[科普中國]-人造海水

人造海水 （artificial sea water），又稱人工海水，是指為了飼養(yǎng)海產動物，或保存海產動物的器官、組織使之按正常狀態(tài)用的鹽類混合溶液。

簡介由于天然海水的復雜性與不穩(wěn)定性，在實驗室進行某些物理化學測定或者生物培養(yǎng)實驗時，常采用人工配制的海水代替天然海水。人造海水不含懸浮物、有機物和生物物質，它是模擬常量組分（有時也包括營養(yǎng)鹽或特殊需要的其他物質）的濃度，用無機鹽類準確配制的。國外一些水族館常采用Backhaus人造海水配方制備人造海水飼養(yǎng)海產生物。經試驗，這種人造海水已成功飼養(yǎng)了許多魚（但對于水母、珊瑚以及真蛸等無脊椎動物飼養(yǎng)未經試驗）。目前也有些國家采用“人工快速海鹽”配制人造海水，這種人造海水保留了天然海水中的有機物質等于天然海水很相似，可以成功地用語飼養(yǎng)海洋生物1。

主要原理人造海水是接近似于海水的離子組成、滲透壓和pH而配制的，有赫布斯特（Herbst）和范特霍夫（Vant Hoff）等配方。因為海水滲透壓可隨地區(qū)而異（地中海沿岸的滲透壓比日本太平洋沿岸、美國大西洋沿岸的要高），所以人造海水也要根據地區(qū)使用不同的滲透濃度。在制備人造海水時，通常先制成與海水等滲透濃度的NaCl、KCl、CaCl2、MgSO4（MgCl2）溶液，然后再把這些溶液按適當溶量比進行混合，這時如改變混合比，假定去掉某一成分，就可用以研究海水中特定金屬離子的生理作用。

迄今為止，人類發(fā)現海水含有80 多種元素，但含量大于15mg/ L 的元素不過15 種，其中以鈉、鉀、鎂、鈣、氯、硫酸根、碳酸根等離子含量較多，同時含有多種營養(yǎng)元素如：P 、N、Si 等和微量元素如：B 、Br 、Mo 、I 等，這些元素以各種無機物和有機物的形式存在于海水中，但無論怎樣，依據Marcet 原則：盡管海水的總鹽度,或鹽度是可變的,但主要組分的比值卻幾乎保持恒定。根據這一原則，以海洋化學、化學平衡和電解質理論為指導，根據國際標準海水常量組分，精確計算海水各組分，并運用生物化學的方法添加微量元素和有機營養(yǎng)成分，配制的海水穩(wěn)定、溶解性好，溶解后液體透明，不會出現絮凝物，不出現CaSO4、CaCO3 和Mg (OH)2沉淀,保持pH值在8. 2～8. 3 之間、KH 值在7dkh～10dkh ( degree carbonate hardness) 之間的人造海水。

配制技術人造海水在配制過程中不要采用金屬容器，以后換水時可采用玻璃缸，塑料或非金屬容器。人造海水必須在使用前24—48小時調配好2。

配制人造海水的步驟在海水魚水族箱中放好水源，依據水的數量計算出所需人造海水鹽的數量， 將人造海水鹽直接溶解于水族箱中，然后啟動充氧設備和水質循環(huán)過濾設備，這樣水族箱中的水就變成了人造海水。剛配制的人造海水，水質不穩(wěn)定，水色也比較混濁，應每隔12 小時對水質進行一次測量，通過兌 水或增加海水鹽的方法，將人造海水的比重維持在1.022—1.023。一般 48小時后，水族箱中的水色澄清水質穩(wěn)定。采用水質測試劑，努力將人造海水調整到合理的范圍內。 海水觀賞魚的水族箱中，人造海水的生化過濾系統(tǒng)一般需要15天 到一個月左右，才能正式運轉。因此 海水魚的飼養(yǎng)應該在一個月后才可 進行。海水魚的放養(yǎng)數目應由少漸多，只有當水質的生化過濾系統(tǒng)完全啟動后，海水魚的放養(yǎng)數目才能穩(wěn)定下來。人造海水配制好后，可用一條線將水面位置標出，以方便日后的換水工作。

關鍵技術要求高質量、接近于純天然的人造海水的配制必須要解決以下幾個關鍵技術：

(1) 由于配制人造海水使用的原料為鈣鹽、鎂鹽、鉀鹽、鈉鹽和硫酸鹽等，這些鹽混合會發(fā)生化學反應，如鈣與硫酸根易發(fā)生反應產生硫酸鈣沉淀，從而影響海水的組分。因此，要根據這些鹽的特點，制備成穩(wěn)定的、可溶性的無機鹽，就必須嚴格把握這些原料的加工工序，防止產生CaSO4、CaCO3和Mg(OH)2沉淀,從而提高人造海水的品質和檔次。

(2) 天然海水中含有許多微量元素和營養(yǎng)元素，這些元素有很多是陸地巖石的風化產物經大氣和雨水、江河水輸送到海洋里的礦物質，這些礦物質中有些是海洋生物生長和繁殖不可缺少的。如 Fe 元素在海水中通常以Fe2+和Fe3+存在，鐵的存在使海洋生物的顏色更加鮮亮，它不僅是海水水族箱中生物退化的重要觸媒劑，而且也是單細胞蟲黃藻所需要的營養(yǎng)鹽。我們不能簡單地將含有這些微量元素的物質直接添加到海水中，這會影響海水的透明度和組分。因此，我們基于微量元素來自于巖石風化這一規(guī)律，采用從貝殼、麥飯石、火山灰等天然物質中提取這些微量元素，并且使這些元素在人造海水中以各種離子或離子對的形式存在，使人造海水更接近于天然海水。

(3) 保持人造海水的pH 值在8. 2～8. 4 的最佳值。由于pH 值在8. 2～8. 4 之間的海水，最適宜海洋生物生長，因而必須采取獨特的處理方法添加CO2、HCO3和CO2以防止沉淀物生成，維持pH 值穩(wěn)定，防止pH 值降低。從而獲得適宜海洋生物生存的最佳pH 值，同時控制KH 值在7dkh～10dkh 之間。

(4) 抑制細菌病毒的產生和生長是觀賞魚類養(yǎng)殖的重要環(huán)節(jié)，我們特別的添加了一種納米材料做水質凈化劑，以阻止人造海水中因觀賞魚類的攝取物、排泄物等有機質造成的細菌繁殖和海水富營養(yǎng)化的形成。

淡水水質要求（1）水質清新，無污染，浮游生物量極少，透明度在150公分以上。如水質偏濃，則在配制海水后由于水中浮游生物的大量死亡，水體中的氨氮和亞硝酸鹽的含量急驟上升，引起幼體的大量死亡。

（2）如采用自來水，則需加8PPM大蘇打予以除氯。

（3）如采用深井水，則需對深井水進行各類元素含量的檢測，并按檢測結果調改海水配方。

注意事項（1）配制海水時，溶解海鹽的容器不要用金屬容器(鋁鐵等都不可以用)，一方面易對容器造成腐蝕，另一方面引起反應后會改變海水的離子成份。

（2）剛配制好的海水會出現比較渾濁的情況，屬于正?，F象，水位達到后即可開啟循環(huán)系統(tǒng)，消除渾濁。

（3）海水缸的過濾系統(tǒng)要比淡水魚相對較大，增加過濾系統(tǒng)的水體可以更好的保持水質穩(wěn)定3。

海水鹽度的檢測（1）海水比重計：可用海水鹽度與比重的簡易換算式計算。

（2）折光海水鹽度計：可直接讀出鹽度，但需據室溫進行校正后讀取。

不同的水生生物的生活的海洋環(huán)境不同，因此在養(yǎng)殖時使用的人造海水的配方也不同。下面是一個養(yǎng)殖蝦的人造海水配制過程。 海水配制的主要成份：食鹽 、硫酸鎂、硼酸、氯化鈣、氯化鉀、 溴化鉀及其它微量元素。海水鹽度為12-14‰。

人造海水配方Mocledon人造海水（鹽度：33.4%）

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意義配制人造海水在科研、養(yǎng)殖、生活上有重要的意義。解決了天然海水成分復雜與不穩(wěn)定的問題，在養(yǎng)殖上有重要應用，如利用海水晶在河口或低鹽度地區(qū)進行海產品養(yǎng)殖。科研上，在制備人造海水時，通常先制成與海水等滲透濃度的NaCl、KCl、CaCl2、MgSO4（MgCl2）溶液，然后再把這些溶液按適當溶量比進行混合，這時如改變混合比，假定去掉某一成分，就可用以研究海水中特定金屬離子的生理作用。例如改變水中的鈣、鎂、鉀離子濃度,研究羅氏沼蝦蚤狀幼體的行為。結果表明鈣、鎂、鉀離子在水中存在一定的濃度,可以完善羅氏沼蝦蚤狀幼體的行為。得出結論：養(yǎng)殖業(yè)者不應忽視水中鈣、鎂、鉀離子。在生活方面，內陸城市依靠人造海水滿足海鮮養(yǎng)殖的需要，所制的人造海水成本低廉，且適合海鮮養(yǎng)殖，取得了較大的經濟效益。同時，滿足海產品的長途運輸，酒店、賓館、水族館、家庭等養(yǎng)殖海洋生物的需求。 但是，人造海水配制制劑如海水晶，曾被不法商販利用謀利，在人造海水的發(fā)展過程中，我們要盡量避免此類問題的發(fā)生。

本詞條內容貢獻者為:

屈明 - 副研究員 - 西南大學