第十一章 防止船舶有害防污底系统污染
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第一节 船舶有害防污底系统及其危害
Section 1 Harmful anti-fouling system from Ships and its danger
一、船舶海洋污损生物附着 1.海洋环境腐蚀特征
船体表面区域分为海洋大气区、浪花飞溅区、吃水差 区、海水全浸区和海底泥土区(海洋结构物)。
剂,生成的铝离子形成絮状物作为铜离子的载体,粘附在海
生物易附着的地方起到防污底效果。
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4)化学防污底涂料法:在结构物接触海水的表面涂装涂料,涂 料中含有化学毒性物质,在海水中这些毒性物质缓慢均匀地释 放出来,抑制海洋污损生物的附着和生长。 分为溶解型防污底涂料和不溶型防污底涂料。
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2.化学防污底法
采用化学物质对海洋污损生物进行毒杀,阻止其附着。
1)直接加入法:直接将一些有防污底效果的化学物质加入 海水中,抑制或杀死污损生物。
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海洋生物污损可造成如下危害: (1)增加船舶航行阻力; (2)堵塞管道; (3)加速金属腐蚀; (4)损坏海洋仪器; (5)影响水产养殖业的产量和质量; (6)影响海上石油平台的安全性; (7)导致海洋病虫害的船舶与扩散。
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分子污损 细菌污损
硅藻污损
水线部位以藻类 和藤壶为主,并 且附着速度快; 船底部位则以贝 壳类和软体动物 为主。
表
面 渗
生物污损
透
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海洋生物附着的因素宏观地归纳如下:
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海洋大气区
浪花飞溅区
吃水差区
海水全浸区
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的因素在一定程度上人为地选择、控制和调节。
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二、防治海洋生物污损的方法 1.物理防污底法 采用物理手段如提高流速、过滤、超声波等来达到防污底的 目的。 主要有人工或机械清除法、过滤法、加热法、紫外线法、利 用淡水法和低表面能涂料防污底法等。
来就此构成违章责任。
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第二节 公约关于船舶有害防污底系统的要求 Section 2 Requirements to harmful anti-fouling system of ships
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滤器堵塞,会加大前后压差
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船上可能发生生物污底的区域
锚机
外部冷却管
螺旋桨
舭龙骨
海底阀箱
艏侧推
锚和锚链
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主要内容:海洋生物对船舶污损造成的危害;影响海洋生物附 着的因素;防治海洋生物污损的方法;TBT的主要危 害;控制船舶有害污底系统的方法;目前船舶有害 防污底系统的替代方法。
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优点:可以在船舶表面形成光滑的表面,起到减阻作用,这 样既防止海洋生物对船体的污损,又避免粗糙表面的 形成。
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in convention
防污底系统:用于船舶以控制和防治不利生物附着的涂层、 油漆、表面处理、表面或装置。
《控制船舶有害防污底系统国际公约》(AFS 2001)已于 2008年9月18日正式生效。
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得到广泛应用的既经济又高效的途径。 1.防污底涂料发展简史 1)初期:用石灰和沥青。 2)中期:20世纪50年代,用氧化铜为主要毒剂。
20世纪60年代,用三丁基锡(Tributyltin, TBT)。
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2.船舶防污底涂料的危害 1)降解慢,在海洋环境中残存时间长; 2)生物的富集和积累作用; 3)对海洋生物急性致死作用、慢性致毒作用和致畸作用。
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第十一章 防止船舶有害防污底系统污染 Chapter 11 Prevention of Harmful Anti-fouling System from Ships
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3)电解重金属法:以重金属(铜)作为阳极在海水中电解, 重金属溶解生成重金属离子,利用重金属离子的毒性来杀 死海洋污损生物。
电解铜铝技术以铜铝为阳极,生成的铜离子作为杀生
(1)海洋生态环境;
(2)海水相对速度:当海水相对流速大于5Kn,生物不能附着;
(3)附着表面的性质;光滑表面不利于附着;低表面能、表面 憎水不利于附着;坚硬的表面上容易附着;在柔软和不稳定 的表面上难以附着;表面强酸或强碱的环境,以及一定浓度 的防污剂可防止生物附着。
(4)光照、电场及辐射等。
第一个方面的因素可以监测而难以人为调控,后三个方面
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船体发生严重污底
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水下海底门格栅清理前后水下照片
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3.海洋生物附着过程及其影响因素
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2003年,我国发布了公告称:2003年1月1日后,不宜在船 舶
的防污底系统中再使用充当杀虫剂的有机锡化合物,以免将
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作用机理:依靠涂料中活性成份(有毒成份)在负电性的 基质(相当于漆层)上分散,活性成份不断从油漆中渗出 进入海水中,杀死藤壶和其他吸附在船体上的海洋生物。 早期的TBT防污底漆有效期最多2-3年,漆膜粗糙。
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2)海水直接电解法:用钌钛阳极,直接以海水为电解液进 行电解,在阳极产生氯气,氯气与海水反应生成次氯酸盐, 利用生成的氯和次氯酸盐来杀死海洋污损生物。
最新成果:电解技术与涂层技术结合,在金属的外层涂刷绝
缘漆层,然后涂上一层导电涂料,以导电涂料为
阳极电解海水,通过在阳极产生氯气和次氯酸盐
达到防污目的。
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船体上的锌块
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2.船舶海洋污损生物附着危害 海洋附着生物也称海洋污损生物(Marine fouling organism),
是生长在船底和海中一切设施表面的动物、植物和微生物的通 称。
其危害作用称为生物污损(biofouling),防除生物污损称为防 污底(antifouling)。
船舶海洋生物污损率为5%时,船舶所受阻力相当于洁净表面 的2倍,燃料消耗增加10%。
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3)近期 有机锡自抛光防污底涂料(SPC, self-polished coating)。 防污底机理:把TBT化合到聚合物(一般为丙烯酸树脂)基体上
形 成共聚物,这种防污底漆表层中的共聚物与海水中 的氯化钠发生稳定缓慢的化学反应,释放出溶于水 的氯化三丁基锡,防污底漆表层随之脱落,新的防 污底漆表层中的共聚物继续与氯化钠发生反应,周 而复始,一层一层消耗,直到防污底漆完全耗尽。
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3.生物防污底法 采用生物活性物质作为防污剂来防止海洋污损生物的污
损。 具有防污底作用的生物活性物质包括有机酸、无机酸、
内酯等天然化合物。
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三、船舶防污底涂料及其危害 在海洋结构物表面涂装防污底涂料是解决污损问题唯一
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自抛光防污底漆:由于在整个有效期内,TBT和防污底漆中 添加的氧化亚铜及其他杀虫剂的释放速度 都是均匀的,防污底漆附近始终存在一定 浓度的TBT、氧化亚铜及其他杀虫剂,杀 死藤壶和其他吸附在船体上的海洋生物。
一般来说,每100um厚的SPC有效期为1年。
溶解型防污底涂料:涂料中基料在海水中溶解,涂料中的毒性 物质随着基料的溶解而释放出来。
常用的涂料用松香作为基料,毒性物质为氧化亚铜和有机锡。 不溶型防污底涂料:是指涂料中的基料在海水中不溶解,而毒
性物质在海水中溶解释放来阻止污底产生。
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