lisandid vees. Merevee selgus Loodusliku päritoluga lõhnad

Läbipaistvus merevesi on vee suunda muutmata läbinud kiirgusvoo suhe, mis on võrdne ühtsusega, kiirgusvooga, mis on sattunud vette paralleelse kiirena. Merevee läbipaistvus on tihedalt seotud merevee läbilaskvusega T, mille all mõistetakse teatud veekihi I z poolt edastatava kiirgusvoo suhet sellele kihile langevasse kiirgusvoogu I 0, s.o. T \u003d \u003d e - z-ga. Läbilaskvus on vastupidine valguse sumbumisele ja läbilaskvus näitab, kui palju valgust läbib merevees teatud pikkusega tee. Siis on merevee läbipaistvus Θ=e - c, mis tähendab, et see on seotud valguse sumbumise indeksiga c.

Koos näidatud läbipaistvuse füüsilise määratlusega kasutatakse seda mõistet tingimuslik (või suhteline) n läbipaistvus, mille all mõistetakse 30 läbimõõduga valge ketta nähtavuse lakkamise sügavust cm (Secchi ketas).

Valge ketta kadumise sügavus ehk suhteline läbipaistvus on seotud läbipaistvuse füüsilise kontseptsiooniga, kuna mõlemad omadused sõltuvad valguse sumbumise koefitsiendist.

Ketta teatud sügavusel kadumise füüsikaline olemus seisneb selles, et kui valgusvoog tungib veesambasse, nõrgeneb see hajumise ja neeldumise tõttu. Samal ajal suureneb sügavuse suurenedes hajutatud valguse voog külgedele (kõrgemat järku hajumise tõttu). Teatud sügavusel on külgedele hajutatud vool võrdne otsese valguse vooluga. Järelikult, kui ketas langetatakse sellest sügavusest allapoole, on külgedele hajuv vool suurem kui põhivool allapoole ja ketas ei ole enam nähtav.

Akadeemik V. V. Šuleikini arvutuste kohaselt on põhivoolu ja külgedele hajutatud voolu energiate võrdsustamise sügavus, mis vastab ketta kadumise sügavusele, võrdne kahe loomuliku valguse sumbumise pikkusega. kõik mered. Teisisõnu on hajumisindeksi ja läbipaistvuse korrutis konstantne väärtus, mis võrdub 2, st k λ × z = 2, kus z - valge ketta kadumise sügavus. See suhe võimaldab siduda merevee tingimusliku karakteristiku - suhtelise läbipaistvuse füüsikalise karakteristikuga - hajuvusindeksiga k λ . Kuna hajuvusindeks on sumbumisindeksi lahutamatu osa, on võimalik ka suhtelist läbipaistvust seostada sumbumisindeksiga ja sellest tulenevalt ka läbipaistvuse füüsikaliste omadustega. Kuid kuna neeldumis- ja hajuvusindeksite vahel puudub otsene proportsionaalsus, on sumbumisindeksi ja läbipaistvuse suhe igas meres erinev.

Suhteline läbipaistvus sõltub vaatluste tegemise kõrgusest, merepinna seisundist ja valgustingimustest.

Vaatluskõrguse kasvades suureneb suhteline läbipaistvus merepinnalt peegelduva valgusvoo mõju vähenemise tõttu, mis segab vaatlusi.

Lainete ajal toimub peegelduva voolu suurenemine ja meresügavustesse tungiva voolu nõrgenemine, mis toob kaasa suhtelise läbipaistvuse vähenemise. Seda märkasid antiikajal edasi sukeldunud pärliotsijad merepõhja oliiviõliga suus. Nende suust eralduv õli hõljus merepinnale, silus väikseid laineid ja parandas põhja valgustatust.

Pilvede puudumisel suhteline läbipaistvus väheneb, kuna vaatlused on keerulised. päikese sära. Võimsad rünkpilved vähendavad oluliselt merepinnale langevat valgusvoogu, mis vähendab ka suhtelist läbipaistvust. Kõige soodsamad valgustingimused tekivad rünkpilvede olemasolul.

Suurim arv optilisi vaatlusi on seotud suhtelise läbipaistvuse mõõtmisega valge kettaga.

Suhteline läbipaistvus varieerub suuresti sõltuvalt hõljuvate osakeste sisaldusest merevees. Planktonirikastes rannikuvetes ei ületa suhteline läbipaistvus paari meetrit, avaookeanis aga kümnete meetriteni.

Kõige selgemad veed asuvad siin subtroopiline tsoon Maailma ookean. Sargasso meres on suhteline läbipaistvus 66,5 m ja seda merd peetakse läbipaistvuse standardiks. Selline suur läbipaistvus subtroopilises vööndis on seotud hõljuvate osakeste peaaegu täieliku puudumise ja planktoni nõrga arenguga. Weddelli meres ja vaikne ookean Tonga saarte lähedal mõõdeti veelgi suurem läbipaistvus - 67 m. Parasvöötme ja kõrgetel laiuskraadidel ulatub suhteline läbipaistvus 10-20 m-ni.

Meredes on läbipaistvus märkimisväärselt erinev. Niisiis ulatub see Vahemeres 60 meetrini, Jaapanis - 30 meetrini m, Must - 28 m, Baltikumi - 11-13 m Lahtedes ja eriti jõgede suudmete lähedal on läbipaistvus mitmest sentimeetrist mitmekümne sentimeetrini.

Mere värvi küsimuse käsitlemisel eristatakse kahte mõistet: mere värvus ja merevee värvus.

Mere värvi all viitab selle pinna näivale värvile. Mere värv tugeval moel sõltub vee enda optilistest omadustest ja välistest teguritest . Seetõttu varieerub see sõltuvalt välistingimustest (mere valgustus otsese päikesevalguse ja hajutatud valgusega, vaatenurk, lained, lisandite olemasolu vees ja muud põhjused).

Merevee oma värv on selektiivse neeldumise ja hajumise tagajärg, st. see sõltub vee optilistest omadustest ja vaadeldava veekihi paksusest, kuid ei sõltu välistest teguritest. Võttes arvesse valguse selektiivset sumbumist meres, võib välja arvutada, et isegi 25 m sügavuse selge ookeanivee korral jääb päikesevalgus ilma kogu spektri punasest osast, siis sügavuse suurenedes kollane osa. kaovad ja vee värvus muutub rohekaks, 100 m sügavusele jääb ainult sinine osa ja vee värvus on sinine. Seetõttu võib veesambast lähtudes rääkida vee värvist. Sel juhul on vee värvus olenevalt veesambast erinev, kuigi selle optilised omadused ei muutu.

Merevee värvuse hindamiseks kasutatakse veevärviskaalat (Forel-Uhle skaala), mis koosneb värvilahustega katseklaaside komplektist. Vee värvuse määramine seisneb katseklaasi visuaalses valikus, mille lahuse värvus on kõige lähedasem vee värvile. Vee värvust näitab vastava katseklaasi number värviskaalal.

Vaatleja, kes seisab kaldal või vaatab laevalt, ei näe mitte vee, vaid mere värvi. Sel juhul määrab mere värvuse vaatleja silma sattuva kahe peamise valgusvoo suuruste ja spektraalse koostise suhe. Esimene neist on Päikeselt ja taevalaotavalt langev merepinnalt peegelduva valgusvoo voog, teine ​​meresügavustest tulev hajutatud valguse valgusvoog. Niisiis kuna peegeldunud oja on valge, siis selle suurenedes muutub mere värvus vähem küllastunud (valkjaks). Kui vaatleja vaatab pinnale vertikaalselt alla, näeb ta hajutatud valguse voogu ja peegeldunud voog on väike - mere värvus on küllastunud. Pilku horisondile viimisel muutub mere värvus peegelduva voolu suurenemise tõttu vähem küllastunud (valkjaks), lähenedes taeva värvile.

Ookeanides on tohutul hulgal tumesinist vett (ookeani kõrbe värvus), mis näitab võõrlisandite puudumist vees ja selle erakordset läbipaistvust. Rannikule lähenedes toimub järkjärguline üleminek sinakasrohelistele ning ranniku vahetus läheduses rohelistele ja kollakasrohelistele toonidele (bioloogilise produktiivsuse värv). Kollasesse merre suubuva Kollase jõe suudme lähedal valitseb vee kollane ja isegi pruun varjund, mis on tingitud tohutu hulga kollase lössi eemaldamisest jõe poolt.

Vee läbipaistvus hüdroloogias ja okeanoloogias on veekihti läbiva valguse intensiivsuse ja vette siseneva valguse intensiivsuse suhe. Vee läbipaistvus on väärtus, mis näitab kaudselt hõljuvate osakeste ja kolloidide hulka vees.

Vee läbipaistvuse määrab selle selektiivne võime neelata ja hajutada valguskiiri ning see sõltub pinna valgustustingimustest, spektraalkoostise muutustest ja valgusvoo nõrgenemisest, aga ka elusa ja eluta suspensiooni kontsentratsioonist ja olemusest. Suure läbipaistvusega muutub vesi intensiivseks sinine värv mis on tüüpiline avatud ookeanile. Märkimisväärse koguse heljuvate osakeste olemasolul, mis tugevalt valgust hajutavad, on vees sinakasroheline või roheline värv, mis on iseloomulik rannikualadele ja mõnele madalale merele. Liitumisel suuremad jõed, laager suur hulk hõljuvad osakesed, vee värvus omandab kollase ja pruunid toonid. Humiin- ja fulvohapetega küllastunud jõgede äravool võib põhjustada merevee tumepruuni värvuse.

Looduslike vete läbipaistvus (ehk valguse läbilaskvus) on tingitud nende värvusest ja hägususest, s.o. mitmesuguste värviliste ja suspendeeritud orgaaniliste ja mineraalsete ainete sisaldus neis.

Vee läbipaistvuse määramine on seireprogrammide kohustuslik komponent veekogud. Läbipaistvus on vee omadus valguskiiri läbi lasta. Valgusvoo vähendamine vähendab fotosünteesi efektiivsust ja sellest tulenevalt vooluveekogude bioloogilist produktiivsust.

Isegi kõige puhtamad, lisanditeta veed ei ole absoluutselt läbipaistvad ja neelavad valgust täielikult piisavalt paksu kihina. Kuid looduslikud veed ei ole kunagi täiesti puhtad – sisaldavad alati lahustunud ja suspendeeritud aineid. Täheldatakse maksimaalset läbipaistvust talvine periood. Kevadise üleujutuse möödudes väheneb läbipaistvus märgatavalt. Minimaalseid läbipaistvuse väärtusi täheldatakse tavaliselt suvel, fütoplanktoni massilise arengu ("õitsemise") perioodil.

Valgevene loodusliku hüdrokeemilise režiimiga järvede puhul varieeruvad läbipaistvuse väärtused (vastavalt Secchi kettale) mitmekümnest sentimeetrist

kuni 2-3 meetrit. Kohtades, kuhu reovesi siseneb, eriti loata väljalaskmisel, võib läbipaistvust vähendada mitme sentimeetrini.

Vesi, olenevalt läbipaistvuse astmest, jaguneb tinglikult selgeks, kergelt häguseks, keskmise häguseks, häguseks, väga häguseks (tabel 1.4). Läbipaistvuse mõõduks on vette lastud Secchi ketta kaabli kõrgus. teatud suurused.

Tabel 1.4

Vete omadused läbipaistvuse mõttes

Järeldus: Järved – veehoidlad, mis asuvad looduslikus süvendis maa pind. Seisva veega reservuaaridel on mitmeid klassifikatsioone, mille peamisteks reostuse näitajateks on saproobsuse aste ja troofiline seisund. Klassifitseerida järved saproobilisuse ja troofilisuse poolest üheks või teiseks veekoguks, nende füüsikaliste näitajate ja liigiline koostis makrozoobentos.

Vee läbipaistvus Secchi ketta järgi, risti järgi, kirjatüübi järgi. Vee hägusus. Vee lõhn. Vesivärv.

Vees on hõljuvaid aineid, mis vähendavad selle läbipaistvust. Vee läbipaistvuse määramiseks on mitu meetodit.

1. Secchi ketta järgi. Jõevee läbipaistvuse mõõtmiseks kasutatakse 30 cm läbimõõduga Secchi ketast, mis lastakse nööri otsas vette, mille külge on kinnitatud raskus, et ketas vertikaalselt alla läheks. Secchi ketta asemel võite kasutada taldrikut, kaant, kaussi, mis asetatakse võre sisse. Ketas langetatakse, kuni see on nähtav. Sügavus, milleni ketta langetasite, näitab vee läbipaistvust.
2. Risti ääres. Leidke veesamba maksimaalne kõrgus, mille kaudu on valgel taustal 1 mm joone paksusega näha musta risti muster ja neli musta ringi läbimõõduga 1 mm. Silindri kõrgus, milles määramine toimub, peab olema vähemalt 350 cm, mille põhjas on ristiga portselanplaat. Alumine osa silinder peaks olema valgustatud 300 W lambiga.
3. Fondi järgi. 60 cm kõrguse ja 3-3,5 cm läbimõõduga silindri alla asetatakse põhjast 4 cm kaugusele standardne kirjatüüp, analüüsitav proov valatakse silindrisse nii, et font on loetav, ja maksimaalne kõrgus veesammas määratakse. Läbipaistvuse kvantitatiivse määramise meetod põhineb veesamba kõrguse määramisel, mille juures on veel võimalik visuaalselt eristada (lugeda) valgel taustal 3,5 mm kõrgust musta kirja ja 0,35 mm laiust joont või näha reguleerimismärk (näiteks must rist valgel paberil) . Kasutatav meetod on ühtne ja vastab standardile ISO 7027.

Vee hägusus on suurenenud jämedalt hajutatud anorgaaniliste ja orgaanilised lisandid. Vee hägusus määratakse gravimeetrilise meetodi ja fotoelektrilise kolorimeetri abil. Kaalumeetod on see, et 500-1000 ml mudane vesi filtreeritakse läbi 9-11 cm läbimõõduga tiheda filtri Filter kuivatatakse eelnevalt ja kaalutakse analüütilisel kaalul. Pärast filtreerimist kuivatatakse setetega filtrit temperatuuril 105-110 kraadi 1,5-2 tundi, jahutatakse ja kaalutakse uuesti. Hõljumi kogus katsevees arvutatakse filtri masside erinevusest enne ja pärast filtreerimist.

Venemaal määratakse vee hägusus fotomeetriliselt, võrreldes uuritud vee proove standardsete suspensioonidega. Mõõtmistulemus väljendatakse ühikutes mg / dm 3, kasutades kaoliini põhilist standardsuspensiooni (hägusus kaoliini jaoks) või MU/dm 3 (hägususe ühikud dm 3 kohta), kui kasutatakse formatsiini põhisuspensiooni. Viimast mõõtühikut nimetatakse ka hägususe ühikuks. Formazini järgi(EMF) või lääne terminoloogias FTU (formazine Turbidity Unit). 1FTU=1EMF=1EM/dm3.

AT viimastel aegadel Formasiini hägususe mõõtmise fotomeetriline meetod on kogu maailmas kehtestatud peamiseks, mis kajastub ISO 7027 standardis (Water quality - Determination of hägususe määramine). Selle standardi kohaselt on hägususe mõõtühik FNU (formazine Nephelometric Unit). Kaitseagentuur Keskkond USA (USA EPA) ja Maailmaorganisatsioon Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) kasutab hägususe määramiseks nefelomeetrilist hägususühikut (NTU).

Hägususe põhiühikute vaheline seos on järgmine:

1 FTU(EMF)=1 FNU=1 NTU

WHO ei standardiseeri hägusust tervisemõjude näitajate järgi, aga lähtuvalt välimus soovitab, et hägusus ei ületaks 5 NTU (nefelomeetriline hägususühik) ja saastest puhastamise eesmärgil mitte üle 1 NTU.

Lõhnad vees võivad olla seotud elutähtsa tegevusega veeorganismid või ilmuvad, kui nad surevad – need on loomulikud lõhnad. Vee haisu veehoidlas võib põhjustada ka sinna sattuv reovesi, tööstuslik heitvesi on kunstlik lõhn.Esmalt antakse lõhna kvalitatiivne hinnang vastavate tunnuste järgi:

• soo,
• mullane,
• kala,
• mädanevad,
• aromaatne,
• õli jne.

Lõhna tugevust hinnatakse 5-pallisel skaalal. Jahvatuskorgiga kolb täidetakse 2/3 ulatuses veega ja kohe suletakse, loksutatakse tugevalt, avatakse ning märgitakse kohe üles lõhna intensiivsus ja olemus.

Värvuse kvalitatiivne hinnang antakse proovi võrdlemisel destilleeritud veega. Selleks valatakse taustal värvitust klaasist klaasidesse eraldi uuritud ja destilleeritud vesi. valge leht päevavalguses vaadeldakse neid ülalt ja küljelt, kromaatilisust hinnatakse vaadeldava värvina, värvi puudumisel loetakse vesi värvituks.

Merevee läbipaistvus- indikaator, mis iseloomustab vee võimet läbida valguskiiri. Sõltub heljumi suurusest, kogusest ja iseloomust. Vee läbipaistvuse iseloomustamiseks kasutatakse mõistet "suhteline läbipaistvus".

Lugu

Esimest korda suutis merevee läbipaistvuse aste määrata Itaalia preester ja astronoom nimega Pietro Angelo Secchi 1865. aastal, kasutades 30 cm läbimõõduga ketast, mis lasti vintsiga vette langetatud varjulisest küljest. laev. See meetod sai hiljem tema nime. AT Sel hetkel Vee läbipaistvuse mõõtmiseks on ja kasutatakse laialdaselt elektroonilisi seadmeid (transmissomeetrid)

Vee läbipaistvuse määramise meetodid

Vee läbipaistvuse mõõtmiseks on kolm peamist meetodit. Kõik need hõlmavad vee optiliste omaduste määramist, samuti ultraviolettspektri parameetrite arvestamist.

Kasutusvaldkonnad

Esiteks on vee läbipaistvuse arvutused hüdroloogia, meteoroloogia ja okeanoloogia uuringute lahutamatu osa, läbipaistvuse / hägususe indeks määrab anorgaanilise ja orgaanilise päritoluga lahustumata ja kolloidsete ainete olemasolu vees, mõjutades seeläbi reostust. merekeskkond, ning võimaldab hinnata ka planktoni kuhjumist, vee hägususe sisaldust, muda moodustumist. Laevanduses võib merevee läbipaistvus olla määrav tegur madala vee või laeva kahjustada võivate objektide tuvastamisel.

Allikad

• Mankovsky V. I. Elementaarne valem valguse sumbumise indeksi hindamiseks merevees valge ketta nähtavuse sügavusest (vene) // Okeanoloogia. - 1978. - T. 18(4). - S. 750–753.
• Smith, R. C., Baker, K. S. Kõige selgemate looduslike vete (200–800 nm) optilised omadused
• Gieskes, W. W. C., Veth, C., Woehrmann, A., Graefe, M. Secchi ketta nähtavuse maailmarekord purustati
• Berman, T., Walline, P. D., Schneller, A. Secchi ketta sügavusrekord: nõue Vahemere idaosas
• Juhised. Temperatuuri, lõhna, värvi (värvi) ja läbipaistvuse määramine kanalisatsioon, sealhulgas puhastatud reovesi, torm ja sula. PND F 12.16.1-10