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Salinidad del agua
Diagrama de salinidad del agua.png
Niveles de salinidad
Agua dulce (<0.05%)
Agua salobre (0.05–3%)
Agua salina (3-5%)
Salmuera (> 5% hasta 26% -28% máx.)
Cuerpos de agua
Salinidad media anual de la superficie del mar para el océano mundial . Datos del Atlas mundial de los océanos de 2009. [1]
Agua de mar estándar de la Asociación Internacional para las Ciencias Físicas de los Océanos (IAPSO).

Salinidad ( / s ə l ɪ n ɪ t i / ) es la salinidad o la cantidad de sal disuelta en un cuerpo de agua , llamado agua salina (véase también la salinidad del suelo ). Esto generalmente se mide en (tenga en cuenta que técnicamente es adimensional). La salinidad es un factor importante en la determinación de muchos aspectos de la química de las aguas naturales y de los procesos biológicos dentro de ella, y es una variable de estado termodinámico que, junto con la temperatura y la presión, rige características físicas como la densidad y la capacidad calorífica del agua.

Una línea de contorno de salinidad constante se llama isohalina o, a veces, isohala .

Definiciones [ editar ]

La salinidad en ríos, lagos y el océano es conceptualmente simple, pero técnicamente desafiante de definir y medir con precisión. Conceptualmente, la salinidad es la cantidad de sal disuelta del agua. Las sales son compuestos como cloruro de sodio , sulfato de magnesio , nitrato de potasio y bicarbonato de sodio que se disuelven en iones. La concentración de iones de cloruro disueltos a veces se denomina clorinidad. Operacionalmente, la materia disuelta se define como aquella que puede pasar a través de un filtro muy fino (históricamente un filtro con un tamaño de poro de 0,45 μm, pero hoy en día suele ser de 0,2 μm). [2] La salinidad se puede expresar en forma de fracción de masa., es decir, la masa del material disuelto en una unidad de masa de solución.

El agua de mar normalmente tiene una salinidad de alrededor de 35 g / kg, aunque los valores más bajos son típicos cerca de las costas donde los ríos entran al océano. Los ríos y lagos pueden tener una amplia gama de salinidades, desde menos de 0,01 g / kg [3] hasta unos pocos g / kg, aunque hay muchos lugares donde se encuentran salinidades más altas. El Mar Muerto tiene una salinidad de más de 200 g / kg. [4] El agua de lluvia antes de tocar el suelo normalmente tiene un TDS de 20 mg / L o menos. [5]

Cualquiera que sea el tamaño de poro que se utilice en la definición, el valor de salinidad resultante de una muestra determinada de agua natural no variará en más de un pequeño porcentaje (%). Los oceanógrafos físicos que trabajan en el océano abisal , sin embargo, a menudo se preocupan por la precisión y la intercomparabilidad de las mediciones de diferentes investigadores, en diferentes momentos, hasta casi cinco dígitos significativos. [6] Los oceanógrafos utilizan un producto de agua de mar embotellada conocido como IAPSO Standard Seawater para estandarizar sus mediciones con suficiente precisión para cumplir con este requisito.

Composición [ editar ]

Las dificultades de medición y definición surgen porque las aguas naturales contienen una mezcla compleja de muchos elementos diferentes de diferentes fuentes (no todos de sales disueltas) en diferentes formas moleculares. Las propiedades químicas de algunas de estas formas dependen de la temperatura y la presión. Muchas de estas formas son difíciles de medir con alta precisión y, en cualquier caso, el análisis químico completo no es práctico cuando se analizan varias muestras. Diferentes definiciones prácticas de salinidad son el resultado de diferentes intentos de explicar estos problemas, con diferentes niveles de precisión, sin dejar de ser razonablemente fáciles de usar.

Por razones prácticas salinidad generalmente está relacionada con la suma de masas de un subconjunto de estos constituyentes disueltos químicos (llamado salinidad solución ), más que a la masa desconocida de sales que dio lugar a esta composición (una excepción es cuando el agua de mar artificial es creado). Para muchos propósitos, esta suma puede limitarse a un conjunto de ocho iones principales en aguas naturales, [7] [8] aunque para el agua de mar con la máxima precisión también se incluyen siete iones menores adicionales. [6] Los iones principales dominan la composición inorgánica de la mayoría (pero no de todas) las aguas naturales. Las excepciones incluyen algunos lagos de pozo y aguas de algunos manantiales hidrotermales .

Las concentraciones de gases disueltos como oxígeno y nitrógeno generalmente no se incluyen en las descripciones de salinidad. [2] Sin embargo, a menudo se incluye dióxido de carbono , que cuando se disuelve se convierte parcialmente en carbonatos y bicarbonatos . El silicio en forma de ácido silícico , que generalmente aparece como una molécula neutra en el rango de pH de la mayoría de las aguas naturales, también puede incluirse para algunos propósitos (por ejemplo, cuando se investigan las relaciones entre salinidad y densidad).

Agua de mar [ editar ]

Ver también: Océano § Salinidad
Reproducir medios
Video completo de 3 minutos de la NASA 27 de febrero de 2013 El instrumento Acuario de la NASA a bordo del satélite SAC-D de Argentina está diseñado para medir la salinidad global de la superficie del mar. Esta película muestra patrones de salinidad medidos por Aquarius desde diciembre de 2011 hasta diciembre de 2012. Los colores rojos representan áreas de alta salinidad, mientras que los tonos azules representan áreas de baja salinidad.

El término "salinidad", para los oceanógrafos, generalmente se asocia con una de un conjunto de técnicas de medición específicas. A medida que evolucionan las técnicas dominantes, también lo hacen las diferentes descripciones de la salinidad. Las salinidades se midieron en gran medida utilizando técnicas basadas en titulación antes de la década de 1980. La titulación con nitrato de plata podría usarse para determinar la concentración de iones haluro (principalmente cloro y bromo ) para dar una clorinidad . Luego, la clorinidad se multiplicó por un factor para tener en cuenta todos los demás componentes. Las 'salinidades de Knudsen' resultantes se expresan en unidades de partes por mil (ppt o ‰ ).

El uso de medidas de conductividad eléctrica para estimar el contenido iónico del agua de mar llevó al desarrollo de la escala llamada escala práctica de salinidad 1978 (PSS-78). [9] [10] Las salinidades medidas con PSS-78 no tienen unidades.El sufijo psu o PSU (que denota la unidad práctica de salinidad ) a veces se agrega a los valores de medición del PSS-78. [11] La adición de PSU como una unidad después del valor es "formalmente incorrecta y fuertemente desaconsejada". [12]

En 2010 se introdujo un nuevo estándar para las propiedades del agua de mar llamado ecuación termodinámica del agua de mar 2010 (TEOS-10), que aboga por la salinidad absoluta como reemplazo de la salinidad práctica y la temperatura conservadora como reemplazo de la temperatura potencial . [6] Este estándar incluye una nueva escala llamada escala de salinidad de composición de referencia . Las salinidades absolutas en esta escala se expresan como una fracción de masa, en gramos por kilogramo de solución. Las salinidades en esta escala se determinan combinando mediciones de conductividad eléctrica con otra información que puede explicar los cambios regionales en la composición del agua de mar. También se pueden determinar realizando mediciones directas de densidad.

Una muestra de agua de mar de la mayoría de los lugares con una clorinidad de 19,37 ppt tendrá una salinidad Knudsen de 35,00 ppt, una salinidad práctica de PSS-78 de aproximadamente 35,0 y una salinidad absoluta de TEOS-10 de aproximadamente 35,2 g / kg. La conductividad eléctrica de esta agua a una temperatura de 15 ° C es 42,9 mS / cm. [6] [13]

Lagos y ríos [ editar ]

Los limnólogos y químicos a menudo definen la salinidad en términos de masa de sal por unidad de volumen, expresada en unidades de mg por litro o g por litro. [7] Se da a entender, aunque a menudo no se indica, que este valor se aplica con precisión sólo a alguna temperatura de referencia. Los valores presentados de esta manera suelen tener una precisión del orden del 1%. Los limnólogos también utilizan la conductividad eléctrica , o "conductividad de referencia", como un sustituto de la salinidad. Esta medida puede corregirse por los efectos de la temperatura y generalmente se expresa en unidades de μS / cm.

El agua de un río o lago con una salinidad de alrededor de 70 mg / L normalmente tendrá una conductividad específica a 25 ° C de entre 80 y 130 μS / cm. La proporción real depende de los iones presentes. [14] La conductividad real generalmente cambia en aproximadamente un 2% por grado Celsius, por lo que la conductividad medida a 5 ° C podría estar solo en el rango de 50 a 80 μS / cm.

Las mediciones directas de densidad también se utilizan para estimar las salinidades, particularmente en lagos altamente salinos . [4] A veces, la densidad a una temperatura específica se utiliza como un sustituto de la salinidad. En otras ocasiones, se utiliza una relación empírica de salinidad / densidad desarrollada para una masa de agua en particular para estimar la salinidad de las muestras a partir de una densidad medida.


Salinidad del agua
Agua dulceAgua salobreAgua salinaSalmuera
<0,05%0,05 - 3%3-5%> 5%
<0,5 ‰0,5 - 30 ‰30 - 50 ‰> 50 ‰

Clasificación de cuerpos de agua según la salinidad [ editar ]

Serie Thalassic
> 300 ppt
hiperhalino
60–80 ppt
metahaline
40 ppt
mixoeuhalino
30 ppt
polialino
18 ppt
mesohalino
5 ppt
oligohalino
0,5 ppt

Las aguas marinas son las del océano, otro término para el que se denominan mares euhalinos . La salinidad de los mares euhalinos es de 30 a 35 ppt. Los mares o aguas salobres tienen una salinidad en el rango de 0.5 a 29 ppt y los mares metahalinos de 36 a 40 ppt. Todas estas aguas se consideran talásicas porque su salinidad se deriva del océano y se define como homoiohalina si la salinidad no varía mucho con el tiempo (esencialmente constante). La tabla de la derecha, modificada de Por (1972), [15] [16] sigue el "sistema de Venecia" (1959). [17]

En contraste con los ambientes homoiohalinos, existen ciertos ambientes poiquilohalinos (que también pueden ser talásicos ) en los que la variación de salinidad es biológicamente significativa. [18] Las salinidades del agua poiquilohalina pueden oscilar entre 0,5 y más de 300 ppt. La característica importante es que estas aguas tienden a variar en salinidad en un rango biológicamente significativo estacionalmente o en alguna otra escala de tiempo aproximadamente comparable. En pocas palabras, se trata de masas de agua con una salinidad bastante variable.

El agua muy salina, a partir de la cual las sales cristalizan (o están a punto de hacerlo), se denomina salmuera .

Consideraciones ambientales [ editar ]

La salinidad es un factor ecológico de considerable importancia que influye en los tipos de organismos que viven en un cuerpo de agua. Además, la salinidad influye en los tipos de plantas que crecerán en un cuerpo de agua o en tierras alimentadas por agua (o por aguas subterráneas ). [19] Una planta adaptada a condiciones salinas se llama halófita . Un halófito que es tolerante a la salinidad residual del carbonato de sodio se llama glasswort o saltwort o plantas de barilla . Los organismos (principalmente bacterias) que pueden vivir en condiciones muy saladas se clasifican como extremófilos o halófilos.específicamente. Un organismo que puede soportar una amplia gama de salinidades es la eurihalina .

La sal es costosa de eliminar del agua y el contenido de sal es un factor importante en el uso del agua (como la potabilidad ). Se han observado aumentos en la salinidad en lagos y ríos de los Estados Unidos, debido a la sal común para carreteras y otros descongeladores de sal en la escorrentía. [20]

El grado de salinidad en los océanos es un impulsor de la circulación oceánica mundial , donde los cambios de densidad debido tanto a los cambios de salinidad como a los cambios de temperatura en la superficie del océano producen cambios en la flotabilidad, que provocan el hundimiento y el aumento de las masas de agua. Se cree que los cambios en la salinidad de los océanos contribuyen a los cambios globales en el dióxido de carbono, ya que más aguas salinas son menos solubles en dióxido de carbono. Además, durante los períodos glaciares, la hidrografía es tal que una posible causa de la circulación reducida es la producción de océanos estratificados. En tales casos, es más difícil subducir el agua a través de la circulación termohalina.

Ver también [ editar ]

  • Desalación con fines económicos
    • Desalación de agua
    • Desalación del suelo: control de la salinidad del suelo
    • Relación de adsorción de sodio
  • Midiendo la salinidad
    • Salinómetro
  • Salinidad por contexto biológico
    • En organismos en general, con especial énfasis en la salud humana.
      • Electrolitos
      • El equilibrio de fluidos
      • Hipernatremia
      • Hiponatremia
      • Envenenamiento por sal
    • En plantas
      • Respuestas de Arabidopsis thaliana a la salinidad
    • En pescado
      • Pescado estenohalino
      • Pez eurihalino
  • Salinidad por contexto geológico
    • Agua dulce
    • Agua de mar
    • Salinidad del suelo
    • Circulación termohalina
    • Paleosalinidad
    • Datos del conjunto de datos CORA sobre la salinidad de los océanos globales
  • Casos generales de concentración de solutos
    • Concentración osmótica
    • Tonicidad

Referencias [ editar ]

  1. ^ Atlas mundial del océano 2009 . nodc.noaa.gov
  2. ↑ a b Pawlowicz, R. (2013). "Variables físicas clave en el océano: temperatura, salinidad y densidad" . Conocimiento de la educación de la naturaleza . 4 (4): 13.
  3. ^ Eilers, JM; Sullivan, TJ; Hurley, KC (1990). "¿El lago más diluido del mundo?". Hydrobiologia . 199 : 1–6. doi : 10.1007 / BF00007827 . S2CID 30279782 . 
  4. ↑ a b Anati, DA (1999). "La salinidad de las salmueras hipersalinas: conceptos y conceptos erróneos". En t. J. Salt Lake. Res . 8 : 55–70. doi : 10.1007 / bf02442137 .
  5. ^ "Aprenda sobre la salinidad y la calidad del agua" . Consultado el 21 de julio de 2018 .
  6. ^ a b c d IOC, SCOR e IAPSO (2010). La ecuación termodinámica internacional del agua de mar - 2010: Cálculo y uso de propiedades termodinámicas . Comisión Oceanográfica Intergubernamental, UNESCO (inglés). págs. 196pp.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  7. ↑ a b Wetzel, RG (2001). Limnología: ecosistemas de ríos y lagos, 3ª ed . Prensa académica. ISBN 978-0-12-744760-5.
  8. ^ Pawlowicz, R .; Feistel, R. (2012). "Aplicaciones limnológicas de la Ecuación Termodinámica del Agua de Mar 2010 (TEOS-10)". Limnología y Oceanografía: métodos . 10 (11): 853–867. doi : 10.4319 / lom.2012.10.853 .
  9. ^ Unesco (1981). La escala práctica de salinidad 1978 y la ecuación internacional del estado del agua de mar 1980. Tech. Papilla. Mar. Sci. , 36
  10. ^ Unesco (1981). Documentos de antecedentes y datos de apoyo sobre la Escala Práctica de Salinidad 1978 . Tech. Papilla. Mar. Sci. , 37
  11. ^ Millero, FJ (1993). "¿Qué es PSU?". Oceanografía . 6 (3): 67.
  12. ^ https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/key-physical-variables-in-the-ocean-temperature-102805293/
  13. ^ Culkin, F .; Smith, ND (1980). "Determinación de la concentración de solución de cloruro de potasio que tiene la misma conductividad eléctrica, a 15C y frecuencia infinita, como agua de mar estándar de salinidad 35,0000 ‰ (Clorinidad 19,37394 ‰)". IEEE J. Oceanic Eng . OE-5 (1): 22–23. Código bibliográfico : 1980IJOE .... 5 ... 22C . doi : 10.1109 / JOE.1980.1145443 .
  14. ^ van Niekerk, Harold; Silberbauer, Michael; Maluleke, Mmaphefo (2014). "Diferencias geográficas en la relación entre los sólidos disueltos totales y la conductividad eléctrica en los ríos sudafricanos" . Agua SA . 40 (1): 133. doi : 10.4314 / wsa.v40i1.16 .
  15. ^ Por, FD (1972). "Notas hidrobiológicas sobre las aguas de alta salinidad de la península del Sinaí". Biología Marina . 14 (2): 111-119. doi : 10.1007 / BF00373210 . S2CID 86601297 . 
  16. ^ "Salinidad | Entradas de agua dulce" . www.freshwaterinflow.org . Consultado el 25 de octubre de 2020 .
  17. ^ Sistema de Venecia (1959). La resolución final del simposio sobre la clasificación de aguas salobres. Archo Oceanogr. Limnol. , 11 (supl.): 243–248.
  18. ^ Dahl, E. (1956). "Límites de salinidad ecológica en aguas poiquilohalinas". Oikos . 7 (1): 1–21. doi : 10.2307 / 3564981 . JSTOR 3564981 . 
  19. ↑ Kalcic, Maria, Turowski, Mark; Hall, Callie (22 de diciembre de 2010). "Proyecto Stennis Space Center Salinity Drifter. Un proyecto colaborativo con Hancock High School, Kiln, MS" . Proyecto Salinity Drifter del Centro Espacial Stennis . NTRS . Consultado el 16 de junio de 2011 .
  20. ^ "Espera contener la sal, y en su lugar romper jugo de remolacha y cerveza para mantener las carreteras despejadas" . www.wbur.org .

Lectura adicional [ editar ]

  • Mantyla, AW (1987). "Comparaciones estándar de agua de mar actualizadas" . J. Phys. Oceanogr. 17 (4): 543–548. Código bibliográfico : 1987JPO .... 17..543M . doi : 10.1175 / 1520-0485 (1987) 017 <0543: sscu> 2.0.co; 2 .
  • Página del MIT de propiedades de agua de mar, con rutinas de biblioteca Matlab, EES y Excel VBA
  • Ecuaciones y algoritmos para calcular propiedades fundamentales del agua de mar.
  • Historia de la determinación de la salinidad
  • Escala práctica de salinidad 1978.
  • Calculadora de salinidad
  • Lewis, EL 1982. La escala práctica de salinidad de 1978 y sus antecedentes. Geodesia marina. 5 (4): 350–357.
  • Ecuaciones y algoritmos para calcular la salinidad de aguas continentales