Наиболее опасные тяжелые металлы

Металл	Современное использование	Вредное воздействие
Ртуть Hg	Термометры, красители, лампы искусственного света, электроприборы	Нарушение обмена веществ, поражение нервной системы
Свинец Pb	Аккумуляторы, красители электрические кабели	Общее отравляющее действие
Кадмий Cd	Покрытия на металлах, красители, никель-кадмиевые источники тока, фотография	Поражение нервной системы, печени и почек, разрушение костей

Среди других загрязняющих веществ наиболее опасны нефть и нефтепродукты, попадающие в морскую воду при эксплуатации нефтяных танкеров. Во время разливов нефти особенно страдают птицы.

Немалый вред природе наносят органические соединения, содержащиеся в отходах предприятий и в бытовых сточных водах. Попадание этих веществ в морскую воду приводит к уменьшению содержания растворенного кислорода, который расходуется на их окисление. В результате гибнут рыбы и другие обитатели моря.

Рост населения, промышленности и сельского хозяйства тесно связаны с водными ресурсам, однако прирост ресурсов рождает новые потребности и новые проблемы, в том числе экологические. Настало время защищать моря и океаны и их обитателей от вмешательства человека.

6. Основные физические характеристики морской воды

6.1. Плотность, удельный вес и удельный объем. Уравнение состояния морской воды

Плотность является одной из основных характеристик мор­ской воды. Изменения плотности во времени и пространстве определяют распространение звука в воде, горизонтальную и вертикальную циркуляцию вод, перемешивание и устойчивость слоев в Мировом океане.

Плотность морской воды, в отличие от пресной, зависит от температуры, солености и давления, т.е.

ρ = f (T,S,P)

Эта формула в общем виде выражает уравнение состояния морской воды. Связь между плотностью воды и определяющими ее параметрами нелинейна, и простой теоретической формулы для нее еще не получено. Поэтому предложены приближенные уравнения состояния, по которым вычисляется плотность in situ.

Основным фактором, влияющим на плотность, является температура, поэтому для океанологических расчетов иногда применяют приближение Буссинеска:

ρ =1.028 (1 - βT),

где β – коэффициент, выражающий зависимость изменения плотности от изменения температуры (β приводится в Океанологических таблицах), T – температура воды, ρ – плотность в г·см^-3.

В настоящее время используется Международное уравнение состояния морской воды, принятое в 1980 г.

В этом уравнении плотность (ρ кг·м^-3) морской воды при давлении в одну стан­дартную атмосферу (Р = 0) вычисляется по температуре (Т⁰С) и соле­ности (S) согласно следующему уравнению:

ρ (Т, S, 0) = ρ_w + (8.24493·10^-1 – 4.0899·10^-3 Т + 7.6438·10^-5 Т² - 8.2467·10^-7 Т^-3 + 5.3875 ·10^-9 Т⁴) S ­- (5.72466 ·10^-3 – 1.0227·10^-4 Т + 1.6546 ·10^-6 Т² S^3/2 + 4.8314 ·10^-4 S²),

где ρ_w – плотность стандартной средней океанской воды, принятой в качестве эталона чистой воды, определя­ется как:

ρ_w = 999.842594 + 6.793952 ·10^-2 Т – 9.095290 ·10^-3 Т² + 1.001685·10^-4 Т³ –1.120083·10^-6 Т⁴ + 6.536332·10^-9 Т⁵.

Международное уравнение состояния морской воды при атмосферном давлении действительно в диапазонах солености от 0 до 42‰ и температуры от - 2 до +40⁰С.

Имеются и другие уравнения состояния морской воды, предложенные советскими учеными П.С.Линейкиным и О.И.Мамаевым.

В физике плотность определяется массой, содержащейся в единице объема, и имеет размерность г·см^-3. Морская вода при Т=20⁰С и S=35‰ имеет физическую плотность ρ = 1.024781 г·см^-3.

В океанологии используется специфическое определение плотности. Под плотностью морской воды в океанологии пони­мается отношение массы единицы объема морской воды при тем­пературе t в момент ее определения (in situ¹) к массе единицы объема дистиллированной воды при температуре 4⁰С.

Хотя численно плотность морской воды равна физической плот­ности ρ, понятие плотности, принятое в океанологии, не соответствует физическому понятию плотности. Океанологическое понятие плотности соответствует принятому в практике понятию удельного веса.

В физике удельный вес вещества определя­ется как вес единицы его объема.

Удельный вес морской воды для удобства сравнений и рас­четов имеет в океанологиидве формы выражения:

1. Удельный вес морской воды при температуре 17.5⁰С, от­несенный к удельному весу дистиллированной воды при той же температуре: ^.

2. Удельный вес морской воды при температуре 0⁰ C, отне­сенный к удельному весу дистиллированной воды при 4⁰С: S.Эту величину называют плотностью морской воды при температуре 0⁰ C.

Эти определения плотности и удельного веса отличаются от аналогичных физических по­нятий тем, что являются безразмерными величинами.

Так как плотность морской воды больше единицы (среднее зна­чение ρ для океанов равно 1,025 г·см^-3), а первый десятич­ный знак всегда нуль, для удобства записи и расчетов по пред­ложению Кнудсена были введены понятия условной плотности и удельного веса: