一種有文石富集功能的新型珊瑚生長基底及其制備方法和應用
【技術領域】
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[0001]本發明涉及應用在海洋珊瑚和其他鈣化生物幼體繁殖、成體移植等方面，具體涉及一種有文石富集功能的新型珊瑚生長基底及其制備方法和應用。
【背景技術】
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[0002]珊瑚礁生態系統具有護島保礁的重要生態功能，也為包括瀕危物種在內的眾多重要生物提供棲息地、保護地、繁殖與索餌場所，并可提供漁業、藥用生物等資源，可有效減輕海浪對海岸的侵蝕和破壞。然而，目前全球近90 %的珊瑚礁將消失。我國西沙群島的活珊瑚比例從2005年的56.20%下降到2008年的16.84%，總體呈衰退趨勢，形勢十分嚴峻。
[0003]目前科學家設計了各種人工珊瑚移植基底，投放到自然海域，獲得珊瑚幼蟲附著并發育成合適的幼苗。為人工增殖珊瑚提供了成功先例和技術基礎。這些技術為人工增殖珊瑚提供了成功先例和技術基礎。在國內，相關技術的研發已有一定的基礎。中科院南海所于1993年就進行了利用各種珊瑚基底進行珊瑚移植的研究，移植的珊瑚存活率較高。人工珊瑚礁基底利用了多種材料，其中，鐵架鋼制基底是一種常見材料。然而，鐵架基底在海水中容易腐蝕不易于珊瑚附著。
[0004]海水里有豐富的碳酸鈣，但在自然條件下，海水中的鈣離子和碳酸根離子不容易形成碳酸鈣結晶，因此，自然結晶是一個非常緩慢的過程。因為晶體需要先形成晶核，而鈣離子的富集是晶核的形成的前提。
【發明內容】
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[0005]本發明的第一個目的是提供一種能成為珊瑚和其他鈣化生物幼體附著和成體移植的理想基底，提尚珊蝴1丐化速率的有文石富集功能的新型珊蝴生長基底。
[0006]本發明的有文石富集功能的新型珊瑚生長基底是通過以下方法制備的，包括以下步驟:
[0007]包括海水電解裝置，所述的海水電解裝置包括電源、陽極室、陰極室、陽極和陰極，電源經導線分別與陽極和陰極相連，陽極置于陽極室內，陰極置于陰極室內，陰極用鐵架作為陰極，陽極用惰性材料作為陽極，以海水作為電解基質分別裝于陽極室和陰極室內，然后進行電解，碳酸鈣結晶就沉積在陰極的鐵架上，待陰極鐵架表面形成碳酸鈣后，就獲得了有文石富集功能的新型珊瑚生長基底。
[0008]該有文石富集功能的新型珊瑚生長基底就可以成為珊瑚幼體附著的理想基體。
[0009]所述的惰性材料優選為碳棒、DSA陽極或其他惰性金屬。
[0010]所述的鐵架優選包括兩鐵質的半圓筒，兩半圓筒之間通過不銹鋼圈固定。這樣的話，可以保證最大的導電面積。
[0011]優選，是以加有天冬氨酸的海水作為電解基質。
[0012]本發明的第二個目的是提供一種人工增殖珊瑚的方法，其特征在于，移植珊瑚使其附著在上述有文石富集功能的新型珊瑚生長基底，然后將其投入到珊瑚生長海域，珊瑚就在此有文石富集功能的新型珊瑚生長基底附著生長。
[0013]本發明還提供了另外一種人工增殖珊瑚的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0014]包括海水電解裝置，所述的海水電解裝置包括電源、陽極室、陰極室、陽極和陰極，電源經導線分別與陽極和陰極相連，陽極置于陽極室內，陰極置于陰極室內，陰極用鐵架作為陰極，陽極用惰性材料作為陽極，以海水作為電解基質裝于陽極室和陰極室內，在陰極室內的鐵架上還布置有珊瑚，然后進行電解，碳酸鈣結晶就沉積在陰極的鐵架上，陰極鐵架表面形成碳酸鈣，珊瑚附著在表面有碳酸鈣的鐵架上并生長，由此獲得附著有珊瑚的有文石富集功能的新型珊瑚生長基底，然后將其投入到珊瑚生長海域，珊瑚就在此有文石富集功能的新型珊瑚生長基底附著生長。
[0015]本發明海水電解裝置中電子轉移形成電流，過程如下:
[0016]文石富集過程反應如下:
[0017]Ca2++HC03—+OH——CaC03+H20
[0018]因此，高濃度的Ca2+，HC03—和0H—離子可以促進碳酸鈣沉淀。
[0019]本發明采用電解海水的方法，促進鈣離子的富集，使其在陰極的鐵架基底上沉積，表面形成碳酸鈣晶體(文石)，得到有文石富集功能的新型珊瑚生長基底，該有文石富集功能的新型珊瑚生長基底比較堅固，并且鐵架表面不僅不容易生銹，而且生產的碳酸鈣結晶層和珊瑚骨骼晶體結構類似，可以為海洋造礁生物提供理想的附著基底，尤其為珊瑚的幼體提供附著位點，為加速珊瑚的鈣化成礁提供了可能。可成為我國近海岸提供一種新型的穩礁/護礁裝備。
【附圖說明】
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[0020]圖1是實施例1的碳酸鈣晶體的掃描電鏡圖；
[0021]圖2是實施例1在不同的電流密度條件下形成的碳酸鈣晶體的X射線衍射儀(XRD)檢測圖；
[0022]圖3是實施例2加入天冬氨酸后形成的碳酸鈣晶體的掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
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[0023]以下實施例是對本發明的進一步說明，而不是對本發明的限制。
[0024]實施例1:
[0025]1.海水電解裝置包括電源、陽極室、陰極室、陽極和陰極，電源經導線分別與陽極和陰極相連，陽極置于陽極室內，陰極置于陰極室內。用5v電池做電源，以鐵架作為陰極，以海水作為電解基質裝于陽極室和陰極室內組成電解裝置；陽極用惰性材料如碳棒。通過調節電阻得到合適的電流密度(?0.1-20A/m2)。
[0026]2.注意碳棒與導向鏈接處要用做好防水，防止海水碰到金屬導線。
[0027]3.隨著電壓增大距離可增加;兩極距離不能太大，可以減少水電解等副反應發生；也不宜太小，太小不利于沉淀物沉積;可根據水體大小和電解時間調整兩極距離。
[0028]4.24h后可明顯看到陰極鐵架上有白色沉淀物，該沉淀物含有大量碳酸鈣結晶。
[0029]5.隨著海水水體增大，時間延長，并保持pH在7-9之間，最終陰極鐵架表面會形成碳酸鈣，成為珊瑚幼體附著的理想基體，由此得到有文石富集功能的新型珊瑚生長基底。
[0030]6.電解形成的碳酸鈣晶體利用掃描電鏡和X射線衍射儀(XRD)鑒定，結果圖1和圖2所示，碳酸鈣結晶層和珊瑚骨骼晶體結構類似。
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