人工海水

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

基本介紹

• 中文名：人工海水
• 外文名：artificial sea water
• 單位：克/升蒸餾水
• 配方：氯化鈉、 硫酸鎂等
• 性質：鹽類混合溶液
• 作用：飼養海產動物等

定義

由於天然海水的複雜性與不穩定性，在實驗室進行某些物理化學測定或者生物培養實驗時，常採用人工配製的海水代替天然海水。人工海水不含懸浮物、有機物和生物物質，它是模擬常量組分（有時也包括營養鹽或特殊需要的其他物質）的濃度，用無機鹽類準確配製的。國外一些水族館常採用Backhaus人工海水配方製備人工海水飼養海產生物。經試驗，這種人工海水已成功飼養了許多魚（但對於水母、珊瑚以及真蛸等無脊椎動物飼養未經試驗）。目前也有些國家採用“人工快速海鹽”配製人工海水，這種人工海水保留了天然海水中的有機物質等於天然海水很相似，可以成功地用於飼養海洋生物。

主要原理

人工海水是接近似於海水的離子組成、滲透壓和pH而配製的，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），所以人工海水也要根據地區使用不同的滲透濃度。在製備人工海水時，通常先製成與海水等滲透濃度的NaCl、KCl、CaCl₂、MgSO₄（MgCl₂）溶液，然後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，人類發現海水含有80 多種元素，但含量大於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於海水中，但無論怎樣，依據Marcet 原則：儘管海水的總鹽度,或鹽度是可變的，但主要組分的比值卻幾乎保持恆定。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，並運用生物化學的方法添加微量元素和有機營養成分，配製的海水穩定、溶解性好，溶解後液體透明，不會出現絮凝物，不出現CaSO₄、CaCO₃和Mg(OH)₂沉澱，保持pH值在8.2～8.3 之間、KH值在7dkh～10dkh ( degree carbonate hardness) 之間的人工海水。

配製技術

人工海水在配製過程中不要採用金屬容器，以後換水時可採用玻璃缸，塑膠或非金屬容器。人工海水必須在使用前24-48小時調配好。

配製人工海水的步驟

在海水魚水族箱中放好水源，依據水的數量計算出所需人工海水鹽的數量， 將人工海水鹽直接溶解於水族箱中，然後啟動充氧設備和水質循環過濾設備，這樣水族箱中的水就變成了人工海水。剛配製的人工海水，水質不穩定，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，將人工海水的比重維持在1.022-1.023。一般 48小時後，水族箱中的水色澄清水質穩定。採用水質測試劑，努力將人工海水調整到合理的範圍內。 海水觀賞魚的水族箱中，人工海水的生化過濾系統一般需要15天到一個月左右，才能正式運轉。因此海水魚的飼養應該在一個月後才可進行。海水魚的放養數目應由少漸多，只有當水質的生化過濾系統完全啟動後，海水魚的放養數目才能穩定下來。人工海水配製好後，可用一條線將水面位置標出，以方便日後的換水工作。

關鍵技術要求

高質量、接近於純天然的人工海水的配製必須要解決以下幾個關鍵技術：

(1) 由於配製人工海水使用的原料為鈣鹽、鎂鹽、鉀鹽、鈉鹽和硫酸鹽等，這些鹽混合會發生化學反應，如鈣與硫酸根易發生反應產生硫酸鈣沉澱，從而影響海水的組分。因此，要根據這些鹽的特點，製備成穩定的、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沉澱，從而提高人工海水的品質和檔次。

(2) 天然海水中含有許多微量元素和營養元素，這些元素有很多是陸地岩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，我們基於微量元素來自於岩石風化這一規律，採用從貝殼、麥飯石、火山灰等天然物質中提取這些微量元素，並且使這些元素在人工海水中以各種離子或離子對的形式存在，使人工海水更接近於天然海水。

(3) 保持人工海水的pH 值在8.2～8.4 的最佳值。由於pH 值在8.2～8.4 之間的海水，最適宜海洋生物生長，因而必須採取獨特的處理方法添加CO₂、HCO₃和CO₂ 以防止沉澱物生成，維持pH 值穩定，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殖的重要環節，我們特別的添加了一種納米材料做水質淨化劑，以阻止人工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化的形成。

淡水水質要求

⑴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，則在配製海水後由於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。

⑵如採用自來水，則需加8 ppm大蘇打予以除氯。

⑶如採用深井水，則需對深井水進行各類元素含量的檢測，並按檢測結果調改海水配方。

注意事項

（1）配製海水時，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，另一方面引起反應後會改變海水的離子成份。

（2）剛配製好的海水會出現比較渾濁的情況，屬於正常現象，水位達到後即可開啟循環系統，消除渾濁。 （3）海水缸的過濾系統要比淡水魚相對較大，增加過濾系統的水體可以更好的保持水質穩定。

海水鹽度的檢測

⑴海水比重計：可用海水鹽度與比重的簡易換算式計算。

⑵折光海水鹽度計：可直接讀出鹽度，但需據室溫進行校正後讀取。

不同的水生生物的生活的海洋環境不同，因此在養殖時使用的人工海水的配方也不同。下面是一個養殖蝦的人工海水配製過程。 海水配製的主要成份：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‰。

人工海水配方

Mocledon人工海水（鹽度：33.4%）

名稱	分子式	單位：g/L
氯化鈉	NaCl	2.260
硫酸鎂	MgSO4	3.248
氯化鈣	CaCl2	1.153
碳酸氫鈉	NaHCO3	0.198
氯化鉀	KCl	0.721
溴化鈉	NaBr	0.058
硼酸	H3BO3	0.058
矽酸鈉	Na2SiO3	0.0024
矽酸鈉	Na2Si4O9	0.0015
磷酸	H3PO4	0.002
六氯化二鋁	Al2Cl6	0.013
氨	NH3	0.002
硝酸鋰	LiNO3	0.0013

意義

配製人工海水在科研、養殖、生活上有重要的意義。解決了天然海水成分複雜與不穩定的問題，在養殖上有重要套用，如利用海水晶在河口或低鹽度地區進行海產品養殖。科研上，在製備人工海水時，通常先製成與海水等滲透濃度的NaCl、KCl、CaCl₂、MgSO₄（MgCl₂）溶液，然後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：養殖業者不應忽視水中鈣、鎂、鉀離子。在生活方面，內陸城市依靠人工海水滿足海鮮養殖的需要，所制的人工海水成本低廉，且適合海鮮養殖，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、家庭等養殖海洋生物的需求。 但是，人工海水配製製劑如海水晶，曾被不法商販利用謀利，在人工海水的發展過程中，我們要儘量避免此類問題的發生。