ความเค็ม

ความเค็ม ( / s ə ลิตร ɪ n ɪ ทีฉัน / ) เป็นเค็มหรือปริมาณของเกลือละลายในร่างของน้ำที่เรียกว่าน้ำเกลือ (เห็นความเค็มของดิน ) โดยปกติจะวัดเป็นหน่วย(โปรดทราบว่าสิ่งนี้ไม่มีมิติในทางเทคนิค) ความเค็มเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดหลาย ๆ ด้านของเคมีของน้ำธรรมชาติและกระบวนการทางชีววิทยาภายในและเป็นตัวแปรสถานะทางอุณหพลศาสตร์ที่พร้อมกับอุณหภูมิและความดันควบคุมลักษณะทางกายภาพเช่นความหนาแน่นและความจุความร้อนของน้ำ

เฉลี่ยรายปีผิวน้ำทะเล เค็มสำหรับ โอเชี่ยนเวิลด์ ข้อมูลจาก World Ocean Atlas 2009 [1]
International Association for the Physical Sciences of the Oceans (IAPSO) น้ำทะเลมาตรฐาน

เส้นเค้าโครงของความเค็มคงเรียกว่าisohalineหรือบางครั้งisohale

ความเค็มในแม่น้ำทะเลสาบและมหาสมุทรเป็นแนวคิดที่เรียบง่าย แต่มีความท้าทายทางเทคนิคในการกำหนดและวัดผลอย่างแม่นยำ ตามแนวคิดความเค็มคือปริมาณเกลือที่ละลายในน้ำ เกลือเป็นสารประกอบเช่นโซเดียมคลอไรด์ , แมกนีเซียมซัลเฟต , โพแทสเซียมไนเตรตและโซเดียมไบคาร์บอเนตซึ่งละลายเข้าไอออน ความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนที่ละลายน้ำบางครั้งเรียกว่าคลอรีน ในทางปฏิบัติสสารที่ละลายได้ถูกกำหนดให้เป็นสิ่งที่สามารถผ่านตัวกรองที่ละเอียดมาก (ในอดีตตัวกรองที่มีขนาดรูพรุน 0.45 μm แต่ในปัจจุบันมักจะอยู่ที่ 0.2 μm) [2]ความเค็มสามารถแสดงในรูปของเศษส่วนมวลกล่าวคือมวลของวัสดุที่ละลายในหน่วยมวลของสารละลาย

โดยทั่วไปน้ำทะเลมีความเค็มมวลประมาณ 35 ก. / กก. แม้ว่าค่าที่ต่ำกว่าจะเป็นเรื่องปกติที่อยู่ใกล้ชายฝั่งที่แม่น้ำเข้าสู่มหาสมุทร แม่น้ำและทะเลสาบสามารถมีความเค็มได้หลากหลายตั้งแต่น้อยกว่า 0.01 ก. / กก. [3]ไปจนถึงไม่กี่ก. / กก. แม้ว่าจะมีหลายแห่งที่พบความเค็มสูงกว่า ทะเลเดดซีมีความเค็มมากกว่า 200 กรัม / กิโลกรัม [4]น้ำฝนก่อนสัมผัสพื้นโดยทั่วไปจะมี TDS 20 มก. / ล. หรือน้อยกว่า [5]

ไม่ว่ารูขุมขนจะใช้ขนาดใดในคำจำกัดความค่าความเค็มที่ได้ของตัวอย่างน้ำธรรมชาติที่กำหนดจะไม่แตกต่างกันเกินสองสามเปอร์เซ็นต์ (%) อย่างไรก็ตามนักสมุทรศาสตร์ทางกายภาพที่ทำงานในมหาสมุทรนรกมักเกี่ยวข้องกับความแม่นยำและความสามารถในการเปรียบเทียบระหว่างกันของการวัดโดยนักวิจัยที่แตกต่างกันในแต่ละช่วงเวลาจนถึงตัวเลขที่มีนัยสำคัญเกือบห้าหลัก [6]ผลิตภัณฑ์น้ำทะเลบรรจุขวดที่เรียกว่า IAPSO Standard Seawater ถูกใช้โดยนักสมุทรศาสตร์เพื่อสร้างมาตรฐานการวัดด้วยความแม่นยำเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการนี้

องค์ประกอบ

ความยากลำบากในการวัดและนิยามเกิดขึ้นเนื่องจากน้ำธรรมชาติมีส่วนผสมที่ซับซ้อนขององค์ประกอบที่แตกต่างกันจำนวนมากจากแหล่งต่างๆ (ไม่ใช่ทั้งหมดจากเกลือที่ละลายน้ำ) ในรูปแบบโมเลกุลที่แตกต่างกัน คุณสมบัติทางเคมีของบางรูปแบบเหล่านี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน หลายรูปแบบเหล่านี้ยากที่จะวัดด้วยความแม่นยำสูงและในกรณีใด ๆ การวิเคราะห์ทางเคมีที่สมบูรณ์จะไม่สามารถใช้ได้จริงเมื่อวิเคราะห์หลายตัวอย่าง ความหมายเชิงปฏิบัติที่แตกต่างกันของความเค็มเป็นผลมาจากความพยายามที่แตกต่างกันในการอธิบายปัญหาเหล่านี้จนถึงระดับความแม่นยำที่แตกต่างกันในขณะที่ยังคงใช้งานได้ง่าย

ด้วยเหตุผลในทางปฏิบัติความเค็มมักเกี่ยวข้องกับผลรวมของมวลของกลุ่มย่อยขององค์ประกอบทางเคมีที่ละลายน้ำเหล่านี้ (ที่เรียกว่าความเค็มของสารละลาย ) แทนที่จะเป็นมวลของเกลือที่ไม่รู้จักซึ่งก่อให้เกิดองค์ประกอบนี้ (ข้อยกเว้นคือเมื่อน้ำทะเลเทียมเป็น สร้างขึ้น) สำหรับวัตถุประสงค์หลายประการผลรวมนี้สามารถ จำกัด อยู่ที่ชุดของไอออนหลักแปดตัวในน้ำธรรมชาติ[7] [8]แม้ว่าสำหรับน้ำทะเลที่ความแม่นยำสูงสุดจะมีไอออนรองเพิ่มเติมอีกเจ็ดไอออนด้วย [6]ไอออนที่สำคัญครอบงำองค์ประกอบอนินทรีย์ของน้ำธรรมชาติส่วนใหญ่ (แต่ไม่ได้หมายความว่าทั้งหมด) ข้อยกเว้นรวมถึงบางส่วนทะเลสาบหลุมและน้ำจากน้ำพุร้อน

ความเข้มข้นของก๊าซที่ละลายในน้ำเช่นออกซิเจนและไนโตรเจนมักไม่รวมอยู่ในคำอธิบายของความเค็ม [2]อย่างไรก็ตามก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก๊าซซึ่งเมื่อละลายจะถูกแปลงเป็นบางส่วนเข้าคาร์บอเนตและไบคาร์บอเนตมักจะรวม ซิลิคอนในรูปของกรดซิลิซิกซึ่งมักจะปรากฏเป็นโมเลกุลที่เป็นกลางในช่วงpHของน้ำธรรมชาติส่วนใหญ่อาจรวมอยู่ด้วยเพื่อวัตถุประสงค์บางประการ (เช่นเมื่อกำลังตรวจสอบความสัมพันธ์ของความเค็ม / ความหนาแน่น)

น้ำทะเล

วิดีโอ NASA ความยาว 3 นาทีเต็ม 27 กุมภาพันธ์ 2556เครื่องมือ NASA Aquarius บนดาวเทียม SAC-D ของอาร์เจนตินาได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดความเค็มของผิวน้ำทะเลทั่วโลก ภาพยนตร์เรื่องนี้แสดงรูปแบบความเค็มซึ่งวัดโดยราศีกุมภ์ตั้งแต่เดือนธันวาคม 2554 ถึงธันวาคม 2555 สีแดงแสดงถึงพื้นที่ที่มีความเค็มสูงในขณะที่เฉดสีน้ำเงินแสดงถึงพื้นที่ที่มีความเค็มต่ำ