(ზღვის წყლის ქიმიური ანალიზის გაგრძელება)
რთული ზამთარ-გაზაფხულის, მიკეტვ-მოკეტვების, სახლში ჯდომის თუ უტრანსპორტოდ სიარულის შემდეგ კვლავ ზაფხული და ზღვის სეზონი გვიახლოვდება.
ზღვა მიყვარს… ოღონდ ჩემებურად… არ ვცურავ და არ ვირუჯები… აბა, რა გიყვარსო, გაიფიქრებთ და მართალიც იქნებით. ზღვის ნაპირზე ჯდომა და ზღვისიქითა სივრცეში ყურება. ტალღების ხმაურის მოსმენა და არაფერზე ფიქრი… ან შეიძლება ვიფიქრო კიდეც, ვინ დამიშლის. ზღვის იოდიანი ჰაერის სუნთქვა და ტალღების ხმაურის მოსმენაც მიყვარს. ზღვაზე დიდი გემით მოგზაურობაზე არც ადრე მითქვამს უარი და არც ამის შემდეგში ვიტყვი. ზღვის პროდუქტებსაც სიამოვნებით გეახლებით. აი, სულ ეს არის… ამით შემოიფარგლება ჩემი და ზღვის ურთიერთობა.
მას შემდეგ, რაც გარემოს ქიმიის კვლევებით დავინტერესდი, მე და ზღვას კიდევ ერთი შეხების წერტილი გაგვიჩნდა და ეს მისი ქიმიური შემადგენლობაა.
ზღვის ქიმია მრავალფეროვანია. მეთვრამეტე საუკუნის შუა პერიოდიდან, როცა მრეწველობა განვითარდა, ამ მრავალფეროვნებამაც იმატა. მიხვდით ალბათ – სინამდვილეში ანთროპოგენური ფაქტორით დაბინძურება გაიზარდა. თუმცა, ძირითადი მაინც ბიოგენური ელემენტები ჭარბობს. ბიოგენური ყველა ის ქიმიური ელემენტია, რომელიც ცოცხალ ორგანიზმში ორგანული ნაერთების სახით შედის და აუცილებელია მეტაბოლიზმისთვის – H, O, C, N, P, Si, S, Mg, Ca, K, Fe, Al, Mn…
აქედან, აზოტის, ფოსფორისა და სილიციუმის ნაერთები განსაკუთრებით უნდა გამოვყოთ, რადგან ისინი ფიტოპლანქტონის განვითარების სტიმულირებას ახდენენ. ფიტო- და ზოოპლანქტონში გამოანგარიშებულია ამ ელემენტების გარკვეული თანაფარდობა. საშუალოდ ფიტოპლანქტონისთვის C:Si:N:P=42:28:7:1 (მასის ერთეული) და 108,5:31:15,5:1 (მოლური ფორმით). ზოოპლანქტონისთვის C:N:P=40:7,4:1 (მასის მიხედვით) ან 106:16:1 მკ/მოლი.
აღნიშნული თანაფარდობის მიხედვით რიჩარდსმა 1965 წელს ზღვის ორგანული ნივთიერების სტექიომეტრული მოდელი შეიმუშავა, სადაც ყველაზე მნიშვნელოვანი ელემენტები ნახშირწყლების, ამიაკისა და ფოსფატის სახით არიან წარმოდგენილნი.
(CH2O)106(NH3)6H3PO4
ამ მოდელში წარმოდგენილი თანაფარდობა ძალიან ახლოს დგას ოკეანის ბუნებრივი ორგანული ნაერთების თანაფარდობასთან.
აზოტის არაორგანული ნაერთები ზღვაში ძირითადად ამონიუმის, ნიტრატ- და ნიტრიტიონების სახით არის წარმოდგენილი. ინტენსიური ფოტოსინთეზის პირობებში შეიძლება არაორგანული აზოტის მთლიანი ასიმილირება მოხდეს და ფოტოსინთეზი შეჩერდეს. რთული ორგანული ნაერთებიდან აზოტის მინერალურ ფორმაში გადასვლა პირდაპირი და არაპირდაპირი რეგენერაციის პროცესში ხდება. პირდაპირი რეგენერაცია ფოტოსინთეზის ზონაში მიმდინარეობს, როდესაც ცხოველების საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის მიერ გამოყოფილი ფერმენტებისა და ბაქტერიების მეშვეობით მათივე ცხოველქმედების პროდუქტები სწრაფად მინერალიზდებიან და ორგანული აზოტის ნაწილი კვლავ მინერალურ ფორმაში გადადის. აზოტის არაპირდაპირი რეგენერაცია განპირობებულია ზღვის სიღრმეებში ორგანული დეტრიტის (დეტრიტი წარმოადგენს წყლის სიღრმეებში შეწონილ მდგომარეობაში მყოფ ორგანულ-მინერალურ ნაწილაკებს) დაშლით.
ფოსფორი, აზოტის მსგავსად, ჩართულია ციკლში, სადაც ორგანულიდან არაორგანულ ნაერთებში გადადის. საშუალოდ, წლიურად ოკეანეში 25 ტონამდე შეწონილი არაორგანული ფოსფორი შედის. მისგან დაახლოებით 0,5 ტონა იხსნება, დანარჩენი ფსკერზე ილექება.
წინა სტატიაში ზღვის წყლის ანალიზზე, ერთ საინტერესო ცდაზე წერა დავიწყე და მოსამზადებელი სამუშაოების აღწერაც მოვასწარი „შემდეგი პანდემია გარდაუვალია?…“.
ამ სტატიაში უშუალოდ ცდის მსვლელობის აღწერას გავაგრძელებთ და ძირითად საქმეზე გადავალთ. დავიწყოთ ქლორიდ იონების განსაზღვრით.
ქლორიდ იონების რაოდენობრივი განსაზღვრა
5მლ. ზღვის წყალი პიპეტით გადაიტანეთ 125მლ.-იან ერლენმეიერის კოლბაში. კოლბაზე მონიშნეთ ნიმუშის რაოდენობა. დაამატეთ 45 მლ. გამოხდილი წყალი და კარგად მოურიეთ. ხსნარს დაამატეთ 0.1M კალიუმის ქრომატის ხსნარი. სითხე კაშკაშა მოყვითალო ფერს მიიღებს. კალიუმის ქრომატი გატიტვრისას ინდიკატორის მოვალეობას ასრულებს. 50 მლ.-იან ბიურეტს გამოავლეთ 0.1M ვერცხლის ნიტრატის ხსნარის რამდენიმე მლ. და ჩაღვარეთ უტილიზაციისთვის განკუთვნილ კონტეინერში. ბიურეტში ჩაასხით დაახლოებით 40 მლ. 0.1M ვერცხლის ნიტრატის ხსნარი, დააყენეთ ნიშნულამდე. სამუშაოსთვის დაახლოებით 28 მლ. ტიტრანტი უნდა დაიხარჯოს. დაიწყეთ გატიტვრა მუდმივი მორევის პირობებში. ვერცხლის ნიტრატი იწყებს მოქმედებას ზღვის წყალში არსებული ქლორის იონებთან და წარმოიქმნება ვერცხლის ქლორიდის ხაჭოსენრი ნალექი. ეს უკანასკნელი კი მოყვითალო შეფერილობას მიიღებს არსებული ქრომის იონების ზეგავლენით. როდესაც გატიტვრა თავის ზღვარს მიაღწევს, ხსნარი ნარინჯისფერ შეფერილობას მიიღებს. როგორც კი მდგრადი ნარინჯისფერი გამოჩნდება შეწყვიტეთ გატიტვრა. ცხრილში ჩაინიშნეთ დახარჯული ვერცხლის ქლორიდის რაოდენობა.
ერთი მოლი ვერცხლის იონი რეაგირებს ერთ მოლ ქლორიდიონთან, შესაბამისად, ქლორიდიონების რაოდენობა 5მლ. ნიმუშში ვერცხლის იონის მოლების შესაბამისია ტიტრანტის იმ რაოდენობაში, რომელიც გასატიტრად დაიხარჯება. ამის გათვალისწინებით, გამოიანგარიშეთ ქლორიდიონების რაოდენობა აღებულ ნიმუშში და შეიტანეთ ცხრილში.
იანგარიშეთ ქლორიდიონების რაოდენობა ზღვის წყლის ერთი ლიტრისთვის და ასევე ცხრილში შეიტანეთ.
სულფატიონების რაოდენობრივი განსაზღვრა
ზღვის წყლის ნიმუშის 100მლ. 100მლ.-იანი კოლბიდან გადაიტანეთ 250მლ.-იან ჭიქაში. ნიმუშის მოცულობა ჩაწერეთ ცხრილის P სექციაში. აიღეთ 40მლ. 0.1M ბარიუმის ნიტრატი 100მლ. გრადუირებულ ცილინდრში და ნელა ურიეთ, თან ჩაამატეთ 250მლ. ჭიქაში, სადაც უკვე არის ზღვის წყლის ნიმუში. სითხე მაშინვე თეთრად შეიფერება და წარმოიქმნება უხსნადი თეთრი ფერის ბარიუმის სულფატის ნალექი. ეს უკანასკნელი წარმოიქმნება ბარიუმის ნიტრატისა და ზღვის წყალში არსებული სულფატიონების ურთიერთქმედების შედეგად. აიღეთ ფილტრის ქაღალდის ნაჭერი. აწონეთ და მასა ჩაინიშნეთ ცხრილში. ამის შემდეგ ქაღალდი გადაკეცეთ, მოათავსეთ ძაბრში და გაფილტრეთ თქვენი ნიმუში, სადაც თეთრი ნალექია წარმოქმნილი. გაფილტვრის შემდეგ ფილტრის ქაღალდი და მასზე მოთავსებული მასა გააშრეთ, აწონეთ და მონაცემი შეიტანეთ ცხრილის R ნაწილში. გამოიანგარიშეთ ბარიუმის სულფატის მასა (ცხრილში მითითებული გაანგარიშებით) და შეიტანეთ ცხრილის S ნაწილში.
გამოიანგარიშეთ სულფატიონების რაოდენობა აღებულ ნიმუშში და შეიტანეთ ცხრილში.
იანგარიშეთ სულფატიონების რაოდენობა ზღვის წყლის ერთი ლიტრისთვის და ისიც ცხრილში შეიტანეთ.
ცხრილი #1
| A. ცარიელი 100მლ.-იანი კოლბის მასა | ——გრ. |
| B. ზღვის წყლიანი 100მლ.-იანი კოლბის მასა | ——გრ. |
| C. ნიმუშის მასა (B-A) | ——გრ. |
| D. ზღვის წყლის სიმკვრივე (C/100) | ——გ./მლ. |
| E. 150მლ.-იანი ქიმ. ჭიქის მასა | ——გრ. |
| F. 150მლ.-იანი ქიმ. ჭიქის მასა+აორთქლების შემდეგ დარჩენილი ნაშთი | ——გრ. |
| G. მთლიანი გახსნილი მყარი ნივთ. მასა | ——გრ. |
| H. მთლიანი გახსნილი მყარი ნივთ. % ([G/C]X100) | ——-% |
| I. ზღვის ნიმუშის მოცულობა ქლორიდ იონებისთვის | ——-მლ. |
| J. ვერცხლის ნიტრატის ტიტრანტის საწყისი მოცულობა | ——-მლ. |
| K. ვერცხლის ნიტრატის ტიტრანტის საბოლოო მოცულობა | ——-მლ. |
| L. ვერცხლის ნიტრატის ტიტრანტის გამოყენებული რაოდენობა | ——მლ. |
| M. გატიტვრისთვის საჭირო ვერცხლის იონების რაოდენობა | ——მოლი |
| N. ქლორიდ იონების მასა 5მლ. ნიმუშში | ——გრ. |
| O. ქლორიდ იონების მასა ერთ ლიტრ ზღვის წყალში | ——გრ./ლ. |
| P. ზღვის ნიმუშის მოცულობა სულფატიონებისთვის | ——-მლ. |
| Q. ფილტრის ქაღალდის მასა | ——გრ. |
| R. მშრალი ფილტრის ქაღალდის და ფილტრატის მასა | ——გრ. |
| S. ბარიუმის სულფატის მასა (R-Q) | ——გრ. |
| T. ნიმუშში არსებული სულფატ იონების მასა | ——გრ. |
| U. სულფატ იონების მასა ერთ ლიტრ ზღვის წყალში | ——გრ./ლ. |
ასეთი სამუშაოს ჩატარება გაკვეთილს ან კლუბურ მეცადინეობას მართლაც საინტერესოს გახდის და ზღვასთან თქვენი პატარა საიდუმლო ურთიერთობა გექნებათ, რომელიც შეგიძლიათ ან ამ დონეზევე დატოვოთ, ან უფრო გააღრმავოთ ცურვითა და რუჯის მიღებით.
ამ დროს კი ზღვა…
„… არ ბობოქრობს,
ზღვა აღარ დრტვინავს უწინდებურად,
ის ფიქრობს, ფიქრობს…”.
(გალაკტიონი)
