簡介
無論海水所溶解的鹽類的濃度大小如何,其中常量離子間之比總是恆定的。這種關係即稱為“海水成分的恆定性”。“海水成分恆定性原理”又稱為“主要成分恆比關係原理”、“海水組成的恆定性原理”、“Marcet原理”和“Dittmar定律”。海水的化學成分早在18世紀波義耳等人就開始了研究。1823-1826年,楞次和科紫布所領導的地球海洋調查中,調查了大西洋、印度洋及太平洋各不同深度的海水組成。1875-1876年,英國調查船“Challenger”號進行了環洋調查,在世界不同的海區採集了77個有代表性的樣品,進行了準確分析,得出了具有廣泛代表性的結果。
海水組成的恆定性,為研究海水的物理化學性質提供有利條件。下面列舉幾個恆比關係:
主要成分 | 氯度比值 |
Na+ | 0.55556 |
Mg2+ | 0.06680 |
Ca2+ | 0.02125 |
K+ | 0.02060 |
Sr2- | 0.00041 |
Cl | 0.99894 |
SO42- | 0.14000 |
HCO3 | 0.00735 |
Br | 0.00348 |
F- | 0.000067 |
B(OH)2 | 0.00132 |
形成原因
形成海水常量組成恆定性的原因主要是:
①混合作用——大洋海水通過環流、潮汐、垂直流等運動,連續不斷地進行混合;
②體積巨大——海水體積極大,它所擁有的多種成分的總量也十分巨大,外界的影響(如大陸徑流等)很難使其相對組成發生明顯的變化;
③長期的歷史演變時,使得海水蒸發和降水對海洋總體的影響極其微小。
意義
1、對於研究海水的物理化學性質有著十分重要的意義:
(1)在一定的溫度及壓力條件下,海水的一系列物理化學性質主要決定於海水的總含鹽量。由於海水常量成分具有恆定性的特點,海水的總含鹽量就可由測定某一主要成分而間接求出;
(2)海水的物理化學性質于海水某一主要成分之間也存在著定量關係,例如海水化學中涉及的許多經驗公式,都是通過海水的氯度來確定的,從而為海洋科學工作提供了方便。
2、對於指導養殖生產具有十分重要的意義:
(1)海水養殖(包括育苗)中主要成分的測定;(2)海水配方的研製。
人工海水配方:由於天然海水的複雜性與不穩定性,在實驗室進行某些物理化學測定或生物培養試驗的過程中,常常採用由人工配製的海水代替天然海水。人工海水不含有懸浮物、有機物和生物物質,它是模擬常量組分(有時也包括營養鹽或特殊需要的其他物質)的濃度,用無機鹽類準確配製的。國外一些水族館常採用Backhaus人工海水配方製備人工海水飼養海產生物。經試驗,這種人工海水已成功飼養了許多魚類(但對於水母、珊瑚以及真蛸等無脊椎動物飼養未經試驗)。目前也有些國家採用“人工快速海鹽”配製人工海水,這種人工海水保留了天然海水中的有機物質,其成分與天然海水很相似,可以成功地用於飼養海洋生物。