生物污垢(Biofouling)是指在不需要的表面上累积微生物、植物、藻类或小动物的现象。这一现象对于船舶和潜水艇的船体、设备如水进口、管道、多孔体及河流等都有影响,不仅降低其功能效能,还可造成严重的经济损失。根据报导,全球每年在防止和控制海洋生物污垢方面耗费超过57亿美元,尤其对于航运业影响尤为显著。
生物污垢的形成和持续累积,会导致船舶的水动力性能下降,进而增加燃料消耗。
生物污垢的形成过程通常分为四个阶段。首先,潜水表面会在一分钟内被有机聚合物形成的调理膜所覆盖。接下来的24小时,细菌附着到这一膜上,开始形成生物膜。在接下来的一周内,丰富的养分促进了其他微生物的附着,最终在两到三周内,大型附着生物如海鞘、贝类及固着型水母也纷纷进场。
不仅在海上航运业,生物污垢的影响在工业中也占有重要地位。从海洋养殖、膜系统到大型工厂的冷却水循环,污垢对生产力的挑战不容忽视。尤其在水域中,生物污垢会与养殖的贝类直接争夺食物及氧气,限制其生长与存活。因此,对于海洋养殖业来说,生物污垢的管理直接影响成本及产品价值。
「生物污垢的控制不仅是环境问题,更是一个亟需解决的经济挑战。」
传统上,航运公司依赖定期清除生物污垢来维持船体状况。然而,由于积累速度因船舶和运行条件而异,预测清洗的适当间隔非常困难。为了解决这一问题,LED厂商已开发出一系列紫外线设备,可以检测生物污垢的积累。
当前的抗污技术多样,包括使用无毒涂层、化学物质、热处理以及超声波等方式。有些无毒涂层基于有机聚合物,这些涂层的表面能够防止微生物附着,而不需要使用生物杀灭剂。这些技术的应用在海洋产业和医疗设备中都显示出积极的成效。
「随着科技的进步,我们对抗生物污垢的方法也在不断演变,未来是否能见证这一领域的突破性进展?」
生物污垢不仅是一项复杂的生物学挑战,还是影响从航运到生物医学等多个产业的重要因素。随着研究的深入和技术的进步,我们或许可以更深入地了解这一现象,同时寻找出更有效的解决方案来减轻其带来的影响。我们是否能逆转海洋生物的黏着力,让人类的制造和运输活动又恢复到适宜的状态呢?