مياه بحر اصطناعية

الماء البحري الاصطناعي ( يُختصر إلى ASW ) هو مزيج من الأملاح المعدنية المذابة (وأحيانًا الفيتامينات ) يُحاكي الماء البحري . يُستخدم الماء البحري الاصطناعي بشكل أساسي في علم الأحياء البحرية وفي أحواض الأسماك البحرية والشعاب المرجانية ، ويُتيح تحضير بيئات مناسبة للكائنات البحرية بسهولة (بما في ذلك الطحالب والبكتيريا والنباتات والحيوانات ). من الناحية العلمية ، يتميز الماء البحري الاصطناعي بإمكانية تكرار نتائجه مقارنةً بالماء البحري الطبيعي نظرًا لكونه تركيبة موحدة. يُعرف الماء البحري الاصطناعي أيضًا باسم الماء البحري التركيبي ومياه المحيط البديلة.

يُستخدم الماء الاصطناعي، وإن كان استخدامه محدودًا، في تطبيقات المختبرات ومكافحة الحرائق. وفي السياقات الصناعية وعلوم المواد، يُشير إلى محلول إلكتروليتي مُحدد كيميائيًا يُستخدم لمحاكاة التركيب الأيوني والتوصيل الكهربائي لمياه المحيطات الطبيعية لأغراض اختبار التآكل، والبحوث الكهروكيميائية، ومعايرة أجهزة الاستشعار. ^{[ 1 ]}

تُحدد الصيغة الأكثر شيوعًا، ASTM D1141، تركيزات الصوديوم والكلوريد والكبريتات والمغنيسيوم والكالسيوم والبوتاسيوم والبروميد والسترونتيوم، والتي تُقارب التركيب المتوسط ​​لمياه البحر بملوحة تبلغ حوالي 35 غ/كغ. وقد تم تبسيط هذا المزيج عمدًا، واستُبعدت منه المواد العضوية والمغذيات البيولوجية، لضمان إمكانية تكرار البيئة الكيميائية من دفعة إلى أخرى. ويُستخدم هذا المزيج بشكل شائع في الطرق المختبرية، مثل ASTM G31 (اختبار التآكل بالغمر)، و ASTM G44 (الغمر المتناوب)، و ASTM G78 (تآكل الشقوق)، والمعيار الدولي ISO 11130 لتآكل المعادن والسبائك في ظل ظروف مُحكمة. ^{[ 2 ]}

على النقيض من ذلك، صُممت تركيبات مياه البحر الاصطناعية المستخدمة في أحواض السمك وتربية الأحياء المائية - والتي تُباع تحت أسماء تجارية مثل "إنستانت أوشن" و "ريف كريستالز" - لدعم الكائنات البحرية بدلاً من محاكاة عمليات التآكل. ^{[ 3 ]} تحتوي هذه المنتجات على عناصر غذائية نادرة مثل الحديد واليود والموليبدينوم والزنك؛ ومواد منظمة من الكربونات والبيكربونات لتثبيت درجة الحموضة عند حوالي 8.2؛ وأحيانًا فيتامينات أو عوامل مخلبية لدعم الأنظمة البيولوجية. ولأن هذه المكونات قد تُسبب أغشية عضوية أو عوامل معقدة أو تغيرات في تفاعلات الأكسدة والاختزال، فإن تركيبات أحواض السمك غير مناسبة لاختبارات التآكل أو الاختبارات الكهروكيميائية المعيارية.

يُحضّر ماء البحر الاصطناعي المستخدم في دراسات التآكل عادةً باستخدام أملاح نقية ^{[ 4 ]} وماء منزوع الأيونات أو مقطر، ويُخلط قبل الاستخدام مباشرةً، ويُستبدل دوريًا لمنع تغير درجة الحموضة أو الترسيب أو التلوث. ويمكن تهوية محاليل الاختبار أو إزالة الهواء منها أو الحفاظ عليها عند درجات حرارة ثابتة حسب الإجراء المتبع. وينصب التركيز على قابلية التكرار الكيميائي والتمثيل الكهروكيميائي، بدلاً من الواقعية البيولوجية.

تُقدّم الجداول أدناه مثالاً على تحضير مياه بحر اصطناعية (بملوحة 35.00 بالألف ) ابتكره كيستر، وديدال، وكونورز، وبيتكوويتش (1967). ^{[ 5 ]} تتكون الوصفة من قائمتين من الأملاح المعدنية، الأولى للأملاح اللامائية التي يمكن وزنها، والثانية للأملاح المائية التي تُضاف إلى مياه البحر الاصطناعية كمحلول. 

في حين أن جميع المركبات المدرجة في الوصفة أعلاه هي أملاح معدنية غير عضوية ، فإن بعض وصفات مياه البحر الاصطناعية، مثل وصفة جولدمان وماكارثي (1978)، ^{[ 6 ]} تضيف أيضًا محاليل ضئيلة من الفيتامينات والمركبات العضوية التي تحتاجها الكائنات البحرية .

يمكن الاطلاع على المعيار الدولي لتحضير مياه البحر الاصطناعية لدى منظمة ASTM الدولية . ^{[ 7 ]} رمز المعيار الحالي هو ASTM D1141-98 ^{[ 8 ]} (وكان المعيار الأصلي ASTM D1141-52)، وهو يصف الممارسة القياسية لتحضير بديل لمياه المحيط . يتوفر معيار ASTM D1141-98 على شكل مياه بحر اصطناعية جاهزة، أو كمزيج "ملح البحر" الذي يمكن للعلماء والهواة تحضيره. عادةً ما تأتي مياه البحر الاصطناعية الجاهزة في عبوات سعة 1 جالون و5 جالونات، بينما يأتي مزيج "ملح البحر" في  دلاء سعة 20 رطلاً (تكفي لتحضير حوالي 57  جالونًا)  ودلاء سعة 50 رطلاً (تكفي لتحضير حوالي 143  جالونًا).

• زراعة الطحالب
• حوض السمك
• ASTM D1141
• اختبار التآكل
• الطلاءات البحرية
• الكيمياء الكهربائية

• وسائط مياه البحر الاصطناعية ، غولدمان وماكارثي (1978)
• وسط مياه البحر الاصطناعي المعدل (MASM) ، مجموعة مزارع الطحالب والبروتوزوا
• مياه البحر الاصطناعية لأحواض السمك والمختبرات ، منشورات كاليبسو (1979)