해수, 즉 바닷물이죠. 바닷물은 우리가 마시는 물에 비해서 짠맛과 쓴맛을 가지고 있습니다. 짠맛과 쓴맛은 염화나트륨과 염화마그네슘이 바닷물에 들어 있기 때문이죠. 바닷물에는 물외에 여러 가지 물질이 녹아 있는데요, 바닷물에 녹아 있는 물질을 염류, 그리고 얼마나 녹아 있는지 나타낸 수치를 염분이라고 하죠. 오늘은 염류와 염분에 대해서 알아보겠습니다.
염류란?
바닷물을 증발시키면 하얀색 가루가 남습니다. 이 가루의 맛을 보면 짠맛과 쓴맛이 나는데, 이는 염화나트륨과 염화마그네슘이 바닷물에 녹아 있기 때문입니다. 이처럼 바닷물에 녹아있는 여러가지 물질을 염류라고 합니다. 염류 중에 가장 많이 들어 있는 것은 염화나트륨이고, 두 번째로 많은 것은 염화마그네슘입니다.
그림에서 보면 가장 많은 것이 염화나트륨이죠. 염화나트륨이 짠맛을 내는 주요인이고요, 우리가 바닷물을 증발시켜서 소금을 얻을 때 가장 많이 나옵니다. 두 번째로 많은 것이 염화마그네슘이죠. 이는 쓴맛을 내고, 두부를 만들때 간수로 많이 이용합니다.
염분
염분은 바닷물속에 녹아 있는 염류의 양을 나타낸 비율로, 정확한 정의는 바닷물 1000g에 들어 있는 염류의 총 g수를 의미합니다. 염분의 단위는 psu(실용염분단위)나 퍼밀(‰)을 사용합니다. 교과과정이 개정하기 전에는 퍼밀을 사용했지만, 개정 후에는 실용염분단위인 psu를 많이 사용하고 있습니다. (참고로, psu는 15℃, 1 기압에서 전기가 흐르는 정도를 측정하여 염분을 나타낸 값으로, 퍼밀과 거의 유사한 값을 가진다고 보면 됩니다. 그래서 염분에 관련된 문제를 풀 때는 퍼밀을 이용하여 문제풀이를 하고 있습니다.)
간단한 문제
해수 1000g에 염류가 30g이 있다면 염분은 30g /해수 1000g X 1000 = 30‰ 이 됩니다. 근데, psu와 ‰를 거의 같다고 보기 떄문에 30 psu라고 해도 상관은 없습니다.
전 세계 해수 평균 염분
지구에서 해수의 양은 약 97%이죠. 그럼 모든 지역 해수의 염분은 같은까요? 그런 아니에요. 어디는 더 짜고, 어디는 덜 짜고 합니다. 그래서 전 세계 해수 평균을 구했는데요, 35 psu입니다. 그럼 우리나라의 평균 염분은 33 psu로 평균염분보다 조금은 덜 짠 해수라고 보시면 됩니다.
염분에 미치는 요인
해수의 염분에 미치는 요인은 크게 세 가지 입니다. 첫 번째는 증발량과 강수량이죠. 두 번째는 담수의 유입량, 세 번째는 해수의 해빙 또는 결빙입니다.
1. 증발량과 강수량
증발량은 햇빛으로 해수에서 증발이 일어나죠? 이 때 염류는 그대로이고, 물의 양만 줄어들거나 늘어나게 됩니다. 증발량이 강수량보다 많으면 물의 양이 줄어들게 되어, 염분은 높아지고, 반대로 강수량이 증발량보다 많으면 물의 양이 늘어나게 되어 염분은 낮아지게 됩니다.
2. 담수의 유입량
담수는 해수가 아닌 육지의 물이죠. 강이나 호수는 언젠가 바다로 흘러가데 됩니다. 그럼 해수에서 담수의 양이 많아지므로 염분은 낮아지게 됩니다. 예를 들면 소금물에 물을 부으면 심심한 것처럼 말이죠.
3. 해수의 해빙 또는 결빙
해수도 추운 지방에서 얼게 됩니다. 얼 떄(결빙) 물만 얼기 때문에 물의 양이 줄어드는 효과가 나타나서 염분은 높아지게 되고요, 반대로 해빙이 되면 얼음이 녹으면서 물의 양이 늘어나기 때문에 염분은 낮아지게 됩니다.
위도에 따른 염분 분포
우리가 살고 있는 지구에서 가장 짠 곳은 어디일까요? 지구에서 가장 짠 해수가 있는 곳은 사해입니다. 지구상에 있는 모든 해수의 염분이 같지는 않아요. 이유는 위에서 설명을 했고, 그럼 위도에 따라서 어떻게 다를까요?
위도마다 강수량과 증발량이 다르기 때문에 다른데요~
적도해역에서는 강수량이 증발량이 많기 때문에 염분이 낮은 편
중위도해역(위도 30˚부근)에서는 증발량이 강수량보다 많은 편이라서 염분이 대체로 높아요.
고위도(극지방)해역에서는 빙하가 녹기 때문에 염분이 낮은 편입니다.
우리나라 주변 바다의 염분 분포
1) 우리나라는 동쪽에 산이 많아서 우리나라 강물은 거의 대부분 서해 쪽으로 흐르게 되죠. 그러면 담수의 유입량이 많아서 동해보다 서해가 염분이 낮아요.
2) 우리나라는 여름철과 겨울철 중 언제 비가 많이 오나요? 여름이죠. 그래서 여름철 해수의 염분이 겨울철 해수의 염분보다 낮아요.
3) 해안가에서는 담수의 유입이 있어서 육지와 가까운 해수보다는 육지와 먼 쪽의 해수의 염분이 높아요.
염분비 일정 법칙
지구에 있는 해수는 한 곳에 머무르지 않죠. 해류에 의해서 이동하게 되는데요, 그러면 다른 지역에 바닷물 하고도 만나게 됩니다. 그러다 보니 서로 섞이게 되죠. 그래서 지역마다 염분은 다르지만, 염류를 구성하는 비율은 항상 일정합니다. 이를 염분비 일정 법칙이라고 합니다.
1) 지역이나 계절에 따라서 각 지역의 염분은 다르지만, 염류를 구성하는 물질의 질량비는 항상 일정합니다. 예를 들면 서해와 동해의 염분은 각각 33 psu, 35 psu라고 한다면 염분은 다르죠. 하지만, 33 psu와 35 psu에 들어 있는 염화나트륨이나 염화마그네슘등 염류를 구성하는 비율은 일정하다는 것입니다. 동해의 염분이 35 psu이면 해수 1000g에 염류가 35g 있다는 것이죠. 35g에 들어 있는 염화나트륨의 비율이 77%라면 서해에도 염화나트륨이 77% 있다는 것입니다.
간단한 문제
A 해수의 염분이 30psu이고, B 해수의 염분이 40 psu 일 때 A 해수에는 염화나트륨이 21g 있다면 B 해수에 들어 있는 염화나트륨의 양은??
sol) A해수 염분이 30psu는 A해수 1000g에 염류가 30g 있다는 것이고, 30g 염류 중 염화나트륨이 21g이면 질량비는 21/30 X 100 = 70%이네요. 염분비 일정 법칙에 의해 B 해수에서 염화나트륨의 질량비는 70%가 되어야 합니다. 계산하는 방법은 두 가지 있는데요, 첫 번째는 40 psu는 해수 1000g에 염류가 40g이죠. 그럼 40g에 70%가 염화나트륨이니까, x /40 X 100 = 70를 계산하여 x(염화나트륨)를 구하면 되고요,
두 번째는 비례식을 이용하면 됩니다. 30psu : 21g = 40 psu : xg(염화나트륨) 이렇게 구하셔도 됩니다. 비례식을 사용할 수 있는 이유는 질량비가 같기 때문이죠.
| 21 / 30 X 100 = x / 40 X100 |
이상 해수의 성분 첫번째 염류와 염분에 대해서 알아봤습니다. 다음에는 해수의 성분 두 번째 온도에 대해서 알아보겠습니다.
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