第十一章 防止船舶有害防污底系统污染

其危害作用称为生物污损(biofouling)，防除生物污损称为防 污底(antifouling)。
船舶海洋生物污损率为5%时，船舶所受阻力相当于洁净表面 的2倍，燃料消耗增加10%。
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海洋大气区
浪花飞溅区
吃水差区
海水全浸区
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的因素在一定程度上人为地选择、控制和调节。
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二、防治海洋生物污损的方法 1.物理防污底法 采用物理手段如提高流速、过滤、超声波等来达到防污底的 目的。 主要有人工或机械清除法、过滤法、加热法、紫外线法、利 用淡水法和低表面能涂料防污底法等。
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船体上的锌块
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2.船舶海洋污损生物附着危害 海洋附着生物也称海洋污损生物（Marine fouling organism),
是生长在船底和海中一切设施表面的动物、植物和微生物的通 称。
得到广泛应用的既经济又高效的途径。 1.防污底涂料发展简史 1）初期：用石灰和沥青。 2）中期：20世纪50年代，用氧化铜为主要毒剂。
20世纪60年代，用三丁基锡（Tributyltin, TBT）。
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3.生物防污底法 采用生物活性物质作为防污剂来防止海洋污损生物的污
损。 具有防污底作用的生物活性物质包括有机酸、无机酸、
内酯等天然化合物。
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三、船舶防污底涂料及其危害 在海洋结构物表面涂装防污底涂料是解决污损问题唯一
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海洋生物污损可造成如下危害： （1）增加船舶航行阻力； （2）堵塞管道； （3）加速金属腐蚀； （4）损坏海洋仪器； （5）影响水产养殖业的产量和质量； （6）影响海上石油平台的安全性； （7）导致海洋病虫害的船舶与扩散。
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3）近期 有机锡自抛光防污底涂料（SPC, self-polished coating）。 防污底机理：把TBT化合到聚合物（一般为丙烯酸树脂）基体上
形 成共聚物，这种防污底漆表层中的共聚物与海水中 的氯化钠发生稳定缓慢的化学反应，释放出溶于水 的氯化三丁基锡，防污底漆表层随之脱落，新的防 污底漆表层中的共聚物继续与氯化钠发生反应，周 而复始，一层一层消耗，直到防污底漆完全耗尽。
剂，生成的铝离子形成絮状物作为铜离子的载体，粘附在海
生物易附着的地方起到防污底效果。
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4）化学防污底涂料法：在结构物接触海水的表面涂装涂料，涂 料中含有化学毒性物质，在海水中这些毒性物质缓慢均匀地释 放出来，抑制海洋污损生物的附着和生长。 分为溶解型防污底涂料和不溶型防污底涂料。
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3）电解重金属法：以重金属（铜）作为阳极在海水中电解， 重金属溶解生成重金属离子，利用重金属离子的毒性来杀 死海洋污损生物。
电解铜铝技术以铜铝为阳极，生成的铜离子作为杀生
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第一节 船舶有害防污底系统及其危害
Section 1 Harmful anti-fouling system from Ships and its danger
一、船舶海洋污损生物附着 1.海洋环境腐蚀特征
船体表面区域分为海洋大气区、浪花飞溅区、吃水差 区、海水全浸区和海底泥土区（海洋结构物)。
in convention
防污底系统：用于船舶以控制和防治不利生物附着的涂层、 油漆、表面处理、表面或装置。
《控制船舶有害防污底系统国际公约》（AFS 2001）已于 2008年9月18日正式生效。
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优点：可以在船舶表面形成光滑的表面，起到减阻作用，这 样既防止海洋生物对船体的污损，又避免粗糙表面的 形成。
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分子污损 细菌污损
硅藻污损
水线部位以藻类 和藤壶为主，并 且附着速度快； 船底部位则以贝 壳类和软体动物 为主。
表
面 渗
生物污损
透
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海洋生物附着的因素宏观地归纳如下：
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2.化学防污底法
采用化学物质对海洋污损生物进行毒杀，阻止其附着。
1）直接加入法：直接将一些有防污底效果的化学物质加入 海水中，抑制或杀死污损生物。
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滤器堵塞，会加大前后压差
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船上可能发生生物污底的区域
锚机
外部冷却管
螺旋桨
舭龙骨
海底阀箱
艏侧推
锚和锚链
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溶解型防污底涂料：涂料中基料在海水中溶解，涂料中的毒性 物质随着基料的溶解而释放出来。
常用的涂料用松香作为基料，毒性物质为氧化亚铜和有机锡。 不溶型防污底涂料：是指涂料中的基料在海水中不溶解，而毒
性物质在海水中溶解释放来阻止污底产生。
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2）海水直接电解法：用钌钛阳极，直接以海水为电解液进 行电解，在阳极产生氯气，氯气与海水反应生成次氯酸盐， 利用生成的氯和次氯酸盐来杀死海洋污损生物。
最新成果：电解技术与涂层技术结合，在金属的外层涂刷绝
缘漆层，然后涂上一层导电涂料，以导电涂料为
阳极电解海水，通过在阳极产生氯气和次氯酸盐
达到防污目的。
主要内容：海洋生物对船舶污损造成的危害；影响海洋生物附 着的因素；防治海洋生物污损的方法；TBT的主要危 害；控制船舶有害污底系统的方法；目前船舶有害 防污底系统的替代方法。
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2.船舶防污底涂料的危害 1）降解慢，在海洋环境中残存时间长； 2）生物的富集和积累作用； 3）对海洋生物急性致死作用、慢性致毒作用和致畸作用。
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作用机理：依靠涂料中活性成份（有毒成份）在负电性的 基质（相当于漆层）上分散，活性成份不断从油漆中渗出 进入海水中，杀死藤壶和其他吸附在船体上的海洋生物。 早期的TBT防污底漆有效期最多2-3年，漆膜粗糙。
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自抛光防污底漆：由于在整个有效期内，TBT和防污底漆中 添加的氧化亚铜及其他杀虫剂的释放速度 都是均匀的，防污底漆附近始终存在一定 浓度的TBT、氧化亚铜及其他杀虫剂，杀 死藤壶和其他吸附在船体上的海洋生物。
一般来说，每100um厚的SPC有效期为1年。
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第十一章 防止船舶有害防污底系统污染 Chapter 11 Prevention of Harmful Anti-fouling System from Ships
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ห้องสมุดไป่ตู้
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3.海洋生物附着过程及其影响因素
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2003年，我国发布了公告称：2003年1月1日后，不宜在船 舶
的防污底系统中再使用充当杀虫剂的有机锡化合物，以免将
（1）海洋生态环境；
（2）海水相对速度：当海水相对流速大于5Kn,生物不能附着；
（3）附着表面的性质；光滑表面不利于附着；低表面能、表面 憎水不利于附着；坚硬的表面上容易附着；在柔软和不稳定 的表面上难以附着；表面强酸或强碱的环境，以及一定浓度 的防污剂可防止生物附着。
（4）光照、电场及辐射等。
第一个方面的因素可以监测而难以人为调控，后三个方面
来就此构成违章责任。
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第二节 公约关于船舶有害防污底系统的要求 Section 2 Requirements to harmful anti-fouling system of ships
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船体发生严重污底
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水下海底门格栅清理前后水下照片
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