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保护船只和海洋健康需要小心地平衡防污涂料
2022年03月14日    阅读量:7377    新闻来源:PCI中文版  |  投稿

作者 Markus Hoffman博士,技术总监,I-Tech AB公司,巴塞罗那

 

生物技术公司I-Tech AB和独立海洋涂料咨询公司Safinah Group于2020年进行的一项研究中,数据显示,几乎每艘经过检查和分析的船舶都对我们的海洋健康和航运环境造成了重大的生物安全威胁。

 

虽然硬污损导致燃料消耗达到了有害水平,但从生物安全的角度来看,“生态位”区域(如阀箱、推进器和格栅)的生物污染则产生了一些最显著和最广泛的风险。在航运业为全球经济生存和繁荣所做的持续努力中,在减少海运业对环境影响的社会和监管压力的背景下,正面应对生物污染和降低风险从未如此重要过涂料在线coatingol.com

  

生态位区域:船舶运营的关键未知区域

 

虽然数据难以获得,但生态位区域可能占全球航运船队水下船体总表面的10%。 1 尽管船舶的所有方面都必须受到保护,以防止硬污损和生物污垢,但污损在生态位区域过度积累的风险可能意味着“关键任务”设备功能的显著下降甚至失效。

 

我们以船舶的阀箱区域为例。此处的污垢堆积会影响船舶水冷系统箱式冷却器的运行功能。箱式冷却器的结构复杂——它由安装在船测阀箱中的U形管束以及入口和出口格栅组成——使其难以有效地进行清洁,且易于生物污损生物体的居住。此处的污垢如果足够严重,就会影响热交换的减少,并导致船舶温度不能充分降低,或需要消耗更大的能源来获得目标温度。

 

生态位区域为何是生物污染生物聚集的有利环境,有几个原因。如上所述,这些区域的设计结构非常复杂,这使得进行生态位区域的清洁变得极其困难,甚至是危险的。如果在建造过程中没有进行较好的涂层处理,那么在此之后进行涂敷和重涂的效果就会显著降低。

 

涂层损坏也是一个常见的因素,因为相对于平滑的船体区域,生态位区域更容易受到湍流的影响。这可能会导致涂料的降解和失效。此外,生态位区域的性质意味着,其有限的水流可能会降低某些需要足够水流的杀生物防污涂层的作用。

 

因此,当涉及到生物污损时,我们不能忽视船体水下结构的这些部分。然而,有一些迹象表明,全球航运界正在这么做。

  

问题评估

 

生态位区域的污染问题当然不是一个小问题,也不是一个可以或应该被忽视的问题。这种威胁的很大一部分不是来自平坦的水下表面上的硬污损,而是分布在整个船的水下结构中的这些生态位区域。

 

研究发现,尽管船舶平坦的水下船体表面的硬污垢覆盖范围各不相同,但全球至少95%的商业船队的生态位区域都具有严重污染。虽然这在所有船舶类型和用途中都是一个问题,但在低速行驶的船舶上问题更严重。调查发现,45%的低活跃度船舶的硬污垢覆盖率都大于10%。相比之下,在高活跃度船舶中,这一比例仅为27%。对于通常速度较慢的船来说,这是一个特别令人痛心的点,生物污垢和硬污垢之所以更多,部分原因是易于附着。例如,当乘客上船或下船时,小型船舶也会有更大的暂停和停船时间。

 

具有讽刺意味的是,这些类型的船舶最有可能使用某种形式的燃料技术来支持减排,例如,双燃料发动机、混合动力发动机甚至全电动发动机等。尽管与使用重油燃料的其他大型船舶相比,这些船可能对航运的碳排放产生最低的影响,但它们仍然可能通过对生态位区域的污染,从而对环境和生态系统造成有害影响。

 

船体生物污损通过其在入侵水生物种(IAS)运输方面的作用,对海洋生态系统构成了严重的生物安全威胁。据国际海事组织(IMO)称,船舶生物污损在运输IAS时,与未经处理的压载水相比,即使不是更重要,也是一个可比拟的因素。事实上,在世界某些地区,有证据表明70-80%的入侵物种的引入都是通过生物污染产生的。

 

如果没有数十年的研究、分析和各种条件来评估IAS的严重性,就很难深入了解该问题的长期影响。然而,一个有用的例子可能包括斑马纹和斑驴贻贝在美国引入所造成的影响,据估计,仅此一项每年就造成约10亿美元的损失和相关的控制费用。

 

考虑到这带来的风险,以及解决生态区区域的困难程度,我们惊讶的发现,这并不是业界所公认的问题。有证据表明,这种情况可能很快就会发生改变。

  

增加监管有助于解决问题吗?

 

无论细节如何,保护我们的水域免受生物污染带来的生物安全风险的普遍法规即将出台。事实上,我们看到越来越多的地区对抵达和停靠港口的船舶提出了新的要求,特别是已经拥有一些内陆法规的地区。

 

近年来,新西兰当局采取了更严格的措施来保护其脆弱的海洋生态系统。2017年,33752 dwt的韩国散货船“DLMarigold”号的船体被判定为具有生物安全威胁后,被迫离开了新西兰海域,其水下船体表面覆盖着密集的藤壶和管状蠕虫。根据2018年5月实施的新生物安全规定,所有抵达新西兰的国际船舶现在必须拥有干净的船体。

 

同样,加州港口规定(截至2017年10月),所有300 gt或以上的船舶必须在日历年首次抵达任何加州港口前至少24小时填写并提交《海洋入侵物种计划年度船舶报告表》。此外,自2018年1月起,船舶必须提交一份“生物污染管理计划”,并在记录本中记录所有管理措施。

 

对许多人来说,这里的挑战是摆脱繁文缛节。这些法规很可能是在船舶进入沿海水域时,围绕船舶要求采取更严格措施的开端,并更加强调船体安全。

 

随着监管力度的不断加强,开发和使用有效防污剂的需求日益迫切,防污剂是一种添加到涂料中以解决生物污染的物质。然而,这里出现了一个新的挑战,许多这些活性剂和其他用于减轻污垢的物质在世界各地的使用面临着越来越多的限制。对于涂料而言,则主要是因为活性剂的“生物灭杀性”。

 

杀菌剂的添加由助剂复合物中使用的潜在有害化学物质的水平决定,包括用于阻止或消除硬质污染和生物污染的大量化学物质。船舶涂料中使用的许多杀菌剂,能有效杀死藤壶和其他形式的污垢。这加大了该行业发展环保和物种友好型体系的压力,这些涂料体系不会损害海洋物种,同时也不会牺牲对船舶作业的保护,甚至是盈利能力。

 

虽然这些敏感性和要求似乎是一个挑战——甚至可能是一个令人沮丧的原因——但有一些简单的方法可以根据法规降低生物污染的风险,而且它们也并不像当前的问题那么复杂。

  

找到解决办法

 

对于运营商和船主而言,要采取的第一步也是最明显的一步是有效使用船舶开发阶段的防污涂料,这将使船舶在未来的运营和维护中处于最佳状态。在船舶生命周期的这一阶段,应花费更多的时间和精力在特殊区域的涂层上,因为在这些区域,结构可能会使应用和持续维护变得极其困难。

 

并不是所有的防污涂料都是一样的。当考虑哪种涂料最适合船舶作业时,相比于船舶的平滑区域,具有较高抛光率的涂料可能更适用于低水流条件下真正需要提高质量的生态位区域。

 

重要的是,当涉及到变化和各种法规时,运营商和船主应努力充分掌握所有的事实。就不同地区而言,监管挑战可能有所不同,欧盟(EU)走在严格的海洋环境监管行动中的最前列,围绕杀菌剂的监管规定也日益严格。由于成员国必须就如何批准产品展开辩论,因此这里的监管环境尤其复杂。

 

I-Tech的活性剂Selektop?已获得欧盟的七年批准,该批准仍在进行中,预计将在2023年初通过续期。该助剂是一种替代形式的杀菌剂,主要是因为它排斥藤壶和其他形式的生物污染,而不是灭杀它们,因此对其实施和获得监管机构的批准有较大的益处。

 

Selektope不是一种典型的杀菌剂。它是一种驱除剂,而不是污垢物种的灭杀剂,此外,该药剂在低浓度下也非常有效,它降低了添加它的任何涂层的整体生物杀灭负荷。从监管角度来看,这是一个显著的主要优势。

 

结论 

与航运业面临的大多数挑战一样,生物污染最终将需要多种解决方案和支持方来帮助保护船舶的运营和环境。正如我们在其他部门和问题中所看到的那样,协作思维和寻找可行解决方案的统一思维,将大大提高海事处理生物污染及其有害影响的能力。

  

访问https://i-tech.se/ ,了解更多信息。

  

参考资料: 

1 Moser, C.S.; Wier, T.P.; First, M.R. et al.Quantifying the extent of niche areas in the global fleet of commercial ships: the potential for “super-hot spots”of biofouling.Biol Invasions 19,1745-1759(2017). https://doi.org/10.1007/s10530-017-1386-4.


标签:工业涂料技术中心防腐涂料船舶涂料
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