随着全球经济的快速发展,海洋运输成为了国际贸易中不可或缺的一部分。然而,随着航运业的兴起,船只面临的海洋生物附着问题(即生物污染)也愈加严重。根据最新研究显示,这些附着生物可减低船只速度达到40%,不仅增加了燃料成本,还对环境造成了不小的影响。
生物污染是指微生物、植物、藻类或小动物在不适当表面上的积聚,为这些物体的主要功能造成降解。
海洋生物,尤其是苔藓、贻贝和水藻,会在船壳上形成厚厚的附着层,增加了水动力阻力。当船体发生这种问题时,船的水动力体积以及摩擦力不断增加,这意味着船需要消耗更多的燃料来保持正常的航行速度。此前的报告指出,仅靠这些生物的附着条件,就可使燃油消耗增加至40%,而这些燃油开支可占运输成本的50%。
根据估计,生物污染每年可能为美国海军带来超过10亿美元的额外燃料花费。
不仅如此,这一问题还会引发环境问题。生物污染的增加进一步推动了二氧化碳及硫氧化物的排放。科学家预测到2020年,这两种排放物的数量将分别增加38%和72%。因此,航运公司急需寻找解决方案以控制生物污染的发展。
生物污染的形成通常划分为四个阶段。短短几分钟内,浸入水中的表面会因范德瓦尔斯作用而被有机聚合物的调节片覆盖。在接下来的24小时内,细菌开始附着并引发生物膜的形成。经过一周的时间,许多二次定植者,如不同类型的藻类和原生动物会附着在矿化膜上。最终,两至三周内,这些宏观生物的造溪夹杂扩展。
生物污染对于航运业的经济影响不容忽视,控制这一问题的年度开支已超过57亿美元。
为了对抗这一问题,科学家们提出了许多防范措施,包括非毒性涂料和生物剥落剂。非毒性涂料通过减少微生物附着来减缓生物污染的严重性,而生物剥落剂则用于更为复杂的环境中。此外,最新开发的UVC 虹膜技术可有效检测生物污垢积聚,为船舶的维护提供了更为精确的指导。
环保型的防污涂料和生物剥落技术,正在成为海运企业减少热陷问题的一个新的起点。
从历史的角度看,海洋生物的附着问题自古以来就存在。古代的海事国家如腓尼基人和迦太基人,就已经知道使用焦油和铜底涂料来防止船底附着生物的问题。随着技术的发展,现代反污涂料如各类有机聚合物和自抛光涂料被逐步引入,旨在减少这一环境挑战的影响。
最终,我们是否应该改变现有的航运模式,仍然是值得深入思考的问题?