염분의 정의(Salinity)

해수에 녹아 있는 모든 물질 농도의 총합을 염분(salinity)라고 한다.

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해수의 염분을 측정하는 방법은

1) 무게로서 측정하는 방법

2) 염소량(chlorinity)에 의한 방법

3) 전기전도도에 의한 방법 등이 있다.

무게 측정법

무게로서 염분을 측정하는 방법은 가장 간단한 방법으로서 일정량의 해수를 건조할 때까지 증발시키고 남는 잔여물의 무게로부터 염분을 계산하면 된다. 그러나 이때 증발의 불충분, 과열로 인한 염류의 파괴, 유기물의 존재 등으로 오차가 생길 수 있다. 과거 19세기에는 주로 이 방법에 의존 하였다.

 

국내의 해양환경공정시험법은 염소량에 의한 방법과 전기전도도에 의한 방법으로 규정하고 있다.

염소량에 의한 염분의 측정은 해수 중 할로겐을 질산은(AgNO₃) 용액으로 적정하는 방법으로 해수 중 용존 염류의 총량은 주성분의 농도에 비례하는 원리를 이용한 것이다.

염소량에서 염분을 정의하는 식은 아래와 같다.

 

Salinity = 1.80655 × [Cl-]

여기서 [Cl^-]는 질산은으로부터 적정한 해수 중 염소이온의 농도로서 염소량(‰)을 나타내며, 브롬과 요오드는 당량의 염소로 치환된 것으로 한다.

이 방법은 1960년대에 염분측정 표준밥법으로 사용되었으나 최근에는 대부분 전기전도법을 쓰고 있다.

전기전도도 측정법

물의 전기전도도(conductivity)는 물속에 이온이 존재하면 크게 증가하며, 이에 따라 해수의 전기전도도는 염분에 비례한다.

1960년대부터 선상에서 사용할 수 있는 유도형 염분계(inductive salinometer)가 개발되었는데, 염분측정에 있어서 이것의 정밀도는 적정에 의한 염소량 방법보다 좋고, 신속성과 간편함에 있어서도 월등했다.

따라서 1980년대부터 국제협정에 의하여 염분은 다음과 같이 실험적으로 정의되었다.

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해수시료의 실용적(practical) 염분은 다음과 같이 전도도비 K₁₅로 정의된다.

여기서 표준 KCl 용액의 농도는 1기압에서 15℃일 때 32.4356 g/kg이다.

실용적 염분(psu : partials salinity unit)은 다음 방정식에 의하여 K₁₅로부터 계산된다.

 

K15 = 해수시료의 전도도 / 표준 KCl 용액의 전도도

S = 0.0080 - 0.1692K^1/2₁₅ + 25.3851K₁₅ + 14.0941K^3/2₁₅ - 7.0261K²₁₅ + 2.708K^5/2₁₅

이상으로 염분의 정의와 측정법에 대해 알아보았습니다.