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海水的理化性质

（一）海水的化学性质

海洋是地球水圈的主体，是全球水循环的主要起点和归宿，也是各大陆外流区的岩石风

化产物最终的聚集场所。海水的历史可追溯到地壳形成的初期，在漫长的岁月里，由于地壳

的变动和广泛的生物活动，改变着海水的某些化学成分。

1．海水的化学组成

海水是一种成分复杂的混合溶液。它所包含的物质可分为三类：①溶解物质，包括各种

盐类、有机化合物和溶解气体；②气泡；③固体物质，包括有机固体、无机固体和胶体颗粒。

海洋总体积中，有96％～97％是水，3％～4％是溶解于水中的各种化学元素和其他物质。

目前海水中已发现80多种化学元素，但其含量差别很大。主要化学元素是氯、钠、镁、

硫、钙、钾、溴、碳、锶、硼、硅、氟等12种（表5．5），含量约占全部海水化学元素总

量的99.8％～99.9％，因此，被称为海水的大量元素。其他元素在海洋中含量极少，都在

1mg／L以下，称为海水的微量元素。海水化学元素最大特点之一，是上述12种主要离子浓

度之间的比例几乎不变，因此称为海水组成的恒定性。它对计算海水盐度具有重要意义。溶

解在海水中的元素绝大部分是以离子形式存在的。海水中主要的盐类含量差别很大（表

5．6）。由表5.6可知，氯化物含量最高，占88.6％，其次是硫酸盐，占10.8％。

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海水中盐分的来源，主要来自两个方面：一是河流从大陆带来。河流不断地将其所溶解

的盐类输送到海洋里，其成分虽与海水不同（表5．7）（海水中以氯化物为最多，河水则以

碳酸盐类占优势），但是，因为碳酸盐的溶解度小，流到海洋里以后很容易沉淀。另一方面，

海洋生物大量地吸收碳酸盐构成骨胳、甲壳等，当这些生物死后，它们的外壳、骨胳等就沉

积在海底，这么一来，使海水中的碳酸盐大为减少。硫酸盐的收支近于平衡，而氯化物消耗

最少。由于长年累月生物作用的结果，就使海水中的盐分与河水大不相同。二是海水中的氯

和钠由岩浆活动中分离得来。这从海洋古地理研究和从古代岩盐的沉积、以及最古老的海洋

生物遗体都可证实古海水也是咸的。总之，这两种来源是相辅相成的。

2．海水的盐度

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海水盐度是1000g海水中所含溶解的盐类物质的总量，叫盐度（绝对盐度）。单位为‰

或10-3。在实际工作中，此量不易直接量测，而常用“实用盐度”。实用盐度略小于绝对盐

度。近百年来，由于测定盐度的原理和方法不断变革，实用盐度的定义已屡见变更。

20世纪50年代以来，海洋化学家致力于电导率测盐度研究。因为海水是多种成分的电

解质溶液，故海水的电导率取决于盐度、温度和压力。在温度、压力不变情况下，电导率的

差异反映着盐度的变化。根据这个原理，可以由测定海水的电导率来推算盐度。即在温度为

15℃、压强为一个标准大气压下的海水样品的电导率，与质量比为32.4356×10-3的标准氯

化钾（KCl）溶液的电导率的比值（K15）来定义。实用盐度用下式确定：

式中：a0＝0.0080；a1＝-0.1692；a2

＝25.3851；a3=14.0941；a4＝-7.0261；a5＝2.7081；Σai=35.000；2×10-3≤S≤42×10-3。

可见，当K15＝1时，海水的实用盐度恰好等于35×10-3，这是世界大洋的平均盐度值。这

种方法仍离不开海水组成的恒定性这一特点。

若测定温度不在15℃，则应进行订正。现已有实用盐度与电导比查算表及温度订正表

供实际应用。

世界大洋盐度的空间分布和时间变化，主要取决于影响海水盐度的各自然环境因素和各

种过程（降水、蒸发等）。这些因素在不同自然地理区所起的作用是不同的。在低纬区，降

水、蒸发、洋流和海水的涡动、对流混合起主要作用。降水大于蒸发，使海水冲淡、盐度降

低；蒸发大于降水，则盐度升高。盐度较高的洋流流经一海区时，可使盐度增加；反之，可

使盐度降低。在高纬区，除受上述因素影响外，结冰和融冰也能影响盐度。在大陆沿岸海区，

因河流的淡水注入可使盐度降低。例如，我国长江口附近，在夏季因流量增加，使海水冲淡，

盐度值可降低到11.5×10-3左右。