华北理工海洋调查与观测技术教案第5讲 盐度测量

1课程名称：《海洋调查与观测技术》第5周，第5讲次摘要授课题目（章、节）第四章盐度测量本讲目的要求及重点难点：【目的要求】掌握盐度观测的定义、方法、步骤及使用的仪器。【重点】掌握盐度的测量方法及步骤。【难点】掌握盐度的定义和演变。内容【本讲课程的引入】海水的盐度是海水含盐量的定量亮度，是海水最重要的理化特征之一。。【本讲课程的内容】第四章盐度测量板书“第四章盐度测量”根据测定，海水中含量最多的化学物质有11种：钠、镁、钙、钾、锶等五种阳离子;氯、硫酸根、碳酸氢根（包括碳氢根）、溴和氟等五种阴离子和硼酸分子。前三位的是钠、氯和镁。为了表示海水中化学物质的多寡，通常用海水盐度来表示。海水的盐度是海水含盐量的定量亮度，是海水最重要的理化特征之一。它与沿岸径流量、降水及海面蒸发密切相关、盐度的分布变化也是影响和制约其他水文、化学、生物等要素分布和变化的重要因素，所以海水盐度的测量是海洋观测的重要内容。4.1盐度的定义和演变板书“4.1盐度的定义和演变”绝对盐度是指海水中溶解物质质量与海水质量的比值。绝对盐度不能直接测量，在实际应用中引入了相应的盐度定义。4.1.1克纽森盐度公式板书“4.1.1克纽森盐度公式”20实际初，海水盐度定义，是指在1kg海水中，当碳酸盐全部变为氧化物，溴和碘全部被当量的氯置换，且所有的碳酸盐全部氧化之后含无机盐的克数，以符号“S‰”表示.用上述的称量方法测量海水盐度，操作十分复杂，测一个样品要花费几天的时间，不适用于海洋调查。在实践中都是测定海水的氯度（Cl‰），根据海水的组成恒定性规律，来间接计算盐度。氯度与盐度的关系式（克纽森盐度公式）为：S‰=0.030+1.8050Cl‰使用该公式时，用统一的硝酸银滴定法和海洋常用表。此公式只是一种近似的关系，且代表性较差。根据海水的电导率取决于其温度和盐度的性质，通过测定其电导率和温度就可以求得海水的盐度。4.1.21969年电导盐度定义板书“4.1.21969年电导盐度定义”在20世纪60年代初期，英国国立海洋研究所考克思（R.A.Cox）等人从各大洋及波罗的海、黑海、地中海和红海，采集了200m层以浅的135个海水样品，首先应用标准海水，准确地测定了水样的氯度值，然后测定具有不同盐度的水样与盐度为35.000‰，温度为15℃的标准海水，在一个标准大气压下的电导比（R15），从而得到了盐度一氯度的新的关系式和盐度一相对电导率关系式，又称为1969年电导盐度定义：同学们对海水盐度都有哪些了解？2S‰=1.80655Cl‰S‰=-0.08996+28.29720R15+12.80832215R-10.67869315R+5.98624415R-1.32311515R电导测盐的方法准确度高，速度快，操作简便，适于海上现场观测。仍存在着一些问题。电导盐度定义是近似的。其次，电导盐度定义中所用的水样均为表层，不能反映大洋深处友谊海水的成分变化而引起电导值变化的情况。4.1.31978年实用盐标（psu）板书“4.1.31978年实用盐标”国际海洋学常用表和规范联合小组1977年5月在美国伍兹霍尔海洋研究所和1978年9月在法国巴黎召开会议，通过并推荐了1978年实用盐标（PSU）。实用盐标是用电导的方法测定海水的盐度。在使用盐标中采用了高纯度的KCl，用标准的称重法制备成一定浓度（32.4357‰）的溶液，作为盐度的准确参考标准。盐度定义：在一个标准大气压下，15℃的环境温度中，海水样品与标准KCl溶液的电导比：)0,15,4357,32()0,15,35(15CCK式中，C表示电导值。该样品的实用盐度精确地等于35S为实用盐度符号，无量纲。如海水的盐度值为35‰，使用盐度记为35。R15是在大气压下，温度为15℃时，海水样品与实用盐度为35‰的标准海水的电导比。对于任意温度下海水样品的电导比的研读表达式为：502/502/)15(115iiTiiiTiRbTKTRaS4.2盐度的测量板书“4.2盐度的测量”4.2.1观测时间、标准层次及准确度要求板书“4.2.1观测时间、标准层次及准确度要求”盐度与水温同时观测。大面或断面测站，船到站观测一次，连续测站，一般每2小时观测一次。根据需要没有事每小时观测一次。盐度测量的标准层次及其他有关规定与温度相同。4.2.2盐度的测量方法板书“4.2.2盐度的测量方法”盐度测定，有化学方法和物理方法两大类。1.化学方法化学方法又简称硝酸银滴定法。其原理，在离子比例恒定的前提下，采用硝酸银溶液滴定，通过麦克伽莱表查出氯度，然后根据氯度和盐度的线性关系，来确定水样盐度。2.物理方法物理方法可分为比重法、折射法、电导法三种。比重法测量是一个大气压下，单位体积海水的重量与同温度同体积蒸馏水的重量之比。折射率法是通过测量水质的折射率来确定盐度。以上两种测量盐度的方法存在误差较大、准确度比高、操作复杂、不利于仪器配套等问题，尽管还在某种场合下使用，但逐渐被电导测量所代替。3电导法是利用不同盐度具有不同导电性来确定海水盐度的。海水电导率盐度、温度和压力的函数。通过电导法测量盐度必须对温度和压力对电导率的影响进行补偿。4.2.3利用现场温盐深仪测量盐度原理板书“4.2.3利用现场温盐深仪测量盐度原理”从现场调查的CTD仪获取的相对电导率R、温度、压力数据，必须经过处理后方猜得到盐度资料。利用温盐深仪测盐度时，每天至少应选择一个比较均匀的水层，与利用实验室盐度计对海水样品的测量结果对比一次。如发现温盐深仪的测量结果达不到所要求的准确度，应调整仪器零件零点或更换仪器探头。对比结果应记入观测日志。温盐深的电导率传感器必须保持清洁，每天观测完毕都须用蒸馏水（或去离子水）冲洗干净，不能残留盐粒或污物。4.3SYC2-2型实验室海水盐度计测盐度板书“4.3SYC2-2型实验室海水盐度计测盐度”4.3.1测盐度原理板书“4.3.1测盐度原理”SYC2-2型实验室海水盐度计是利用电极电导池在实验室测试海水性对电导率的一种仪器。其测量海水范围相当于盐度3~43，使用环境温度条件在0℃以上，温室与通常温度条件下均可，被测水样温度范围在0℃~40℃，仪器盐度测量准确度为±0.003，耗水样数量（包括洗涤）共计60ml。4.3.2SYCamore2-2型实验室海水盐度计板书“4.3.2SYCamore2-2型实验室海水盐度计”盐度计的外部结构（见图4.3.2）各标号对应为：(见P60~P61)4.3.3测定方法板书“4.3.3测定方法”使用前的准备（见P61~P62）2使用操作步骤(1)校准(2)测量样品海水盐度4.3.4仪器的维护及使用注意（见P63~P64）板书“4.3.4仪器的维护及使用注意”4.4海水样品测定结果的整理板书“4.4海水样品测定结果的整理”海水盐度测定结果可用公式计算或查《国际海洋学常用表》求得.4.4.1查R15算盐度当T=15℃时,用Rt值和《国际海洋学常用表》表Ia和Ib查出海水盐度。4.4.2查RT算盐度当T≠15℃时用表ⅡaⅡb确定盐度修正量△S。国家海洋局海洋技术研究所最近研制的数字式实验室盐度计也比较智能化，该仪器测量原理与电导温度计相同，也采用双电极结构;一个点击装入标准海水，另一极装入被测水样。机器内处理器根据得的电导率，利于有关关系式求出，并根据实验温度和1978年新盐标给出的公式计算而获得待测水洋的盐度值。4【本讲课程的小结】本讲课程主要介绍了盐度观测的定义、方法、步骤及使用的仪器。【本讲课程的作业】简答题：盐度的测量方法有哪些？