[科普中国]-人造海水

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。

简介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，可以成功地用语饲养海洋生物1。

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2。

配制人造海水的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份。

（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3。

海水盐度的检测（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。 海水配制的主要成份：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‰。

人造海水配方Mocledon人造海水（盐度：33.4%）

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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。

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学