Растворенные газы

Вода растворяет газы, с которыми она соприкасается. В морской воде они образуются в результате обмена с атмосферой, биологической деятельности, речного стока и других процессов. Поэтому в воде присутствует кислород O₂, азот N₂, углекислый газ CO₂, сероводород H₂S и некоторые инертные газы.

Растворенный в морской воде кислород O₂ является одним из важнейших биогидрохимических показателей состояния среды. Он обеспечивает существование водных организмов и определяет интенсивность окислительных процессов в морях и океанах.

В высоких широтах содержание кислорода в поверхностном слое океана около 8 – 9 мл·л^-1 и понижается в тропической зоне до 4–5 мл·л^-1

В некоторых случаях, например, при нарушении вертикальной циркуляции или наличии большого количества легко окисляющихся органических веществ, концентрация растворенного кислорода может снизиться до нуля. В таких условиях начинаются восстановительные процессы с образованием сероводорода, как это имеет место в Черном море на глубинах ниже 150 м.

Содержание растворенного в морской воде азота N₂ изменяется сравнительно мало. В поверхностных слоях его относительное содержание всегда близко к 100% и обычно уменьшается с глубиной.

Сероводород H₂S появляется в морской воде в тех случаях, когда передача на глубину кислорода в силу каких-либо причин затруднена, и, прежде всего, в результате слабого вертикального обмена. Присутствие сероводорода отмечено в некоторых глубоких фиордах Норвегии, в Балтийском, Каспийском, Черном и Аравийском морях.

В Черном море содержание сероводорода достигает 6,5 мл·л^-1. Поскольку воды моря значительно стратифицированы, а ветровое перемешивание развито лишь до глубины 75-100 м, то ниже этой глубины количество кислорода быстро падает. Начиная с горизонта 100-150 м в воде появляется сероводород.

Углекислый газ или двуокись углерода CO ₂ поступает из атмосферы, выделяется при дыхании растений и разложении органических веществ и поставляется при извержении вулканов и поствулканических процессах. Расходуется углекислый газ на фотосинтез растений и на образование морскими организмами скелетов и раковин.

Щелочной резерв. Активная реакция морской воды. Морская вода обладает свойствами щелочи. Щелочность морской воды определяется щелочным резервом - количеством кислоты, которое надо прибавить к определенному объему воды, чтобы в ней не оставалось карбонатных и бикарбонатных ионов и недиссоциированных молекул угольной кислоты.

Биогенные элементы (С, Н, N, P, Si, Fe, Mn) и их соединения имеют особое значение для развития жизни в океане. Соединения фосфора, азота и кремния в океане это то же самое, что и азотные и фосфатные удобрения, необходимые для роста сельскохозяйственных культур на суше. Концентрация биогенных элементов зависит от соотношения интенсивности их потребления и производства.

Микроэлементы в водах океана представлены почти все. Суммарная концентрация микроэлементов меньше 0.01% суммы главных ионов. В наибольших концентрациях находятся серебро 3·10 ³ %, литий 1,5·10 ⁵ %, иод 6·10 ⁶ %, цинк 1·10 ⁶ %, железо 1·10 ⁶ %. В наименьших количествах содержится золото 4·10 ¹⁰ % и кадмий 1·10 ⁸ %.

Некоторые организмы способны концентрировать в себе микроэлементы. Например, моллюски, фильтруя воду в процессе дыхания и питания, концентрируют ванадий, медь, цинк, кобальт, свинец.

Органическое вещество в океане непрерывно появляется в виде первичной продукции - зеленой массы растений (в основном фитопланктона). Одновременно происходит потребление органического вещества, его отмирание и разложение. Остатки отмерших организмов находятся в воде океана в виде взвеси.

Интенсивная хозяйственная деятельность человека привела к нарушению природных процессов не только в пресных водоемах, но и во многих прибрежных областях морей и океанов. В результате работы промышленных предприятий и транспорта в природных водах накапливаются загрязнители и, прежде всего, тяжелые металлы.

Наиболее опасными признаны ртуть, свинец и кадмий, так как они ядовиты даже в малых количествах.

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.