Морская вода — вода морей и океанов. В среднем солёность Мирового океана составляет около 35‰, с колебаниями от 34 до 36‰. Это значит, что в каждом литре морской воды растворено 35 граммов солей (в основном это хлорид натрия). Это 0,6 молей·литр−1 (в предположении, что вся соль представляет собой NaCl, что на самом деле не так).
Состав морской воды постоянен, отмечается несколько меньшее солесодержание в полярных акваториях и повышенное до 39-42‰ в южных близэкваториальных морях (Средиземное и Красное моря). На соотношение содержания главных ионов мало влияет значительный объём стока с суши, в котором преобладает гидрокарбонат кальция (воды тёплых участков Мирового океана пересыщены карбонатом кальция, который выпадает в осадок). В окраинных и внутренних морях, находящихся под интенсивным влиянием речного стока, снижается суммарное солесодержание и относительно возрастает содержание сульфатов. Распределение солей по глубине в основном постоянно, в нижних горизонтах возрастает содержание растворённой углекислоты, вследствие чего в глубинных участках осадок карбоната кальция растворяется. Резкое изменение состава воды по глубине наблюдается в Чёрном море за счёт двух потоков через Босфор (верхнего, более пресного, из Чёрного моря и нижнего, более солёного, в Чёрное море) и действия сульфатредуцирующих бактерий, что создаёт резкую стратификацию и приводит к накоплению сероводорода (до 14 мг/л). В донных участках рифтовых зон, например Красного моря, наблюдаются выходы горячих термальных вод высокой солёности, содержащих значительные количества цветных и редких металлов. Взвешенные вещества речного стока осаждаются в местах замедленного течения (устья, дельты) и в области контакта речной воды с морской водой. Поэтому в морской воде содержание взвешенных веществ обычно не превышает 1 мг/л, растворённых органических веществ — 1-5 мг/л, что обусловлено продуктами жизнедеятельности гидробионтов, в первую очередь фитопланктона. Помимо макрокомпонентов в морской воде содержатся в разных количествах все химические элементы, точное содержание которых достоверно оценить невозможно вследствие аналитических трудностей и неоднородности их содержания в различных участках акватории Мирового океана и поэтому пользуются усреднёнными данными.
Наиболее ценной составной частью морской воды является пресная вода. Нехватка пресной воды все больше ощущается даже в таких странах, как Соединенные Штаты, где с ежегодным уровнем осадков дело обстоит совсем неплохо. Во многих областях Соединенных Штатов потребность в пресной воде для бытовых нужд, сельского хозяйства и промышленности превышает ее имеющиеся запасы. В таких странах, как Израиль или Кувейт, где уровень осадков очень низок, запасы пресной воды совершенно не соответствуют потребностям в ней, которые; возрастают в связи с модернизацией хозяйства и приростом населения. В конце концов все человечество окажется перед необходимостью рассматривать океаны как источник воды.
Высокая концентрация солей делает морскую воду непригодной для питья и для большинства других целей. В Соединенных Штатах содержание солей в водопроводной воде, согласно требованиям органов здравоохранения, не превышает 0,05%. Это намного меньше по сравнению с их 3,5%-ным содержанием в нормальной морской воде или по сравнению с 0,5%-ным или около того содержанием в солоноватых подземных водах. Снижение содержания солей в морской воде или солоноватых водах до уровня, при котором вода становится пригодной к использованию, называется опреснением воды.
Существует множество способов опреснения воды (дистилляция, ионный обмен, обратный осмос, электродиализ), и на основе любого из них могут быть построены большие производственные предприятия. Проблема заключается в том, чтобы проводить опреснение с минимальной затратой энергии и минимальными расходами на оборудование. Это требование важно потому, что нация, которая вынуждена в большей мере полагаться на опресненную воду, должна выдерживать экономическую конкуренцию с другими нациями, располагающими более обильными и дешевыми источниками пресной воды. Такая небольшая страна, как Кувейт, расположенная на берегу Персидского залива и почти не располагающая природными источниками пресной воды, может позволить себе роскошь зависеть от опресненной воды только потому, что она извлекает большие доходы от продажи нефти.
По мере того как возрастает заселенность районов вблизи морских берегов, увеличивается потребность в опреснении морской воды. Это делает экономически оправданным превращение океанической воды в пресную воду. Самый распространённый способ опреснения морской воды – это дистилляция (см. ниже). Для опреснения морской воды также используется также ионный обмен и обратный осмос. Осмотическое давление морской воды относительно пресной воды составляет 22 атм.; поэтому, для осуществления обратного осмоса необходимо приложить к морской воде давление, превышающее эту величину. Стоимость получения пресной воды этим способом составляет всего 1 доллар за 16000 литров воды, что делает метод обратного осмоса конкурентоспособным с другими способами получения пресной воды.
Развитие принципа обычного диализа привело к разработке метода электродиализа, который также используется для получения пресной воды. Морская вода накачивается между двумя полупроницаемыми мембранами, которые отделяют её от электродов. При пропускании тока через электроды, катионы перемещаются по направлению к катоду, а анионы – по направлению к аноду. Концентрация ионов вблизи электродов, за пределами полупроницаемых мембран, снижается за счёт прокачивания морской воды, а вода в пространстве между мембранами постепенно опресняется. Для работы установки по опреснению морской воды методом электродиализа используется напряжение 500 В и слабые токи порядка миллиампера.
Солёность
Солёность воды в океанах почти повсеместно близка к 35‰, однако вода в морях имеет неравномерно распределённую солёность. Наименее солёной является вода Финского залива и северной части Ботнического залива, входящих в акваторию Балтийского моря. Наиболее солёной является вода Красного моря. Солёные озёра, такие как Мёртвое море, могут иметь значительно больший уровень содержания солей.
Морская вода слабощелочная, pH варьирует в пределах от 7,5 до 8,4. Относительно высокая стабильность pH связана с наличием карбонатной буферной системы. Несколько меньшее значение для поддержания pH имеет боратная система. Наиболее высоко значение pH у поверхности моря, с глубиной оно несколько снижается. В опреснённых участках величина pH может снижаться до нейтральной и даже слабокислой.
Непригодность для питья
Морская вода непригодна для питья из-за высокого содержания минералов, для выведения которых из организма требуется воды больше, чем её выпитое количество. Однако после опреснения такую воду можно пить.
В 1950-х годах французский врач и путешественник Ален Бомбар экспериментально доказал, что морскую воду можно без вреда для здоровья пить в течение 5-7 дней.
Морская вода в гигиене
В Гонконге морская вода широко используется в сливных системах туалетов. Более чем 90 % из них используют для смыва именно морскую воду в целях экономии воды пресной. Начало этой практике было положено в 1960-х и 1970-х годах, когда сокращение запасов пресной воды стало проблемой для жителей этой тогдашней британской колонии.
Особенности климата морского побережья
Если вы отдыхаете на морском курорте, то должны знать о той пользе для организма, которую несет в себе такой отдых. Во-первых, вы приносите неоценимую пользу самому большому органу организма– коже. Именно пребывание на море способствует очищению кожных покровов, когда раскрываются поры и кожные рецепторы буквально впитывают в себя полезные микро и макроэлементы, минеральные соли, органические вещества, которыми обогащена морская вода. Но не только вода, но и воздух у моря обладает целебными свойствами, в нем содержатся «воздушные витамины»: летучие фитонциды, отрицательно заряженные аэроионы, кислород.
Содержащиеся в нем испарения морских солей и ионы йода благотворно влияют на дыхательные пути, смягчая и очищая их, поэтому на морском побережье так легко дышится. Помимо того, мельчайшие частицы морской воды, которыми насыщен морской воздух, постоянно омывают слизистые оболочки носа и дыхательных путей, увлажняя их. Эти же микроскопические частицы, впитываясь в слизистые, способствуют насыщению организма полезными минеральными веществами.
Даже те, кто считают себя практически здоровыми, должны знать, что морская вода, которая имеет в своем составе практически полный набор элементов таблицы Менделеева, способствует активизации всех жизненно важных процессов в человеческом организме и повышает его способность сопротивляться самым разным заболеваниям. Специальные научные исследования установили, что состав морской воды в чем-то схож с составом плазмы крови человека.
Морская вода-лекарство
Морская вода может стать прекрасным средством не только профилактики, но и лечения аллергических и простудных заболеваний, причиной которых являются вирусы, которые ежедневно попадают на слизистую оболочку носа вместе с аллергенами, бактериями и пылью и могут вызвать не только насморк, но и нарушение деятельности носоглотки. Хорошим способом предупреждения и лечения таких проблем является промывание полости носа и носоглотки чистой морской водой. А так как не каждый имеет возможность в течение года пользоваться природной морской водой, можно применять для такой процедуры специальные препараты, которые продаются в аптеках и изготавливаются на морской воде.
Имея общеукрепляющее действие на организм человека, морская вода способствует:
1) Укреплению эндокринной системы человека. Не только купание в морской воде, но и пребывание в морском климате способствует стимуляции эндокринной системы и гипоталамуса (центра регуляции нейроэндокринной системы).
2) Профилактике и лечению болезней верхних дыхательных путей.
Морской воздух и морская вода, которые богаты йодом и солями, лучше других средств подходят для терапии болезней горла и восстановления полноценной работы голосовых связок. Если вы будете регулярно полоскать горло теплой морской водой, которая оказывает сильное местное действие на связки, то, омывая слизистые оболочки гортани и ротовой полости, быстро избавитесь от болезнетворных микробов. Особенно полезной будет эта процедура при фарингите, ангине, тонзиллите, гайморите, синусите и других подобных заболеваниях, так как морскую воду в этом случае можно смело назвать естественным местным антисептиком.
3) Укреплению зубов и десен. Содержащиеся в морской воде кальций, бром и йод, способствуют тому, что при полоскании рта теплой морской водой укрепляются ткани десен и зубная эмаль. Но, если вы приобрели морскую воду для полоскания не в аптеке, а взяли ее непосредственно в море, то нужно знать, что вода у берега не подходит для этих целей, так как может быть загрязнена. Полоскать рот нужно теплой морской водой не менее 2 минут.
4) Ускорению заживления небольших порезов, ссадин и следов укусов насекомых. Присутствующие в большом количестве в морской воде микроэлементы и соли способствуют тому, что мелкие ранки обеззараживаются и заживают быстрее, так как морская вода, очищая их, действует как местный антибиотик.