海洋污损防治技术研究进展
海洋污损生物防治研究进展
96为壯科■技2019年第7期海详•污损生炀厉治研究逬展◊海南热带海洋学院理学院王芸王彩霞李舒静李明珍符泽蕊近年来,海洋污损生物对海洋生态的影响越来越严重,因此有必要研究防治海洋污损生物的方法以降低对海洋环境的危害。
在各位学者研究及发现的基础上,本文简要介绍海洋污损生物的危害,细述几种防治海洋污损生物的主要方法和相关技术,简述防污方法的原理,并根据当前研究现状对后继研究防治海洋污损生物展开展望。
1前言海洋污损生物又称为海洋附着生物,是指栖息、附着及生长在船底和各种人工设施上的藤壶、贻贝等,是一类对人类经济活动产生非常不利影响的动物、植物、微生物的总称葺它会增大船舰航行时的阻力,导致船舰航速下降,增加燃料的消耗,对船舶等许多海洋结构物产生影响,阻碍人类对海洋的开发。
自从人们开始从事海洋活动,海水腐蚀问题和海洋污损生物的问题就越来越严重,对人们开发与利用海洋资源有一定的限制;而近年来随着海上产业,如海底石油、海洋发电等的迅速成长,海洋污损生物对海洋结构物的危害更是愈加严峻,在一定程度上约束了人们在海洋上的活动范围,对人类的经济造成巨大损失,所以海洋污损生物现象应该引起人们的重视。
附着的污损生物不仅是会破坏物体结构表层,使其产生局部腐蚀;而且还会堵塞给排水管道,严重影响海洋设施的安全性和使用寿命%2海洋污损生物防除方法2.1涂层法涂料涂层保护法是最常用的防污方法之一,是利用防污涂料喷涂在船体或其他载体表面,对其表面轮廓形成一层保护,达到有效防止污损生物附着在船船等其他载体表面的目的%(1)含接枝防污涂料。
江学志z等通过丙烯酰胺与草甘麟的合成,得到丙烯酰草甘麟,并将丙烯酰草甘麟与丙烯酸酯类单体共聚,合成侧链含草甘麟的丙烯酸树脂,制成防污涂料样品,通过测试表明丙烯酰草甘麟径乙酯能成功接枝到丙烯酸树脂的侧链。
这一系列的实验证明,丙烯酰草甘麟可以接枝到丙烯酸树脂侧链,草甘麟以及丙烯酰草甘麟两者都对藤壶幼体有抑制毒性的作用;实验的附着抑制率达到了41%,对新月菱形藻附着也表现出明显的抑制性;附着抑制率最高可达到46.9%,说明两者都对海洋污损生物附着具有良好的抑制作用,涂料防污性能良好,发展前景好。
海洋生物污损的防治方法及研究进展
—3—海洋生物污损的防治方法及研究进展 黄运涛 彭乔 (大连理工大学 大连116012)摘 要: 本文论述了海洋污损生物的危害,对防治海洋生物污损的方法进行分类,介绍了各种防污方法的原理和最新研究进展。
关键词: 海洋污损生物 防污,生物污损The Prevention Method and Research Development of Marine FoulingHuang Yuntao Peng Qiao(Dalian University of Technology,Dalian 116012) Abstract: In this paper we discuss the harm caused by marine fouling organisms and classify the methods of antifouling.Wealso introduce the principles and the development of these methods.Keywords: marine fouling organisms;antifouling;biofouling1 前言自从人类从事海洋活动以来,海水的腐蚀问题和海洋生物的污损问题就成为限制人们对海洋资源开发利用的两个主要问题。
尤其是近年来,随着航运、海防、水产养殖以及海滨电厂等的发展,海洋生物的污损所带来的危害越来越严重,因此海洋生物的污损问题也越来越受到人们的重视。
2 海洋生物污损及其危害海洋污损生物,是指附着在海洋人工设施上、并对人类的经济活动带来巨大损失的海洋生物,包括海洋微生物、海洋植物和海洋动物。
海洋污损生物所造成的危害称为海洋生物污损。
对海洋生物污损的防除称为防污[1,2]。
中国沿海已记录614种海洋污损生物,主要的类群是藻类、水螅、外肛动物、龙介虫,藤壶和海鞘等[2,11]。
污损生物的种类和污损的影响程度随海域、海水深度、温度和使用海水的设施的不同而不同。
海洋污损生物黏附机制与酶防污技术研究进展
海洋污损生物黏附机制与酶防污技术研究进展海洋污染已成为世界性的环境问题,其中生物黏附导致的污损现象是海洋污染的一大问题。
生物黏附是指生物体表面发生的吸附现象,在海洋环境中,一些生物黏附在海洋设施或船舶表面上,导致表面附着生物生长,从而严重影响海洋设施和船舶的运营效率,甚至会引起生物防护和环境卫生问题。
为解决海洋设施和船舶表面的生物黏附污损现象,研究人员发展了多种酶防污技术,目前已取得了一定的研究进展。
生物黏附的机制主要包括物理化学吸附、表面能的改变以及生物黏附蛋白质在表面上的覆盖等过程。
在这些过程中,生物黏附蛋白质起着关键的作用。
目前研究人员对生物黏附蛋白质进行了系统研究,从而得到了新的酶防污技术。
一种有效的酶防污技术是使用酶降解黏附蛋白质,从而防止生物的黏附。
这种技术不仅能够保持海洋设施和船舶表面的清洁,还能够减轻环境负担,提高海洋生态环境的健康。
目前,研究人员已经针对几种常见的生物黏附蛋白质进行了酶降解研究,取得了一定的研究进展。
例如考虑到大部分生物黏附是由于海藻黏附蛋白质引起的,研究人员利用发酵产生了一种名为“navilysin”的专门针对海藻黏附蛋白质的酶。
实验表明,在使用这种酶处理表面前,可以彻底清除表面的海藻黏附蛋白质,从而有效地预防了生物的污附。
此外,还有许多研究表明,利用酶防污技术能够在不影响人工介入的情况下,有效的减轻海洋污染。
总的来说,海洋污损生物黏附机制与酶防污技术是近年来海洋环境领域的热点研究。
相关研究成果的取得,为我们更好地探究生物黏附的机制、开发新的酶防污技术,提高我们的生态环境水平做出了积极的贡献。
我们期待更多的技术进步,以便更好的保护我们的海洋环境。
海洋污染是全球关注的环境问题之一,其严重影响着生物多样性和海洋系统健康。
以下是一些相关数据及其分析。
1. 污染物排放量根据世界卫生组织的数据,每年有超过80%的海洋污染来自陆地的污染物排放。
主要污染物种类包括有机物、重金属、氮、磷等。
海水养殖网箱防污损生物技术的研究进展
海水养殖网箱防污损生物技术的研究进展
吴业炜;石建高;张文阳;吕昌麟;赵亮;曹贻儒
【期刊名称】《渔业研究》
【年(卷),期】2024(46)3
【摘要】海水养殖网箱上的污损生物过多时,会影响网箱内外水体的交换、缩短网衣的使用寿命,甚至危害养殖生物的健康。
如何解决网箱污损生物的附着成为了海水养殖网箱使用的一个难题。
本文简述了国内外海水养殖网箱防污损生物技术的现状,重点介绍了机械清除法、涂料防污法、金属合金网衣防污法等海水养殖网箱防污损生物技术的研究进展,同时指出了当前海水养殖网箱防污损生物技术所面临的问题并给予了建议,旨在为海水养殖网箱的防污损生物技术以及海水养殖业的可持续性健康发展提供参考。
【总页数】8页(P228-235)
【作者】吴业炜;石建高;张文阳;吕昌麟;赵亮;曹贻儒
【作者单位】上海海洋大学海洋生物资源与管理学院;中国水产科学研究院东海水产研究所;山东南山智尚科技股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】S971
【相关文献】
1.福建省主要养殖区海水网箱养殖鱼类刺激隐核虫病的调查及防控对策
2.海水贝类养殖中污损生物的防除研究进展
3.美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水
鱼类养殖网箱工程技术手册(五十三)4.海水养殖网具污损生物的防除技术5.台风等自然灾害对海水网箱养殖的危害及应对——以烟台市网箱养殖为例
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
海洋污染防治技术的现状与前景研究
海洋污染防治技术的现状与前景研究海洋,占据着地球表面约 70%的面积,是生命的摇篮,也是人类赖以生存和发展的重要资源。
然而,随着人类活动的不断加剧,海洋污染问题日益严重,给海洋生态系统和人类社会带来了巨大的威胁。
为了保护海洋环境,海洋污染防治技术应运而生,并在不断发展和完善。
一、海洋污染的现状目前,海洋污染主要包括石油污染、重金属污染、塑料污染、富营养化、放射性污染等多种类型。
石油泄漏是海洋石油污染的主要来源之一,如海上石油开采、运输过程中的事故等,都会导致大量石油进入海洋。
重金属污染主要来自工业废水排放、矿山开采等活动,这些重金属在海洋中难以降解,会通过食物链在生物体内积累,对海洋生物和人类健康造成危害。
塑料污染则是近年来备受关注的问题,大量的塑料垃圾进入海洋后,不仅会影响海洋景观,还会被海洋生物误食,导致其死亡。
此外,农业化肥和污水的排放导致近岸海域富营养化,引发赤潮等生态灾害。
放射性污染虽然相对较少,但核事故等突发事件也会对海洋造成严重的放射性污染。
二、海洋污染防治技术的现状1、物理防治技术物理防治技术主要包括围油栏、吸油材料、撇油器等。
围油栏用于阻止油污的扩散,吸油材料和撇油器则用于回收油污。
此外,还有一些物理方法如机械清污、疏浚等,用于清除海洋中的固体废弃物和沉积物中的污染物。
2、化学防治技术化学防治技术主要是通过使用化学药剂来分解或转化污染物。
例如,使用分散剂来分散油污,使其更容易被微生物降解。
但化学防治技术可能会带来二次污染,因此使用时需要谨慎。
3、生物防治技术生物防治技术利用微生物、植物等生物的代谢作用来降解污染物。
例如,某些微生物可以分解石油中的烃类物质,一些海洋植物可以吸收重金属等污染物。
生物修复技术具有成本低、环境友好等优点,但修复过程相对较慢。
4、监测技术监测技术是海洋污染防治的重要手段,包括卫星遥感、浮标监测、无人机监测等。
这些技术可以实时、大面积地获取海洋环境信息,为污染防治提供数据支持。
海洋工程设施生物腐蚀、污损和防护技术研究进展
海洋工程设施生物腐蚀、污损和防护技术研究进展摘要海洋工程设施,包括各种滨海和海上钢结构和钢筋混凝土设施,诸如海洋跨海大桥、港口码头、滨海电厂、海底管线、海上平台、海上船舶等固定和移动设施设备,是事关国计民生和国防安全和建设的重要基础性设施。
这些工程设施不仅量大面广,而且投资巨大,保护这些设施的长期安全运行具有重大的经济意义和社会意义。
关键词海洋工程设施;耐久性;生物腐蚀与污损;研究进展1 海水环境生物腐蚀污损概述工程设施浸入海水以后,会同时发生海水腐蚀和生物污损两个自然过程,并且这两个过程会相互作用共同影响海洋工程设施,是一个极其严重的经济与环境问题。
海水腐蚀和生物污损是影响海洋工程设施性能下降的关键因素,海水腐蚀和生物污损机理及其相关控制技术是国际上尚未充分认识和解决的重大技术问题。
海洋污损生物是海洋环境中栖息或附着在船舶和各种水下人工设施上对人类经济活动产生不利影响,给投资者带来负效益的动物、植物和微生物的总称。
这些生物在水下人工设施表面附着、聚集,给人类经济活动带来的危害称为生物污损,是人类开始从事海洋开发就遇到的生物危害。
世界各国每年花费大量费用用以防除海洋生物污损,严重的海洋生物污损造成海洋平台载荷增加、管线堵塞、船舶设施航速下降等问题,不仅降低了设备的使用性能,还会显著降低设施和材料的安全有效运行。
另一方面,由于硫酸盐还原菌、铁细菌等多种海洋细菌等生物的附着,会加速海上金属结构电化学腐蚀,破坏金属表面保护层,引发局部腐蚀。
污损生物在表面附着,使金属的腐蚀加剧。
海洋生物腐蚀污损有它自身的特点:第一是海洋工程,尤其是水下部分都会遇到的问题;第二是海洋生物腐蚀污损是伴随海洋腐蚀过程而发生的现象,不会独立存在;第三是海洋生物的多样性决定了海洋生物腐蚀污损过程的复杂性。
因此,文中主要针对典型的海洋工程,如桥梁码头、海洋平台、船舶、清洁能源、海底管道以及海洋养殖等,进行生物腐蚀污损及防护技术的现状调研,并提出建议。
海洋环境污染防治技术的研究与应用
海洋环境污染防治技术的研究与应用随着经济和工业的不断发展,对海洋环境的污染也越来越严重。
面对越来越严峻的环境问题,我们需要探索并应用更好的技术来保护和治理海洋环境的污染。
一、海洋环境污染的严重影响海洋环境污染对生态、经济和社会都会产生严重的影响。
首先,污染物会直接影响到海洋生物的生存繁衍,进而影响海洋生态系统的稳定性和健康。
其次,经济行为的影响也可能导致对渔业、海洋旅游等海洋资源的破坏,损害地方经济的可持续发展。
同时,污染还会引发公共卫生和社会安全问题,如食品安全、环境健康以及海洋灾害等。
二、海洋环境污染防治技术的研究方向为了有效防治海洋环境污染,我们需要探索并应用更好的技术。
目前,研究方向主要包括以下几个方面。
1、水质监测技术对于海洋环境保护和治理,水质监测是必不可少的。
水质监测技术可以通过对海洋污染物质的监测和考察,发现并实行海洋污染控制措施。
现代水质监测技术的发展使得我们能够更加准确地检测和分析各种污染物,以及它们在局部和全局的分布。
常用的水质监测技术包括气相色谱法、液相色谱法、原子荧光分析法等。
2、海洋垃圾管理技术海洋垃圾管理技术致力于减少和避免海洋垃圾进入海洋生态系统中,从而减轻对环境的污染。
海洋垃圾管理技术可以提供从垃圾的回收利用, 到处理方法的优化、垃圾分类收集及海洋垃圾清理等一条龙服务。
目前,深水监控、漂浮垃圾清除和海洋垃圾收集船等都是应用广泛的技术。
3、海洋生命资源保护技术保护海洋生命资源是防治海洋环境污染的重要手段。
海洋生命资源保护技术可以从微观到宏观进行治理,如保护濒危物种、重要渔业资源养护以及海洋生态系统的修复等。
目前,生态修复和生命保护是防治海洋环境污染的一项重要技术。
三、海洋环境污染防治技术的应用技术研究与实际应用相结合,才能更好地解决海洋环境污染的问题。
具体地,应用技术防治污染可以从以下几个方面着手。
1、加大环保技术投入政府和企业需要加大对环保技术的投入,鼓励和支持技术创新和研发,推广新技术应用并帮助企业推动技术升级。
新型环保海洋防污材料研究进展
新型环保海洋防污材料研究进展一、本文概述随着全球工业化进程的不断推进,海洋污染问题日益严重,对海洋生态环境和人类社会经济发展造成了巨大威胁。
因此,研究和开发新型环保海洋防污材料已成为当前环境保护领域的热点和难点问题。
本文旨在全面概述新型环保海洋防污材料的研究进展,分析当前研究的主要方向、存在的问题以及未来的发展趋势,以期为推动海洋防污材料的研究与应用提供有益参考。
本文首先介绍了海洋污染的现状及成因,阐述了海洋防污材料在环境保护中的重要作用。
随后,综述了近年来国内外在新型环保海洋防污材料研究方面所取得的进展,包括天然高分子材料、生物活性材料、纳米材料等的研究与应用。
在此基础上,文章对各类材料的性能特点、优缺点进行了对比分析,指出了当前研究中存在的问题和挑战。
文章展望了新型环保海洋防污材料的发展趋势,提出了未来研究的方向和建议。
通过本文的阐述,读者可以深入了解新型环保海洋防污材料的研究现状和发展趋势,为相关领域的科研人员和工程技术人员提供有益的参考和启示。
本文也有助于提高公众对海洋污染问题的认识和关注度,促进全社会共同参与海洋环境保护工作。
二、海洋污染与防污材料的基础知识海洋污染,指的是人类活动直接或间接将有害物质或能量引入海洋环境,造成或可能造成损害生物资源、危害人类健康、妨碍包括捕鱼和海洋其他合法活动在内的各种海洋活动、损害海水使用质量和减损环境质量等有害影响的现象。
这些污染物包括油类、重金属、农药、放射性物质、固体废弃物、废水、废气、生活污水等。
随着人类社会的发展,海洋污染日益严重,对海洋生物和生态系统造成了巨大的破坏。
因此,开发有效的海洋防污材料成为了当前研究的热点。
海洋防污材料是一类能够抑制或防止海洋生物污损附着的材料。
它们通常应用于船舶、海洋工程设施、海水养殖设施等海洋设备的表面,以防止海洋生物(如贝类、海藻等)的附着和生长。
防污材料的主要功能是通过改变材料表面的物理化学性质,抑制海洋生物的生长和繁殖,从而减少海洋污染和设备的维护成本。
海洋生物防污损活性的研究进展
们首次从大叶藻中分离到 p肉桂酸硫酸酯,…利 能有效地抑制海洋细菌和纹藤壶附着 ,且安全无毒的活性物质. 一 此
收 稿 日期 :2 0 .4 1 0 70 .0
文献标 识码 :A
文章编号 :l 7-0 02 0 )30 7 - 6 32 3 (0 70 -0 00 4
作者简介 :安军 (9 8 ) 17一 ,男,河北 张家 口人 ,邯郸学 院生物科学讲师 ,硕士.
1 引言
人 类从事海洋活动 以来,海水 的腐蚀 和海洋生物污损 问题就成为制 约人们对海洋 资源 开发利用 的两大 瓶颈. 尤
海洋生物污损的危害可以归纳为三大类:加速金属的腐蚀,危害设施的正常使用,影响水产养殖业的产量和质量.
3海洋生物防污损活性
对于海洋 污染的防污处理主要采用 防污 剂, 防污剂根据其 作用机理大体 分为两 类 , 有毒防污剂和 无毒防污剂.0 2 世纪 7 0年代研制 的有机 锡、氧化亚铜及合成 的杀虫剂等都属于有毒 防污 剂 ,是通过杀死 附着生物达 到防污 目的的 , 由于传统 防污 剂严 重破坏了海洋生态平衡 ,造成其 不可恢复 的损伤 , 因而 于 2 0世纪 8 0年代末相继被禁用 或限用. 海 洋生物 防污剂 是指 从一些海洋生物如 红藻 、珊瑚 、海绵等生物体 中提取 的具有海洋生物 防污活 性的物 质 ,这些生物 一
海洋防污材料研究应用与发展趋势
引言在海洋严酷环境下,氯盐侵蚀、冲击侵蚀、污损生物侵蚀时刻困扰着人们,如何有效解决这些问题成为一项重要的议题海洋生物污损是指附着于海工结构上的海洋生物对构件造成不利影响⑵。
造成海洋污损的生物包括动物、植物以及微生物,其中起主要作用的有藤壶、贻贝、牡蛎、海藻和其他海洋细菌等,其对环境的危害主要包括:增加了船舶的航行阻力,增大了船舶在海上航行的经济负担;同时,污损的生物会随着轮船移动导致生物入侵的发生;随水流进入用水管道进而附着堵塞用水管道;产生的生物酸,加速了对金属的腐蚀,降低了金属的使用寿命周期⑶。
因此,防治生物污损是各国共同关注的海洋环境问题。
1、污损的形成及影响因素生物污损是一种更杂的自发性的生物灾害,生活在海洋环境中的生物会在结构表面附着演变,最终形成能够适应海洋环境的生物污损群落⑷。
其形成过程大致分为以下4个阶段卬】:(1)形成基膜。
结构材料在浸入海水几秒或者几分钟内通过静电相互作用、物理吸附等吸附海水中的有机分子(蛋白、多糖、糖蛋白)形成基膜。
(2)形成生物膜。
在数小时内,海洋中的细菌和单细胞藻类通过与结构表面的微弱的相互作用在结构表面形成多物种初期生物膜。
(3)几天之内,生物膜中的生物不断生长繁殖,并在此过程中进一步吸引微生物、藻类抱子甚至原生动物幼虫,形成微型生物污损群落。
(4)形成大型污损生物群落。
污损生物中优势种类快速生长,经过优胜劣汰后,群落的结构趋于稳定。
2、防污材料的类别及作用机理为了防止生物污损的危害,早在木船时期,就采用涂刷沥青、焦油、珅化合物或者包覆铜板等方法作为防污的手段。
铁船出现后,由于铜板会加速船体的腐蚀,以往的防污技术已经不再适用,直至有机锡自抛光防污材料作为一种新兴的防污技术开始出现在大众的视野中,由于其具有优良的防污性能,被广泛大量使用⑺。
但随着自抛光防污材料使用量的增加,人们逐渐发现有机锡的使用会造成生物富集,且有机锡极难分解,会随着生物链进行转移,对人体健康以及生态环境造成极大的危害。
海洋污染防治技术研究
海洋污染防治技术研究海洋污染是现代社会面临的严重问题之一,这不仅会直接影响到海洋生态系统的稳定,还会威胁到人类健康和经济发展。
因此,海洋污染防治技术的研究变得尤为重要。
本文将探讨当前海洋污染防治技术的现状和未来发展趋势。
第一部分:当前海洋污染防治技术的现状1. 海洋污染的类型海洋污染可以分为三种类型:点源污染、非点源污染和油污染。
点源污染是指明确的污染源,如工业排放、污水处理厂排放等。
非点源污染是指来源不明确的污染,如农田和城市道路排放的污染物。
油污染是指石油和石油制品泄漏或故意排放造成的污染。
2. 海洋污染防治技术的现状目前,海洋污染防治技术主要涉及以下三个方面:(1)油污染防治技术油污染防治技术主要分为物理方法、化学方法和生物方法。
物理方法包括吸附、沉淀、过滤等;化学方法包括氧化、还原、交联等;生物方法包括微生物降解、吸油菜降解等。
目前,吸附技术和生物方法被认为是最具潜力的油污染防治技术。
(2)非点源污染防治技术非点源污染防治技术主要涉及到水土保持、生态修复等方面。
水土保持措施包括植被恢复、水土流失治理、集水区保护等;生态修复措施包括湿地修复、海草床修复等。
这些措施旨在减少污染物的产生和阻止污染物进入海洋生态系统。
(3)点源污染防治技术点源污染防治技术主要涉及到污水处理、化工废水处理等方面。
目前,污水处理厂已经成为点源污染防治技术的主要手段。
污水处理厂通过生物法、化学法等技术将污水中的污染物去除,防止其进入海洋生态系统。
第二部分:未来海洋污染防治技术的发展趋势1. 综合治理未来,海洋污染防治技术将趋向于综合治理,即采取多种技术手段进行污染防治,并在过程中不断优化技术方案,实现资源的最大利用。
2. 绿色防治未来,海洋污染防治技术将更加注重绿色防治,即尽可能采用环保、可持续的技术手段进行污染防治,避免造成新的环境问题。
3. 数据采集与分析未来,海洋污染防治技术将更加注重数据采集和分析,通过实时监测和数据分析,更加精细化地进行污染防治,及时发现和解决潜在的污染问题。
海水养殖网箱防污损生物技术的研究进展
海水养殖网箱防污损生物技术的研究进展在蔚蓝的海洋深处,那些漂浮的“白色岛屿”正面临着一个隐形的敌人——生物污损。
这些微型侵略者无声无息地侵袭着养殖网箱,不仅损害了设施,更对海洋生态造成了影响。
幸运的是,科学家们正在运用生物技术这一锐利的武器,与这些看不见的敌人展开了一场智慧的较量。
首先,让我们来认识一下这场战斗的主角——生物污损。
它们是由各种微生物、藻类和动物幼体组成的混合体,如同一群贪婪的海盗,附着在网箱上,不断扩张自己的领土。
它们的出现,不仅增加了养殖设施的维护成本,还可能成为病原体的温床,威胁到养殖生物的健康。
面对这一挑战,传统的物理和化学方法显得力不从心。
而生物技术,就像是一位巧妙的棋手,通过调整和利用自然界的力量,来达到防污损的目的。
其中,最具代表性的就是生物防污涂料的研发。
这种涂料中添加了能够抑制污损生物生长的天然物质,比如提取自海洋生物的酶或抗生素,它们就像是守护网箱的神秘咒语,让那些微型侵略者望而却步。
除了生物防污涂料,基因工程也在这一领域大显身手。
科学家们正在尝试通过基因编辑技术,培育出具有自我防御能力的养殖生物品种。
这些特殊的生物就像是海洋中的勇士,它们自带抵抗污损的盾牌,能够在敌人来袭时屹立不倒。
另外,益生菌的使用也是生物技术的一大亮点。
这些有益的微生物如同忠诚的士兵,它们在网箱周围形成一道生物屏障,与污损生物展开正面交锋。
通过这种方式,不仅保护了网箱,还维护了水体的生态平衡。
然而,尽管生物技术在防污损方面取得了显著的进展,我们仍然不能掉以轻心。
因为这场战斗并非一成不变,污损生物也在不断进化,它们可能会找到新的突破口。
因此,持续的研究和创新是赢得这场战斗的关键。
在未来,我们可以期待更多突破性的发现,比如更高效的生物防污剂、更智能的监测系统,甚至是利用人工智能来预测和应对污损的策略。
这些创新将使得养殖网箱更加坚固,让海洋养殖业成为一个可持续发展的蓝色奇迹。
总之,生物技术在海水养殖网箱防污损领域的研究进展,就像是在黑暗中点燃的一盏明灯,照亮了前进的道路。
海洋环境污染防治技术研究
海洋环境污染防治技术研究I. 介绍海洋是地球上最大的生态系统之一,维持着全球的生态平衡和环境稳定。
然而,随着工业、城市化和农业的发展,海洋环境面临着越来越多的威胁。
海洋环境污染成为全球共同面临的挑战之一。
本文将介绍海洋环境污染防治技术的研究现状和发展方向。
II. 海洋环境污染的类型1. 化学污染:化学物质的进入会对海洋生态系统造成损害,如海洋酸化、水下噪声、油污染、废水排放等。
2. 物理污染:来自工业和城市的废气和废水排放,导致海水温度上升、海平面上升、风暴潮、洪水等现象,对生态系统造成损害。
3. 生物污染:生物入侵和捕捞过度导致海洋生态系统失衡,对海洋生态系统的稳定性造成威胁。
III.海洋环境污染防治技术的研究现状1. 治理技术:开发适用于海洋环境的污染治理技术,包括物理、化学和生物治理方法。
物理方法包括沉淀、过滤、吸附剂等;化学方法包括氧化还原、催化剂等;生物方法包括微生物技术、逆境植物等。
2. 生态修复技术:采用植物、微生物、海洋生物等的生态修复技术,促进海洋生态系统的恢复和稳定。
3.信息技术:通过建立海洋环保信息平台,对海洋环境污染的情况进行监测、预报和指导,并为污染治理提供技术支持。
IV. 海洋环境污染防治技术的发展方向1. 创新技术的发展:新技术的开发需要在不断的研究和探索中实现突破,如可持续能源技术、新型净水技术等。
2. 法律法规的完善:加强海洋污染防治法律法规的制定和完善,实现对环境污染的严格监管和治理。
3. 国际合作的加强:海洋环境是全球共享的资源,需要强化国际合作,共同推进海洋环境污染防治技术的研究和应用。
V. 结论海洋环境污染是全球面临的一项重大挑战,需要不断地创新和探索。
海洋污染防治技术的研究和发展,需要多方合作、共同推动,坚持可持续发展理念,实现海洋生态系统的可持续发展和保护。
海洋环境治理技术的前沿研究
海洋环境治理技术的前沿研究海洋,占据了地球表面约 71%的面积,是生命的摇篮,也是人类赖以生存和发展的重要空间。
然而,随着人类活动的不断加剧,海洋环境面临着越来越多的挑战,如海洋污染、生态破坏、物种灭绝等。
为了保护海洋生态系统,维护海洋环境的健康和可持续发展,海洋环境治理技术的研究成为了当今科学界的热门领域。
本文将对海洋环境治理技术的前沿研究进行探讨。
一、海洋污染治理技术(一)海洋石油污染治理技术石油是海洋污染的主要来源之一。
当石油泄漏到海洋中时,会形成油膜,对海洋生态系统造成严重的破坏。
目前,海洋石油污染治理技术主要包括物理法、化学法和生物法。
物理法主要是通过围油栏、撇油器等设备将石油从海面上收集起来。
这种方法适用于大面积的石油泄漏,但对于小面积、分散的石油污染效果不佳。
化学法是通过使用化学药剂将石油分解或乳化,使其更容易被清除。
然而,化学药剂可能会对海洋环境造成二次污染,因此在使用时需要谨慎。
生物法是利用微生物对石油进行降解。
一些微生物能够以石油为碳源和能源进行生长和代谢,从而将石油分解为无害的物质。
生物法具有环保、经济等优点,但降解速度相对较慢。
(二)海洋塑料污染治理技术塑料垃圾是海洋污染的另一个严重问题。
据统计,每年有数百万吨的塑料垃圾进入海洋,对海洋生物和生态系统造成了巨大的威胁。
目前,海洋塑料污染治理技术主要包括清理技术和降解技术。
清理技术包括使用海洋垃圾收集设备、渔网等工具将塑料垃圾从海洋中打捞起来。
然而,这种方法只能清理部分塑料垃圾,对于已经分散在海洋中的微小塑料颗粒效果有限。
降解技术是通过开发可降解塑料或利用微生物降解塑料来解决塑料污染问题。
可降解塑料在特定条件下能够自然分解,减少对环境的影响。
微生物降解塑料则是利用一些特殊的微生物分泌的酶来分解塑料分子,但目前这一技术仍处于研究阶段。
二、海洋生态修复技术(一)珊瑚礁修复技术珊瑚礁是海洋生态系统的重要组成部分,但由于全球气候变化、海洋酸化、过度捕捞等因素的影响,珊瑚礁面临着严重的退化和破坏。
海洋环境污染防治技术研究与应用
海洋环境污染防治技术研究与应用海洋环境污染是目前全球面临的严重问题之一。
随着人类活动的增加,海洋生态系统不断受到污染的威胁,导致海洋生物种群减少、生态平衡破坏、水质恶化等一系列问题。
为了保护海洋环境,科学家们不断开展海洋环境污染防治技术的研究与应用。
一、海洋环境污染现状及影响海洋环境污染主要来源于城市排污、工业废水、农业污染和海上石油开采等活动。
各种废弃物和有害物质的排放使得海洋中的有机物、重金属和有机污染物浓度不断上升,对海洋生态系统造成直接或间接的损害。
海洋环境污染不仅对海洋生物造成直接影响,还对人类生活和经济发展造成了巨大的威胁。
海洋生态系统的破坏导致渔业资源减少,对于以渔业为主要经济来源的沿海地区来说,这是一个重大的挑战。
此外,海洋污染还会通过食物链的传递影响到人类健康,引发多种疾病。
因此,海洋环境污染防治迫在眉睫,需要采取有效的技术措施。
二、海洋环境污染防治技术研究1.海洋污染监测技术海洋污染监测技术是海洋环境污染防治的基础,它能够及时检测并获得有关海洋中各种污染物的信息,从而科学地进行评估和管理。
目前,无人机和卫星遥感技术等先进技术被广泛应用于海洋污染的实时监测中,有效提高了监测的精度和速度。
2.海洋污染治理技术海洋污染治理技术主要包括污水处理、固体废弃物处理和危险有害物质处理等。
污水处理是减少城市和工业废水对海洋环境污染的重要手段,通过合理的处理工艺,可以将污水中的有机物和有害物质去除或转化为无害物质。
固体废弃物处理则包括垃圾分类、焚烧和填埋等技术,以减少海洋垃圾对海洋生态系统的威胁。
危险有害物质处理则是指对海洋中的重金属、有机污染物等进行处理和修复,以降低对生态系统的损害。
3.海洋生态系统修复技术海洋生态系统修复技术是为了恢复被破坏的生态系统而开展的研究和应用。
包括人工鱼礁建设、海岸线生境重建、海草床和珊瑚礁修复等。
这些技术通过创造适宜的生境条件,帮助海洋生物种群恢复和生态系统再生。
天然产物防除海洋污损生物的研究进展
天然产物研究与开发N at Prod R es Dev 2011,23:186-192,197文章编号:1001-6880(2011)01-0186-08收稿日期:2009-08-21 接受日期:2010-02-05基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-Y W-Q07-04)、烟台市科学技术发展计划项目(2008155)和国家海藻工程技术研究中心开放基金(200805)*通讯作者Te:l 86-535-2109173;E-m ai:l chxi a @yic .ac .cn天然产物防除海洋污损生物的研究进展周世伟,杨翠云,夏传海*中国科学院烟台海岸带研究所,烟台264003摘 要:天然防污剂是当前海洋污损生物防除的研究热点,本文综述了天然防污剂的种类和来源,以及天然防污剂的防除机理,并着重叙述了天然防污涂料配制时应关注的问题。
关键词:天然产物;海洋污损生物;防污剂;防污涂料;防污中图分类号:X 171.5;O 636.9文献标识码:AThe Preventi on ofM ari ne Fouli ng Organis ms byNaturalAntifoulants :a Revie wZ HOU Sh-i w e,i YANG Cu-i yun,X I A Chuan -hai*Yantai Ins titute of Coastal Zone R esearch ,Chinese A cad e m y of Sciences ,Yantai 264003,Shandong,ChinaAbstract :N atura l antifoulan ts has beco m e one o f the mo st prom i s i ng approaches f o r t he preventi on o fm ar i ne fou li ng o r -gan i s m s .T his paper rev i ew ed the ki nds ,sources and antifouli ng m echan i s m s o f natura l antifoulants ,and put the emphasis on the ex i sti ng proble m s w hich shou l d be consi dered dur i ng developi ng natura l antifouli ng co ati ng s .K ey word s :natura l products ;ma ri ne f ou li ng organ is m s ;antifou l ants ;antif ou li ng coati ngs ;an tif ou li ng海洋污损生物(M ari n e fouling o r gan is m s)也称为海洋附着生物或海洋污着生物,指附着在船底和其他海中设施表面上的海洋生物。
天然活性物质在海洋防污中的研究进展
表面技术第52卷第10期天然活性物质在海洋防污中的研究进展刘俊1a,郑恒1b,高子涵2,胡丹妮3,张甜1,2,3*(1.武汉理工大学 a.化学化工与生命科学学院 b.资源与环境工程学院,武汉 430063;2.武汉理工大学三亚科教创新园,海南 三亚 572024;3.武汉理工大学绍兴高等研究所,浙江 绍兴 312300)摘要:天然活性物质在海洋防污领域表现出优越的性能,并且满足可持续发展要求,一般来自陆生植物和海洋真菌等。
细菌、藻类等是主要的前期污损生物,对其进行有效防除是海洋防污必须解决的问题之一。
主要对酚醇类、酯类、生物碱、萜类、肽类天然产物及其衍生物的防污性能进行了对比和总结,发现很多天然活性物质对前期污损生物显示出良好的杀灭活性。
另外,将天然产物与一些官能团或特殊基团进行接枝可以大幅提升防污性能。
许多活性物质的防污周期较短,无法满足实际需求,对此可以通过工艺手段改良喷涂技术,以延长活性物质的防污周期。
目前,许多天然活性物质的获取及其衍生物的合成面临着效率低、周期长、缺乏实海防污数据等诸多问题,这是阻碍其应用的主要因素。
提出通过合成生物学对结构-活性寻找目标活性物质的设想,发现了污损生物的黏附机制,例如沉降繁殖体如何感知化学信号,如何与表面相互作用,以及在黏附和完成附着前经历了何种形态和行为的变化。
对一些天然活性物质的特点、作用方式及防污效果进行了归纳和总结,分析了各自的优缺点,并对未来天然活性物质防污的前景进行了展望,提出了可行性解决方案。
关键词:海洋污损;前期污损;天然活性物质;防污中图分类号:TG174.4 文献标识码:A 文章编号:1001-3660(2023)10-0064-11DOI:10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.10.005Research Progress of Natural Active Substances in Marine Antifouling LIU Jun1a, ZHENG Heng1b, GAO Zi-han2, HU Dan-ni3, ZHANG Tian1,2,3*(1. a. School of Chemistry, Chemical Engineering and Life Science, b. School of Resources and Environmental Engineering,Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China; 2. Sanya Science and Education Innovation Park,Wuhan University of Technology, Hainan Sanya 572024, China; 3. Shaoxing Advanced Research Institute,Wuhan University of Technology, Zhejiang Shaoxing 312300, China)ABSTRACT: The attachment of marine fouling organisms on the surface of marine facilities poses great difficulties and challenges to the marine business. Low surface energy, electrochemical antifouling and biocide-releasing coatings are common antifouling methods, which mainly prevent marine organisms from fouling by gradual leaching of antifouling agents (poisons) in the paint film.收稿日期:2022-08-09;修订日期:2022-11-22Received:2022-08-09;Revised:2022-11-22基金项目:国家中组部“青年千人计划”(40127002);三亚崖州湾科技城管理局重点项目(SKJC202001004)Fund:"Young Thousand Talents Program" of the Organization Department of the CPC Central Committee (40127002); Key Project of Sanya Yazhou Bay Science and Technology City Administration (SKJC202001004)引文格式:刘俊, 郑恒, 高子涵, 等. 天然活性物质在海洋防污中的研究进展[J]. 表面技术, 2023, 52(10): 64-74.LIU Jun, ZHENG Heng, GAO Zi-han, et al. Research Progress of Natural Active Substances in Marine Antifouling[J]. Surface Technology, 2023, 52(10): 64-74.*通信作者(Corresponding author)第52卷第10期刘俊,等:天然活性物质在海洋防污中的研究进展·65·However, the long-term use of cuprous oxide, tin-containing compounds or other highly toxic biocides will damage the marine ecological environment and make some fouling organisms resistant. On the contrary, natural active substances have outstanding performance in the field of marine AF and meet the requirements of sustainable development of the marine environment. Microorganisms such as bacteria, diatoms, rotifers and nematodes are the main pre-fouling organisms and their effective control is one of the problems that must be solved in marine AF.The work aims to summarize and classify the AF properties of various natural products including their derivatives.Many natural active substances show good killing activity against pre-fouling organisms, such as aliphatics, esters, alkaloids, terpenes and peptides, etc. The structures and functional groups that mainly play an AF role are drawn and elucidated. Some active substances and their derivatives take effect by driving away and anesthetizing the fouling organisms. Others directly poison the target organisms to achieve the purpose of prevention and control. Grafting these natural products with some functional groups or special structures can greatly improve the AF activity. In addition, the spraying technology can be changed by technological means so that the active substances can better meet the characteristics of long-term AF. Environmental risks, economic practicality and practical operability should also be taken into consideration. Generally speaking, natural active substances that have EC50<25 mg/L and LC50/EC50>15 are suitable to be used as green and low toxicity biocides. The combination of a stable carrier with an efficient, low-toxicity and biodegradable AF agent allows for better management of the fouling population. A major difficulty in the commercialization of these active compounds for the marine coatings industry is the problem of abundant supply. Marine microbes have recently attracted more attention due to many benefits to industry, including the potential to provide large amounts of AF compounds through fermentation and genetic modification of source organisms which have the ability to regenerate resources. For the pre-fouling organisms, it is of great practical significance to study the metabolic mechanism, mode of action and target of action of biocides. Specific molecular structures can serve as hubs for structurally efficient natural products and synthetic substances.At present, the discovery or synthesis of new, high-efficiency and low-toxicity AF agents is a difficult project facing the current integrated management of marine fouling. The acquisition of natural active substances and the synthesis of their derivatives are faced with many problems, such as low efficiency, long cycle and lack of support from actual marine pollution prevention data, which have become a major obstacle to their application. This review has summarized the characteristics, modes of action and AF effects of some natural active substances and analyzed their advantages and disadvantages. Finally, the development trend of natural active substances AF is prospected and feasible solutions are proposed.KEY WORDS: marine fouling; pre-fouling; natural active substances; antifouling污损生物在海洋设施表面的附着严重影响了海洋事业的可持续发展,每年造成约7亿美元的经济损失[1]。
防除海洋污损生物附着的技术研究进展
防除海洋污损生物附着的技术研究进展WANG Hai-tao;ZHANG Dong-xing;ZHENG Yan【摘要】藤壶等污损生物的附着问题能影响海洋作业设备的精度等性能,减少使用寿命,增加运转能耗.研究和开发防除或消减污损生物影响的手段是目前的研究热点之一.防除污损生物的方法分为物理、化学和生物防除法.本文通过总结和比较这些方法的特点,为防除海洋污损生物方法的选择提供参考.【期刊名称】《水产学杂志》【年(卷),期】2018(031)006【总页数】4页(P47-50)【关键词】海洋污损生物;防除;材料;技术【作者】WANG Hai-tao;ZHANG Dong-xing;ZHENG Yan【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】S917;X55地球表面海洋总面积约为3.6×109km2,约占地球表面积的71%,海洋在军事、政治和经济上的意义非常重要。
21世纪以来,随着海洋资源的逐步发现和航海技术的发展,人类越来越重视海洋的开发和利用。
初步核算,2016年中国海洋生产总值达到了70 507亿元,比上年增长6.8%,海洋生产总值占国内生产总值的9.5%[1,2]。
1 海洋污损生物附着的危害长期在海洋中作业的机器设备,像这些海域的礁石表面一样,常常附着一些海洋动物、植物、微生物等通常被称为海洋污损生物,这些海洋污损生物(Marine Fouling Organism)、分泌物和死后的遗留物对海洋机器和设备的性能影响很大[3-5]。
海洋污损生物对设备的危害主要包括:(1)船舶等设备表面粗糙度和摩擦力增加,使船舶航行燃料消耗增加高达40%,航行总费用高达77%;(2)生物分泌物腐蚀涂层使设备材料变色、腐蚀甚至穿孔;电导率的变化也会加速海水对设备的破坏作用;(3)使设备表面即使在保养和整修期间也很难处于干燥的状态而影响设备的使用寿命;(4)复杂的生物作用降低了部分精密设备的精度和效率[6-8]。
海洋污损生物及其防除研究的现状和问题
海洋污损生物及其防除研究的现状和问题绪言污损生物(英文fouling organism,俄文o6pacTanHc)足折丛生在水中人工设施表面上.令致人工设施损坏或产生不FL矽响的生物种类,其中大多数是附若的(英文attached, 俄文iipHKpenjiCHHHft)或者周若的(英文sessile,俄文生物S另有小部分是营自由活动生活的动物.人工设施被污损生物所迪成的损坏或不炭形响的现象称为污损(英文fouling,俄文ofipacraHHe)o从海洋工程观点来右,海洋污损生物是-•种自然破坏力,对船舶、港淸设施.海中设备、使用海水的沿海工业以及水产养殖尊都能造成危啻。
从海上军專行动方面来讲,历史上曲有过因污损导致失利而战敗的例子,如1905年日本和沙皇俄国在对号海峡海战时,俄国的波罗的海觑队被日本打敗的部分原因是由于觑底污损而使觌艇肮速降低逍成的。
如所周甸,污损范圈很广,危害甚大.据估计•因厉损所造成的经济损失•芙国每年达五至七亿美元《1970年),英国每年达丘千万英镑(1970年)。
因此,污损与防污是引人注目的问题。
长期以来,硏究课題侧重于防污(英文antifouling,俄文npoTHBOo6pacTa»iUHA)方面.防污的历史要追溯到两干年以前。
尢其足第二次世界大战期间和战后,由于帝国主义者推行掠夺、侵略和战争政策争縮海洋的需要以及随着国际航运、矗湾建设与海洋开发事业的迅速发展,污损和防污研究进展校快。
政府间经济合作与发展组銀在1956年发起了关于海中艮蚀污损问題的国际性研究,同时设立一个令家小组从爭这一工作,于1965年正式成立了国际常设海中材料保护委员会负贵纽织这项工作.委员会中分设九个小组,其中同污损及其防除有关的小组仏1〉海中设施的污损.(2 )污损生物.(3 )海洋污如(4 )木材保护和(5 )防污涂料试验法等五个小组。
小组除毎年召开一次总会外.另召开数次会议,进行交换情报,协漏研究和推进工作等。
海洋污染防治技术的研究与应用分析
海洋污染防治技术的研究与应用分析海洋是人类赖以生存的重要资源,但由于人类活动的影响,海洋环境已经受到了严重的污染。
据统计,全球每年有8万吨塑料垃圾被排放到海洋中,不仅影响了海洋生态平衡,而且对人类健康和经济发展也造成了严重的威胁。
因此,海洋污染防治技术的研究与应用对于保护海洋环境和维护人类生存空间至关重要。
一、海洋污染防治技术的研究现状当前,海洋污染防治技术的研究方向主要包括:海洋污染监测、海洋污染治理、海洋污染风险评估和海洋环境修复等方面。
1. 海洋污染监测海洋污染监测技术主要通过定位、识别和测量海洋污染物质,了解其浓度、分布区域和污染来源等信息,以方便海洋污染防治决策。
海洋污染监测技术应用广泛,包括潜水器、水下声纳、轨迹追踪器和卫星遥感等技术手段。
2. 海洋污染治理海洋污染治理技术主要通过解决海洋污染对海洋生态系统的影响,采用物理、化学或生物方法,减轻或消除海洋污染造成的危害。
其中,物理方法包括油污清洗机、洒水清除器和吸附剂等方法;化学方法包括污染剂化学处理、自然分解器和有机溶剂等方法;生物方法包括生物修复、种植和提取生物活性物质等方法。
3. 海洋污染风险评估海洋污染风险评估技术主要通过分析、评估和预测海洋污染对海洋生态系统和人类健康的威胁,并提出相关的管理措施。
其中,海洋污染风险评估技术主要包括环境影响评价、生态风险评估和健康风险评估等方面。
4. 海洋环境修复海洋环境修复技术主要是通过采用土地修复、潜水作业和海底工程等手段,进行污染源治理和减少海洋污染造成的损害。
其中,海洋环境修复技术主要包括水下焊接、水下爆破和船舶清洁等方面。
二、海洋污染防治技术的应用前景目前,海洋污染防治技术的应用前景非常广阔。
一方面,随着全球经济的发展和人口的增加,海洋污染的程度和影响也在不断加重,需要不断研究和推广新的海洋污染治理技术,保护海洋生态系统和人类健康。
另一方面,海洋污染防治技术的研究与应用,也将为相关企业带来新的商业机会,促进社会和经济的可持续发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1引言海洋污损生物(marine fouling organisms)是海洋环境中栖息或附着在船舶和各种水下人工设施上,对人类经济活动产生不利影响,给投资者带来负效益的动物、植物和微生物的总称[1]。
其中危害较大的种类主要是硬性污损生物,具有石灰质外壳或骨架的种类,包括双壳类软体动物、无柄蔓足类和苔藓虫等[2]。
紫贻贝是污损动物中的主要优势物种,其特有的足丝可以使之牢固地胶粘在各种固体表面,强大的生命力和繁殖力使之成为一种极难控制的污损动物[3];另一类则为软性污损生物,其不具备上述结构,如海藻、水螅等[4]。
生物污损是人们从事海事活动以后才引起的一种生物现象。
它会增加船舶的阻力,影响浮标的质量,增大近海结构物(如石油平台)的静力载荷和动力载荷,堵塞海中的管道设施,影响养殖网箱的水交换,并与养殖贝类争夺附着基和饵料,影响养殖品种的生长发育,降低水产品的品质,加速金属的腐蚀过程,使海中仪表及转动部件失灵,对声学仪器也会产生不良影响。
因此,海洋生物污损及海洋生物防污损活性问题也越来越受到人们的重视[5]。
2防污损技术的发展早在公元前700年,腓尼基人用铅皮包覆帆船船底,保护木材,效果较好。
对航海的木船保护在我国宋代已广泛采用桐油和颜料的油漆材料,防污方法有:定期上岸,清除污物;烟熏火烤,杀死船蛆;船底涂白灰,称“白底船”,具有防海蛆功效;采用短期在淡水中停泊,以改变海洋污损生物的生活环境,杀死生物等。
1691年英国海军成功引进采用铜皮包覆木船的方法,防海蛆效果良好。
1737年Lee等人发明用沥青、焦油和硫磺等组成的涂覆物,在英国使用,证明具有2a以上的防污效果。
19世纪,随着铁船的产生和发展,美国海军和许多西方国家的远洋船舶多采用铜皮包覆铁船的方法防污,但铁船的腐蚀严重问题已不亚于防污问题,需要非常仔细地用木块在铁船和铜皮之间隔绝。
防止铁船的腐蚀问题促进了防污漆的发明。
第二次世界大战和战后经济发展,为争夺海上霸权,刺激了造船工业的发展,船舶防污漆的研究和防污方法的研究也迅速发展。
一直到20世纪70年代,铜和铜化合物(主要是红色的氧化亚铜)仍然是防污漆的主要防污剂,其他防污增效剂有氧化汞和有机金属化合物,如铅、汞、砷、锌和锡。
60年代中期,以有机锡高聚物为代表的自抛光型防污漆技术的发明,标志着防污漆技术的新高度。
80年代后,取代有机锡自抛光型防污漆的产品,海洋污损防治技术研究进展郑彩璐1梁黎黎1赵卓2(1.大连经济技术开发区环境保护监测中心,辽宁大连116600;2.大连市甘井子区中小学生科技活动中心,辽宁大连116000)摘要:概述了海洋防污损技术的发展,传统的防污损试剂如有机锡、铜和汞及其化合物等,具有较大的生物毒性,对生态环境造成了严重的威胁,其中有些已被禁止使用。
介绍了当前环保新型防污涂料的特点及防污损的基本原理,并指出了防污涂料未来的发展方向。
关键词:船舶;防污涂料;防污剂;海洋生物;附着Abstract:The history of the antifoulants(TBT,Cu,Hg)was reviewed.The oceans and environment have been polluted by those that used in antifouling coatings,such as most of the toxic antifoulants TBT,Cu,Hg and other compounds,so that some of products have been banned.Progress on biocides and marine antifouling coatings by different types were discussed and the developmental trend of new low toxic and non-toxic antifouling paints was pointed out.K ey word s:ship;antifouling paint;biocide;marine organism;attachment中图分类号:X55文献标识码:A文章编号:1674-1021(2009)11-0048-03收稿日期:2009-08-03;修订日期:2009-11-02。
作者简介:郑彩璐,女,1981年生,主要从事环境监测工作。
48环境保护与循环经济其他新型防污漆技术和产品的研究已成为必然趋势,各类无锡防污漆产品已陆续推向市场。
无锡防污涂料以合成树脂为主要基料,以氧化亚铜和有机杀生物剂为主要防污剂的防污漆,已成为船舶防污漆市场的主流;其他低毒和无毒防污涂料,如低表面能防污涂料、无机防污漆等进一步发展[5]。
3传统海洋防污涂料针对上述各种海洋污损生物,人们曾探索多种防污方法,如防污涂料涂装法、超声波振动法、氯气注入法、海水电解法;铜—镍合金粘贴法、海水间歇加热法、低表面自由能材料粘贴法等。
其中在防污漆中使用能与海洋生物发生活性作用的防污剂(如锡、铜、汞、铅料)是国内外广泛应用的防污方法[6]。
传统型海洋防污涂料是以一定速度释放出毒料形成有毒环境来阻止海洋生物附着,显然,随着防污剂的不断释放,防污效果将逐渐降低[7]。
该防污剂加入到涂料载体中,通过在海水中溶解渗出或扩散等方式,抑制细菌、藻类繁殖生长或切断浮游生物从幼虫蜕变为成虫之间的一系列连锁步骤,达到防海生物污染的目的。
但毒料的释放对港湾的污染、海洋生态的破坏以及人类健康的威胁有着不可忽视的影响,人们期望获得不含毒料的防海生物材料。
自80年代初世界各国提出新的海洋环境保护法后,加速拓展一种新的防海生物污染领域。
有机锡防污剂污染海洋环境已被公认。
随着人们对海洋环境保护意识的增强,许多国家、国际海事组织已明文禁止传统海洋防污涂料的使用。
国际海事组织(IMO)会议决定从2003年1月1日起禁止使用有机锡防污涂料。
在“无毒”防污材料的开发与研制方面,已有人做过探索研究与尝试,尤其近几年针对船舶防污材料在研制高效无毒或低毒环保型防污涂料[6]。
4环境友好型海洋防污涂料伴随人们环保意识的提高,对环境友好型海洋防污涂料的研究也逐渐热门起来。
理想的海洋防污剂应当同时满足:(1)低浓度下具有活性;(2)经济;(3)对人体及其他有机体无害;(4)具有广谱性;(5)无污染;(6)生物可降解[8]。
4.1硅橡胶涂料70年代初就开始利用硅橡胶特性达到无毒防污的目的。
早期用于防污材料的实例是通过硅橡胶混炼,硫化成片材固定或粘贴到浸入海水的设备上。
用室温硫化硅橡胶作防污涂料是把它涂到船壳一部分,另一部分用商品防污涂料。
经12个月后检查船壳时,用室温硫化硅橡胶覆盖的船壳表面上没有任何污损生物,而在防污涂料表面上却有污损生物。
室温硫化硅橡胶防污材料无毒,在制造过程中无污染,使用中无毒性。
且船壳上硫化硅橡胶附层表面光滑,摩擦阻力小,不影响船速。
为了提高防污能力,可在硅橡胶中加入有机硅油、液体石蜡、凡士林等液态化合物,这类化合物在低温、室温海水中仍是液体,以包覆形成存在于硅橡胶中,并在海水中渐浸出,使表面润滑,海生物难以附着。
因此硅橡胶防污寿命可提高2~3a[6]。
4.2含高吸水性树脂涂料含高吸水性树脂的防污涂料是以氯丁橡胶、聚丁二烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶为基料,加入丙烯酸盐类聚合物。
因漆膜中含有高吸水树脂,所以吸收海水后即发生膨胀。
涂在船壳上的漆膜表面在海水中因亲水集团的缔和作用,使涂层形成一光滑表面,能有效防止海生物附着[6]。
4.3低表面能防污涂料低表面能防污涂料就是利用涂料的低表面能、不粘性,使海洋污损生物不易在其表面附着,即使附着也不牢固;污损生物在水流、船壳振动及自重等外力作用下由船壳表面脱落,以达到防污的目的[6]。
该类涂料因不含毒剂而受人们青睐,研究比较热门。
主要有氟碳树脂、有机硅树脂以及氟硅树脂三大类[7]。
4.4可溶性硅酸盐涂料海洋生物通常在强酸或者强碱的环境下难以生存,其较适合的生存环境是中性或微碱性海水。
以碱式硅酸盐为防污剂制备的涂料廉价又无毒,但是防污的有效期不长,物理和化学性能差,有待进一步改善,距离实际应用还很遥远。
JungbaeK等制备了含蛋白酶原的硅酸盐材料,该材料在水和有机溶剂中稳定存在并具有防污活性,有待发展成工业防污涂料[6]。
4.5仿生涂料及天然防污剂仿生涂料来自人们对某些海洋生物具有天然抗生物附着特性的认识,如海豚、鲸鱼和海绵等虽然长期生活在海水中,却很少有海洋生物附着在表面。
研究表明,海豚、鲸鱼等是通过分泌一种特殊的化学物质,或者通过特殊的表面结构来抑制其他海洋生物附着在身上,仿生涂料的设计灵感源于此。
在仿生防污涂料的研究方面,华盛顿大学的KarenWooley取得了一定的进展,其研制的涂膜是通过模仿海豚皮肤的外形和组织来达到减少海洋生物附着的目的[9]。
该工作打破了人们对于粗糙表面不具有防污49性的传统观点,从他们的研究工作中可以得到启示,具有微相分离并具有疏水和疏油两种特性的聚合物可以用来研制防污涂料。
在对仿生防污涂料研究的同时,人们也注意到一些陆上植物(如桉树、栎等)以及海洋植物(主要是海藻)内含有防污活性的天然化合物。
目前,尚不清楚它们的防污机理。
天然防污剂通常对海洋生物不会构成毒害作用,且防污效果较好,但是提取非常不容易且含量较少,正是由于这个缺陷,天然防污剂作为工业产品至今未见报道[7]。
4.6导电涂料在船舶上涂上导电性涂料后,通过微小电流来使海水电解,产生次氯酸钠,借此达到防污目的[7]。
4.7不含有机锡的自抛光海洋防污涂料有机锡防污涂料会对水环境造成危害,很多国家80年代就开始禁止在长度小于25m的船上使用该类涂料[10]。
于是有机锡的替代品也就相应问世。
替代有机锡防污剂的主要有有机铜、有机锌、有机硅烷等[7]。
4.8辣素涂料辣素防污剂的防污涂料属于一种环保型的防污涂料。
我国国家海洋局第二海洋研究所研制成的防污涂料,是从辣素中提取生物活性物质与有机黏土复合而成,不会杀灭附着的海洋生物,只起驱赶作用,经实船涂敷试验表明,辣素防污漆具有明显防污效果。
与化学类涂料添加剂相比,辣素类防污涂料不会毒害附着生物,导致生物变异,也不会破坏海洋食物链或造成海水水体污染[11-12]。
5结语随着海洋生态环境日益受到重视,对海洋工程防污技术提出了更高要求,尤其国内外防海生物污损技术正向着无毒、低毒方向发展。
研制开发低毒、持久、环保的生物防污材料,其目标不仅在于提高防污损生物附着有效时间和不降低舰船、海洋工程覆盖材料的声学性能,满足我国舰船和水下设施正常运行的需要,同时还要减少或根除防污材料对环境的危害。