seawater?. National Ocean Service (NOAA)
  12. 29, Shipboard Medicine. Hozzáférés ideje: 2010. október 17. 
  13. Etzion, Z. (1987. szeptember 14.). „Metabolic effects in rats drinking increasing concentrations of seawater.”. Comp Biochem Physiol A. 86 (1), 49–55. o. DOI:10.1016/0300-9629(87)90275-1. PMID 2881655.  
  14. The Rime of the Ancient Mariner
  15. Heyerdahl, Thor; Lyon, F.H. (translator) (1950). Kon-Tiki: Across the Pacific by Raft. Rand McNally & Company, Chicago, Ill.
  16. King, Dean. Skeletons on the Zahara: a true story of survival. New York: Back Bay Books, 74. o (2004). ISBN 978-0-316-15935-7 
  17. Rippon, P.M., Commander, RN. The evolution of engineering in the Royal Navy. Spellmount, 78–79. o (1998). ISBN 0-946771-55-3 
  18. ASTM D1141-98(2013). ASTM. (Hozzáférés: 2013. augusztus 17.)
  19. Doney, Scott C. (2010. június 18.). „The Growing Human Footprint on Coastal and Open-Ocean Biogeochemistry”. Science 328 (5985), 1512–1516. o. DOI:10.1126/science.1185198. (Hozzáférés ideje: 2011. december 16.)  
  • Oliver Wurl: Practical guidelines for the analysis of seawater. CRC Press, Boca Raton 2009, ISBN 9781420073065.
  • Klaus Graßhoff, et al.: Methods of seawater analysis. Wiley-VCH, Weinheim 1999, ISBN 3527295895.

Fordítás[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Meerwasser című német Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a szócikk részben vagy egészben a Seawater című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.