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【船舶管理】船舶污底的主要原因和预防
发布时间:2022-4-19 11:07:00       阅读次数:1933    发表人:sun
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船舶污底和压载水是将海洋生物引入另一个地理性隔离水域的主要途径,如果这些海洋生物因为自身强大的生存竞争力、缺乏天敌、当地适宜的生存环境等因素,在当地快速大量繁殖,就很有可能破坏当地生态系统,对当地的环境、经济以及人员健康带来威胁。随着国际航运产业不断壮大以及人们对海洋环境保护意识的不断增强,船舶所带来的外来海洋生物入侵问题引起了社会各界的广泛关注。

澳大利亚海事安全局(Australian Maritime Safety Authority,AMSA)认为所有国际航行船舶对澳大利亚的海洋生物安全都会构成一定风险,外来生物一旦被引入并传播扩散,会威胁本地的海洋生物栖息地,并对经济和健康产生不利影响。因此,AMSA宣布从2022年6月15日至2023年12月15日,将对计划进入澳大利亚领海及码头航行、作业的国际航行船舶的船舶污底实施新的管理要求,通过对国际航行船舶的预抵前报告的评估和现场检查,来控制船舶外来生物入侵的安全风险。

下面就有关船舶污底产生的原因、影响和危害、预防措施及清除方法进行简要介绍。

生存在浅水层的部分海洋生物,比如细菌类、贝类、浮游生物等,都有附着在其他东西上生长的特性。船舶水线以下部分长期浸泡在水中,这些生物就有可能会吸附聚集在这些部位并“安家落户”、滋生繁殖。

有人会问:船舶一直在大海里航行,海水就不能把这些海洋生物给冲走吗?

以藤壶为例,它们会分泌一种黏性物质,使自身可以牢牢地粘在附着物上,不仅不害怕海水的冲刷,还靠着水流带来的新鲜营养物质,它们年复一年地迎接水流挑战,自身也在慢慢进化,除了黏性物质越发强劲以外,还掌握了其他的生存技巧,比如附着在水流扰动较小的船底凹陷部位。

产生船舶污底的主要原因

船舶污底的程度与船体表面光洁度、船底涂料、船舶航行率、停泊时间、航行区域、水的温度、盐度等周围环境条件有关。

船舶坞修时,船体表面清洁不彻底、喷漆不均匀等产生局部粗糙或锈蚀,海洋生物容易附着;防污漆质量较差,防污期短,无法有效减缓海洋生物的附着;海洋中海藻、贝类等的生长因气候、海区不同而异,航行率越低、航区温度越高,盐度越大,则污底增长越快,停泊不动的海船更容易生长,尤其船舶在热带水域抛锚、装卸货物停留时间过久,会加速甲壳类海洋生物的附着生长;污底的产生在一定时期内按线性规律增加,超过一定时期后其增长速度逐渐减缓;在淡水中航行的船舶要好一些,航行于淡水航区,如长江、珠江等水域的船舶污底程度就相对较轻。

海洋生物大量聚集形成的船舶污底,使船底看起来像一个移动的海产品养殖场。

船舶污底的影响和危害

除了带来生态入侵威胁,船舶污底还会对船舶的经营成本、船舶安全带来影响。船舶污底使船体表面凹凸不平,大大地增加了航行阻力,使航行速度大大降低,进而引起燃油消耗及其对应的污染物排放的大大提高,并且生物代谢带来的局部微酸性环境会加速船底钢板的腐蚀,影响船舶的海水冷却系统、测深仪、计程仪及声纳等的正常工作,危及船舶安全。

根据Michael P. Schultz 2011年的一项研究发布的数据推断,船体污损可能会导致全球商业船队每年额外产生1.1亿吨的碳排放,并多出60亿美元的燃料费用。

我国曾有一艘停泊在意大利西西里岛的远洋货轮,在28天的时间里船底附着了大量的海洋生物,结果在航行过程中,航速从原来的18节降至13节,航行时间也比预计的多了10天,导致燃料消耗足足增加了500吨。

贻贝船海服务互联网平台信息显示,2020年以来,肆虐全球的新冠肺炎疫情造成了多国“封国”“封城”,引发了港口拥堵,船舶停航。船舶长期闲置导致了船舶污底严重程度显著上升。

预防船舶污底的措施

小小的海洋生物会造成那么大的危害,人类自然会想尽办法去对付,目前都有哪些方法可以用来预防污底呢?

(1)使用含有防污剂的涂料

最早的防污剂是通过释放诸如三丁基锡、含有砷之类的有毒化合物来杀死附着的生物,但2008年起国际上已经全面禁用有机锡类防污涂层的使用,后期开发了氧化亚铜、氧化汞、酚醛等无锡防污剂,可以有效抑制甚至杀死海洋生物。但随着这些毒素的缓慢渗出,也同样会对海洋生态环境产生污染。

目前防止船舶污底的发展趋势是开发低表面能的防污涂料以及仿生防污涂料,其中有机硅树脂低表面能防污涂料的应用相对成熟,其能有效的降低海洋生物在船体上的附着率,但存在使用成本高的问题。

(2)采用船舶防海生物系统(Marine Growth Preventing System,MGPS)

 MGPS 的用途是预防海洋生物吸附在船底、海底门、海水管道、海水冷却器等狭窄通道以及在这些地方滋生繁殖并产生腐蚀。

常用的系统主要有电解海水MGPS、电解铜铝(铁)MGPS和超声波MGPS,或者是联合使用。

电解海水MGPS、电解铜铝(铁)MGPS、电解海水和电解铜铝(铁)联合防海生物装置等方法都是利用电解产生有效氯和有毒的金属离子杀死海生物,需要消耗并定期更换电极,同时随着时间的推移,氯和金属离子也给海洋环境造成一定的毒害,进而给人类的健康造成间接危害。超声波MGPS是利用超声波振动性质和空化效应产生大量小气泡,当小气泡破裂时,会在周边形成瞬间高压和高温,可以使海洋生物形成的附着物迅速剥落并击碎生物的表皮细胞,能够有效抑制海洋生物的附着和生长,保护船体、海水管线及相关设备,具有环保、节能、易于维护等优点。

                                                                  表一 三种MGPS对比

装置类型

电解海水装置

电解铜铝装置

超声波防海生物装置

基本原理

电解海水产生NaClO、HClO和Cl2,有效氯能杀灭海水中几乎所有的细菌和海生物。

通过铜阳极在海水中电解,产生微量铜离子,铜离子能有效抑制海生物在海水管系重点生长。

利用超声波在水中的空化效应,杀死海生物。

特点

安全稳定,技术成熟。

结构简单,安装方便。

安全稳定,安装方便,适用范围广。

关键技术

有效氯浓度控制,浓度低无法杀死海生物,浓度高会加剧管线腐蚀。

铜离子浓度过低无效,海水用量大时,阳极消耗增加。

根据实际情况设计超声波装置布局方式及装置数量。

缺点

耗电量大;阳极容易结垢,烧毁电极。

需定期更换铜棒、铝棒,维护费用较高。

超声波的空化效应会加速管线腐蚀,剥落传统的防腐涂层,需配合特定的防腐涂层使用。

费用

初期投入费用较高,运行费用较高。

初期投入费用较低,维护成本较高。

初期投入费用较高,运行维护费用较低。

除了“毒涂装”和MGPS外,人们还采用了其他方法对污底进行预防,比如使用含有生物活性物质的涂层、人为改变海水生物周边生存环境的温水/淡水处理法、冰冻法,或者直接使用不易被生物附着的船体材料等等。

清除船舶污底的方法

虽然人们采用了各种各样的方法来抑制船舶污底的形成,但并不能完全阻止海洋生物的附着,所以定期的船底清洗还是在所难免。

船底清洗有三种方法,一种是进入船坞采用高压水枪、喷砂等方式清理(俗称刮船底),这种清理方式在时间、人力、物力、财力上耗费巨大,但可以彻底清理干净。

第二种方法是雇用接受过腐蚀控制和问题识别方面培训,并能对船底状况做专业评估的潜水员,采用高压水枪对船体进行清洗或采用专用设备对船体进行刮擦。这种清理方式存在着作业难度高、安全风险大、清洗效率低、作业覆盖范围小、可能损伤船体漆面、对于深吃水的船舶底部无法清洗等问题。

第三种方法是采用水下清洁机器人,通过无线遥控方式让机器人在水下对船底进行清洁。尤其在疫情防控的特殊时期,采用远程控制技术,清洗作业不需要跟港口及船上人员接触,疫情安全可控,不会影响港口的正常作业。

但水下清洁机器人对海底门格栅、螺旋桨、舵、侧推器、海水出口管等部位清洁效果不是很理想,需要专业潜水员下水配合清洁。

转自:海机务之家

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