Tengervíz
A mai világban a Tengervíz soha nem látott jelentőséget kapott. Legyen szó a technológia, az orvostudomány, a politika vagy a kultúra területén, a Tengervíz a vita és a gondolkodás központi témájává vált. A globalizáció és a közösségi média előrehaladtával a Tengervíz egyre több ember számára elérhetővé és relevánsabbá vált világszerte. Ebben a cikkben megvizsgáljuk a Tengervíz különböző aspektusait és a mai társadalomra gyakorolt hatását. Az eredetétől a mindennapi életre gyakorolt hatásáig, beleértve a jelenlegi kontextusban betöltött fontosságát is, a Tengervíz a kortárs panoráma döntő pontjaként jelenik meg. A következő néhány sorban a Tengervíz különböző aspektusait és a mai világban betöltött szerepét elemezzük, hogy megértsük hatókörét és jelentését a modern élet különböző területein.
| A tengervíz sóösszetétele | ||
| Só | 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 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 só (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). 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
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. A mérések kalibrálása nem egységes, így az eltérés akár 0,14 pH is lehet. Fagyáspontja a sótartalomtól függ, a sótartalom csökkenti. Átlagos sótartalom esetén -2 Celsius-fok körül fagy. A leghidegebb folyékony állapotú tengervizet 2010-ben jegyezték fel egy antarktiszi áramlatban, -2,6 Celsius-fokos volt. 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. A hővezetést a nagyobb sótartalom csökkenti, a nagyobb hőmérséklet növeli.
Sótartalom
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.
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. 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. 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. A tengervíz átlagos ozmózis nyomása 1000 mOsm/l.
Beltengerek, sós tavak
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
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
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. 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. 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. 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.
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. 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.
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.
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
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.
Emberi hatások
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.
Jegyzetek
- ↑ Bíró György, Lindner Károly: Tápanyagtáblázat – Táplálkozástan és tápanyag-összetétel, Medicina Könyvkiadó, Budapest, 1999, 48. old.
- ↑ Chester, Jickells, Roy, Tim. Marine Geochemistry. Blackwell Publishing (2012. április 25.). ISBN 978-1-118-34907-6
- ↑ Stumm, W, Morgan, J. J. (1981) Aquatic Chemistry, An Introduction Emphasizing Chemical Equilibria in Natural Waters. John Wiley & Sons. pp. 414–416. ISBN 0471048313.
- ↑ U.S. Office of Naval Research Ocean, Water: Temperature. . (Hozzáférés: 2016. december 17.)
- ↑ Sylte, Gudrun Urd: Den aller kaldaste havstraumen (norwegian nyelven). forskning.no, 2010. május 24. . (Hozzáférés: 2010. május 24.)
- ↑ Desalination and Water Treatment. Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 2010. április 1. (Hozzáférés: 2010. október 17.)
- ↑ Thermal conductivity of seawater and its concentrates. (Hozzáférés: 2010. október 17.)
- ↑ 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
- ↑ a b Gale, Thomson: Ocean Chemical Processes. (Hozzáférés: 2006. december 2.)
- ↑ Osmolarity of sea water
- ↑ Can humans drink seawater?. National Ocean Service (NOAA)
- ↑ 29, Shipboard Medicine [archivált változat]. Hozzáférés ideje: 2010. október 17. [archiválás ideje: 2012. augusztus 12.]
- ↑ Etzion, Z. (1987. április 25.). „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.
- ↑ The Rime of the Ancient Mariner
- ↑ Heyerdahl, Thor; Lyon, F.H. (translator) (1950). Kon-Tiki: Across the Pacific by Raft. Rand McNally & Company, Chicago, Ill.
- ↑ 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
- ↑ Rippon, P.M., Commander, RN. The evolution of engineering in the Royal Navy. Spellmount, 78–79. o. (1998). ISBN 0-946771-55-3
- ↑ ASTM D1141-98(2013). ASTM. (Hozzáférés: 2013. augusztus 17.)
- ↑ 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: 2011. december 16.)
Források
- Oliver Wurl: Practical guidelines for the analysis of seawater. CRC Press, Boca Raton 2009, ISBN 978-1-4200-7306-5.
- Klaus Graßhoff, et al.: Methods of seawater analysis. Wiley-VCH, Weinheim 1999, ISBN 3-527-29589-5.
Fordítás
- Ez a szócikk részben vagy egészben a Meerwasser című német Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
- Ez a szócikk részben vagy egészben a Seawater című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.