隨著全球經濟的快速發展,海洋運輸成為了國際貿易中不可或缺的一部分。然而,隨著航運業的興起,船隻面臨的海洋生物附著問題(即生物污染)也愈加嚴重。根據最新研究顯示,這些附著生物可減低船隻速度達到40%,不僅增加了燃料成本,還對環境造成了不小的影響。
生物污染是指微生物、植物、藻類或小動物在不適當表面上的積聚,為這些物體的主要功能造成降解。
海洋生物,尤其是苔蘚、貽貝和水藻,會在船殼上形成厚厚的附著層,增加了水動力阻力。當船體發生這種問題時,船的水動力體積以及摩擦力不斷增加,這意味著船需要消耗更多的燃料來保持正常的航行速度。此前的報告指出,僅靠這些生物的附著條件,就可使燃油消耗增加至40%,而這些燃油開支可占運輸成本的50%。
根據估計,生物污染每年可能為美國海軍帶來超過10億美元的額外燃料花費。
不僅如此,這一問題還會引發環境問題。生物污染的增加進一步推動了二氧化碳及硫氧化物的排放。科學家預測到2020年,這兩種排放物的數量將分別增加38%和72%。因此,航運公司急需尋找解決方案以控制生物污染的發展。
生物污染的形成通常劃分為四個階段。短短幾分鐘內,浸入水中的表面會因范德瓦爾斯作用而被有機聚合物的調節片覆蓋。在接下來的24小時內,細菌開始附著並引發生物膜的形成。經過一周的時間,許多二次定植者,如不同類型的藻類和原生動物會附著在礦化膜上。最終,兩至三周內,這些宏觀生物的造溪夾雜擴展。
生物污染對於航運業的經濟影響不容忽視,控制這一問題的年度開支已超過57億美元。
為了對抗這一問題,科學家們提出了許多防範措施,包括非毒性涂料和生物剝落劑。非毒性涂料通过减少微生物附著來减缓生物污染的严重性,而生物剝落劑則用于更為複雜的環境中。此外,最新開發的UVC 虹膜技術可有效檢測生物污垢積聚,為船舶的維護提供了更為精確的指導。
環保型的防污涂料和生物剝落技術,正在成為海運企業減少熱陷問題的一個新的起點。
從歷史的角度看,海洋生物的附著問題自古以來就存在。古代的海事國家如腓尼基人和迦太基人,就已經知道使用焦油和銅底涂料來防止船底附著生物的問題。隨著技術的發展,現代反污涂料如各類有機聚合物和自拋光涂料被逐步引入,旨在減少這一環境挑戰的影響。
最終,我們是否應該改變現有的航運模式,仍然是值得深入思考的問題?