海洋人工礁体中促进固碳增汇的碱度缓释材料及制备方法

本发明涉及海洋生态环境，具体涉及一种海洋人工礁体中促进固碳增汇的碱度缓释材料及制备方法。

背景技术：

1、珊瑚礁生态系统是海洋生态系统的重要组成部分，也是物种多样性最高的生态系统之一。然而，近几十年来，由于人类活动导致的大量温室气体排放，海洋吸收了大量的co2，导致海水ph下降和碳酸盐体系平衡被重新构建。这导致世界各地大量造礁石珊瑚生长钙化速率减缓，甚至出现珊瑚礁大面积严重退化的现象。提供一种用于珊瑚礁生态系统修复的人工礁体碱度缓释材料迫在眉睫。

技术实现思路

1、本发明提供一种海洋人工礁体中促进固碳增汇的碱度缓释材料，以调节海水的碱度和ph，增加水体co2吸收能力，同时促进珊瑚的生长钙化，促进海洋生态或珊瑚礁生态固碳增汇。

2、本发明的第一个目的是提供一种海洋人工礁体中促进固碳增汇的碱度缓释材料，其包括氢氧化镁、碳酸钠、戊二醛、水泥、三轻甲基氨基甲烷缓冲液与水。

3、优选地，氢氧化镁、碳酸钠、戊二醛与水泥的重量比为氢氧化镁:碳酸钠:戊二醛:水泥＝1:1:1:2。

4、优选地，所述氢氧化镁、碳酸钠、戊二醛、水泥、三轻甲基氨基甲烷缓冲液与水的重量比为1:1:1:2:1:5。

5、优选地，所述水泥为硅酸盐类水泥。

6、使用水泥作为载体材料，固定氢氧化镁、碳酸钠颗粒。水泥本身也属于碱性材料，在海水中也可以起到部分调节作用。硅酸盐类水泥是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏磨细而成。水泥具有价格低廉、易获取等优点，用以制作缓释材料较为理想。

7、本发明的第二个目的是提供一种上述的碱度缓释材料的方法，其包括如下步骤：将碳酸钠、氢氧化镁和戊二醛与水泥混合后加水、三轻甲基氨基甲烷缓冲液搅拌，搅拌充分后在模具中定型凝固。

8、优选地，碳酸钠、氢氧化镁、戊二醛、水泥、三轻甲基氨基甲烷缓冲液、水的重量比为1:1:1:2:1:5。

9、本发明的第三个目的是提供上述的碱度缓释材料在调节水体碱度和ph中的应用。

10、优选地，所述调节水体碱度和ph为减少水体的co2含量和抑制水体酸化。

11、优选地，所述水体为海水。

12、氢氧化镁、碳酸钠与水泥混合制作复合碱性材料。根据实际环境中不同的需要，可以调节水泥与氢氧化镁、碳酸钠的混合比例，来调整缓释效果，从而达到目标效果。经过材料制备将氢氧化镁、碳酸钠、戊二醛与水泥按重量1:1:1:2混合，加水混合搅拌后制作新型缓释材料。经实验测量，在30l水体中，使用200g复合材料，复合材料的功效约为3.5μmol/gt(t为24h)，且持续作用为四周以上，持续时间较长。根据实际需要可以调节氢氧化镁、碳酸钠分别与水泥的配比来达到预期目标。

13、本发明的第四个目的是提供上述碱度缓释材料可以用作制作人工礁体的材料，为珊瑚移植及底栖生物提供平台。

14、本发明的有益效果是：

15、1、通过调节水泥比例可以改变其凝固后的特性，来适应不同情况野外环境的需要。

16、2、可以调整氢氧化镁、碳酸钠与水泥的比例，以控制碱度的缓释速率和维持时间。使用碳酸钠、氢氧化镁作为缓释剂，来起到调节碱度的作用。含氢氧化镁、碳酸钠的碱度缓释材料在野外环境中，与环境中的游离的酸根离子反应，逐渐释放出碱性物质，增加水体co2吸收能力，生成可溶性的盐，可以持续缓慢的调节周边环境的碱度，维持周边环境中酸碱的稳态。

17、3、氢氧化镁、碳酸钠与水泥，可生物降解性好，对环境影响较小。碱度缓释材料作用时间较长，功效可随配比调节，材料易得，操作简便。碱度缓释材料作用完成后，可以为底栖生物提供附着平台。通过应用该缓释材料，可以使海水保持一定范围的碱度，减少co2和海水酸化，有助于珊瑚礁群落的恢复，并促进海水固碳增汇。

技术特征：

1.一种海洋人工礁体中促进固碳增汇的碱度缓释材料，其特征在于，包括氢氧化镁、碳酸钠、戊二醛、水泥、三轻甲基氨基甲烷缓冲液与水。

2.根据权利要求1所述的碱度缓释材料，其特征在于，氢氧化镁、碳酸钠、戊二醛与水泥的重量比为氢氧化镁:碳酸钠:戊二醛:水泥＝1:1:1:2。

3.根据权利要求1所述的碱度缓释材料，其特征在于，所述氢氧化镁、碳酸钠、戊二醛、水泥、三轻甲基氨基甲烷缓冲液与水的重量比为1:1:1:2:1:5。

4.根据权利要求1-3任一所述的碱度缓释材料，其特征在于，所述水泥为硅酸盐类水泥。

5.一种制备权利要求1所述的碱度缓释材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：将碳酸钠、氢氧化镁和戊二醛与水泥混合后加水、三轻甲基氨基甲烷缓冲液搅拌，搅拌充分后在模具中定型凝固。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，碳酸钠、氢氧化镁、戊二醛、水泥、三轻甲基氨基甲烷缓冲液、水的重量比为1:1:1:2:1:5。

7.权利要求1-3任一所述的碱度缓释材料在调节水体碱度和ph中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述调节水体碱度和ph为减少水体的co2含量和抑制水体酸化。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述水体为海水。

10.权利要求1-3任一所述的碱度缓释材料在促进珊瑚的生长钙化或为底栖生物提供附着平台中的应用。

技术总结本发明公开了一种海洋人工礁体中促进固碳增汇的碱度缓释材料及制备方法。碱度缓释材料包括氢氧化镁、碳酸钠、戊二醛、水泥、三轻甲基氨基甲烷缓冲液与水。将碳酸钠、氢氧化镁和戊二醛与水泥混合后加水、三轻甲基氨基甲烷缓冲液搅拌，搅拌充分后在模具中定型凝固，得到碱度缓释材料。缓释材料的氢氧化镁、碳酸钠与水体中游离的酸根离子反应，生成可被吸收的可溶性盐及抑制藻类生长的盐。该缓释材料增加水体CO<subgt;2</subgt;吸收能力，对环境无不良影响，还可用于制作人工礁体，使人工礁体除移植固定的功能外，同时调节海水碱度，促进珊瑚生长。通过应用该缓释材料，使海水保持一定范围的碱度，减少CO<subgt;2</subgt;和海水酸化，有助于珊瑚礁群落恢复，并促进海水固碳增汇。技术研发人员：宋严,袁翔城,朱晴,张浴阳,袁涛,黄晖,周伟华受保护的技术使用者：中国科学院南海海洋研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/16