人造海水
盐类混合溶液
人造海水(artificial sea water),又称人工海水,是指为了饲养海产动物,或保存海产动物的器官、组织使之按正常状态用的盐类混合溶液。
介绍
由于天然海水的复杂性与不稳定性,在实验室进行某些物理化学测定或者生物培养实验时,常采用人工配制的海水代替天然海水。人造海水不含悬浮物、有机物和生物物质,它是模拟常量组分(有时也包括营养盐或特殊需要的其他物质)的浓度,用无机盐类准确配制的。国外一些水族馆常采用Backhaus人造海水配方制备人造海水饲养海产生物。经试验,这种人造海水已成功饲养了许多鱼(但对于水母、珊瑚以及真蛸等无脊椎动物饲养未经试验)。目前也有些国家采用“人工快速海盐”配制人造海水,这种人造海水保留了天然海水中的有机物质等于天然海水很相似,可以成功地用于饲养海洋生物。
主要原理
人造海水是接近似于海水的离子组成、渗透压和pH而配制的,有赫布斯特(Herbst)和范特霍夫(Vant Hoff)等配方。因为海水渗透压可随地区而异(地中海沿岸的渗透压比日本太平洋沿岸、美国大西洋沿岸的要高),所以人造海水也要根据地区使用不同的渗透浓度。在制备人造海水时,通常先制成与海水等渗透浓度的NaCl、KCl、CaCl2、MgSO4(MgCl2)溶液,然后再把这些溶液按适当溶量比进行混合,这时如改变混合比,假定去掉某一成分,就可用以研究海水中特定金属离子的生理作用。
迄今为止,人类发现海水含有80多种元素,但含量大于15mg/L的元素不过15种,其中以钠、钾、镁、钙、氯、硫酸根、碳酸根等离子含量较多,同时含有多种营养元素如:P、N、Si等和微量元素如:B、Br、Mo、I等,这些元素以各种无机物和有机物的形式存在于海水中,但无论怎样,依据Marcet原则:尽管海水的总盐度,或盐度是可变的,但主要组分的比值却几乎保持恒定。根据这一原则,以海洋化学、化学平衡和电解质理论为指导,根据国际标准海水常量组分,精确计算海水各组分,并运用生物化学的方法添加微量元素和有机营养成分,配制的海水稳定、溶解性好,溶解后液体透明,不会出现絮凝物,不出现CaSO4、CaCO3和Mg(OH)2沉淀,保持pH值在8.2~8.3之间、KH值在7dkh~10dkh(degree carbonate hardness)之间的人造海水。
配制技术
人造海水在配制过程中不要采用金属容器,以后换水时可采用玻璃缸,塑料或非金属容器。人造海水必须在使用前24—48小时调配好。
配制步骤
在海水鱼水族箱中放好水源,依据水的数量计算出所需人造海水盐的数量,将人造海水盐直接溶解于水族箱中,然后启动充氧设备和水质循环过滤设备,这样水族箱中的水就变成了人造海水。刚配制的人造海水,水质不稳定,水色也比较混浊,应每隔12小时对水质进行一次测量,通过兑水或增加海水盐的方法,将人造海水的比重维持在1.022—1.023。一般48小时后,水族箱中的水色澄清水质稳定。采用水质测试剂,努力将人造海水调整到合理的范围内。海水观赏鱼的水族箱中,人造海水的生化过滤系统一般需要15天到一个月左右,才能正式运转。因此海水鱼的饲养应该在一个月后才可进行。海水鱼的放养数目应由少渐多,只有当水质的生化过滤系统完全启动后,海水鱼的放养数目才能稳定下来。人造海水配制好后,可用一条线将水面位置标出,以方便日后的换水工作。
关键技术要求
高质量、接近于纯天然的人造海水的配制必须要解决以下几个关键技术:
(1)由于配制人造海水使用的原料为钙盐、镁盐、钾盐、钠盐和硫酸盐等,这些盐混合会发生化学反应,如钙与硫酸根易发生反应产生硫酸钙沉淀,从而影响海水的组分。因此,要根据这些盐的特点,制备成稳定的、可溶性的无机盐,就必须严格把握这些原料的加工工序,防止产生CaSO4、CaCO3和Mg(OH)2沉淀,从而提高人造海水的品质和档次。
(2)天然海水中含有许多微量元素和营养元素,这些元素有很多是陆地岩石的风化产物经大气和雨水、江河水输送到海洋里的矿物质,这些矿物质中有些是海洋生物生长和繁殖不可缺少的。如Fe元素在海水中通常以Fe2+和Fe3+存在,铁的存在使海洋生物的颜色更加鲜亮,它不仅是海水水族箱中生物退化的重要触媒剂,而且也是单细胞虫黄藻所需要的营养盐。我们不能简单地将含有这些微量元素的物质直接添加到海水中,这会影响海水的透明度和组分。因此,我们基于微量元素来自于岩石风化这一规律,采用从贝壳、麦饭石、火山灰等天然物质中提取这些微量元素,并且使这些元素在人造海水中以各种离子或离子对的形式存在,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之间的海水,最适宜海洋生物生长,因而必须采取独特的处理方法添加CO2、HCO3-和CO2以防止沉淀物生成,维持pH值稳定,防止pH值降低。从而获得适宜海洋生物生存的最佳pH值,同时控制KH值在7dkh~10dkh之间。
(4)抑制细菌病毒的产生和生长是观赏鱼类养殖的重要环节,我们特别的添加了一种纳米材料做水质净化剂,以阻止人造海水中因观赏鱼类的摄取物、排泄物等有机质造成的细菌繁殖和海水富营养化的形成。
淡水水质要求
(1)水质清新,无污染,浮游生物量极少,透明度在150公分以上。如水质偏浓,则在配制海水后由于水中浮游生物的大量死亡,水体中的氨氮和亚硝酸盐的含量急骤上升,引起幼体的大量死亡。
(2)如采用自来水,则需加8ppm大苏打予以除氯。
(3)如采用深井水,则需对深井水进行各类元素含量的检测,并按检测结果调改海水配方。
注意事项
(1)配制海水时,溶解海盐的容器不要用金属容器(铝铁等都不可以用),一方面易对容器造成腐蚀,另一方面引起反应后会改变海水的离子成分。
(2)刚配制好的海水会出现比较浑浊的情况,属于正常现象,水位达到后即可开启循环系统,消除浑浊。
(3)海水缸的过滤系统要比淡水鱼相对较大,增加过滤系统的水体可以更好的保持水质稳定。
海水盐度检测
(1)海水比重计:可用海水盐度与比重的简易换算式计算。
(2)折光海水盐度计:可直接读出盐度,但需据室温进行校正后读取。
不同的水生生物的生活的海洋环境不同,因此在养殖时使用的人造海水的配方也不同。下面是一个养殖虾的人造海水配制过程。海水配制的主要成分:食盐、硫酸镁、硼酸、氯化钙、氯化钾、溴化钾及其它微量元素。海水盐度为12-14‰。
配方
Mocledon人造海水(盐度:33.4%)
意义
配制人造海水在科研、养殖、生活上有重要的意义。解决了天然海水成分复杂与不稳定的问题,在养殖上有重要应用,如利用海水晶在河口或低盐度地区进行海产品养殖。科研上,在制备人造海水时,通常先制成与海水等渗透浓度的NaCl、KCl、CaCl2、MgSO4(MgCl2)溶液,然后再把这些溶液按适当溶量比进行混合,这时如改变混合比,假定去掉某一成分,就可用以研究海水中特定金属离子的生理作用。例如改变水中的钙、镁、钾离子浓度,研究罗氏沼虾蚤状幼体的行为。结果表明钙、镁、钾离子在水中存在一定的浓度,可以完善罗氏沼虾蚤状幼体的行为。得出结论:养殖业者不应忽视水中钙、镁、钾离子。在生活方面,内陆城市依靠人造海水满足海鲜养殖的需要,所制的人造海水成本低廉,且适合海鲜养殖,取得了较大的经济效益。同时,满足海产品的长途运输,酒店、宾馆、水族馆、家庭等养殖海洋生物的需求。但是,人造海水配制制剂如海水晶,曾被不法商贩利用谋利,在人造海水的发展过程中,我们要尽量避免此类问题的发生。
参考资料
最新修订时间:2023-12-08 09:23
目录
概述
介绍
主要原理
参考资料