海洋污损生物生态研究综述

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1、综述1、生物污损的形成生物污损根据其在基体上的附着形式可分为两类：第一类污损是由各种细菌和微型动植物等微观宥机体吸附在材料表面并繁殖引起的，称之为微生物污损；第二类污损是各类人型藻类及原生动物个体附着在基体表面并逐渐繁殖而形成的，称为大型生物污损是肉眼可见、最为常见也是最为广泛的一类污损。海下固体表面上生物污损层的形成历经三个阶段，即修整膜、生物膜和生物污损层。任何侵入海水的物体在数分钟

2、Aj表而就会吸附一层有机物，形成修整膜;然后细菌和硅藻等相继在修整膜上附着并分泌胞外代谢产物形成微生物膜或黏膜；随后其他原核生物、真菌、藻类孢子以及大型污损生物幼虫在膜中发育生长,最后形成复杂的

3、大型污损生物层l9j。作为海洋污损的必经阶段，生物膜厚度可达微米级，是由微小生物及其代谢物连同海洋中的一些有机物、颗粒物和互粘连一起形成的厚度小丁•lmm的膜状生物群落，研究表明水、细菌及其胞外高聚物是生物膜的主耍成分。生物膜的形态及结构在很大程度上决定大型污损生物的附着，并最终影响整个生物污损层的形成［21。海洋生物污损过程大体可分成三个阶段：初期阶段、发展阶段、稳定阶段。污损过程初期阶段为细蘭和硅藻分泌粘液在海中洁净物体表面形成微生物粘膜；发展阶段为大型污损生物的幼体丌始附着，种类和个体数不断增多，群落体积和质量不断增大，演替现象明显，一些个体密度大，生长迅速的种类成为群落的

4、主导种；稳定阶段为生长期长、个体大的种类充分生长，排挤或覆盖了-•些已经附着的屮、小型种类，群落种类组成比较复杂和质量较大，随着时间的推移，其结构不会发生很敁著的变化［16］。2、生物污损的危害海洋污损生物是指固宥或栖息在船舶和各种人工设施水卜*固体表面上，对人类经济活动产生不利影响的动物、植物和微生物m。是影响海洋设施安全与使用奇命的重要因素之一，它的附着会增加船舶航行阻力，增大燃料消耗，降低舰船在航率；污损生物死亡后脱落，容易被吸入设备的管道内，堵塞海水管道系统，影响供水或冷却效果；污损生物的繁殖会引起船舶或海上建筑防腐蚀保护层的损坏，加速金属构件的腐蚀过程，引发局部腐蚀或穿

5、孔腐蚀；降低水中设备、仪表及转动部件的灵敏度，干扰海洋声学仪器正常工作；增加航标和网箱等设施的额外重量，减少浮力甚至导致漂移和磨损，大大缩短其工作时间。污损生物的附着同样影响水产养殖业的产量和质量，例如附着会影响牡蛎等养殖W类的正常生K，使其产量下降。而污损生物在藻类表面的附着，会降低藻类养殖产品的质量［8］。对大型海洋结构而言，污损生物的附着不仅会妨碍水卜*检测、保养和维修等工作的进行，而11増加海洋结构物的自蜇，提高其重心，増大导管架构件的直径和表面粗糙度，加大对波浪和海流的阻力，从而造成动力载荷效应显著增加，在强风暴的恶劣天气状况下可能导致失衡以致颠覆［3］。早在很久以前，

6、人们就已意识到生物污损的危害并采用各种方法试阁解决这一难题。为避免和减轻污损生物造成的危害，宥效地控制海洋生物的附着，及时进行污损生物的防除冰能减少其带来的损失。3、海洋防污3.1、海洋防污技术发展现状海洋防污涂料有着悠久的历史，最初的防污涂料技术可以追溯到1625年WillianBeale的发明，但是直到1860年代，才有可实用的防污涂料出现。传统的海洋防污方法是涂装毒性防污涂料，这类防污涂料是以毒料缓慢地释放到船体表面的层流水层屮，以杀死在船体表面自由活动的附着生物幼体来达到防除的效果［4］。20世纪70年底以来，W内外大部分W家的船舶都采用自抛光TBT共聚物涂料来防治海洋生

7、物污损。这种生物毒素涂料可以阻止污损生物的累积、降低动力拖曳而减少燃油损耗、降低船舶进干坞和清洗时间。由于传统的船舶防污涂料会h'd海水释放有毒的颜料，分解难以控制，防污冇效期短，随着防污技术的进步，这类防污技术已经基木淘汰而后取而代之的是含金属离子（铜、锌）和杀虫剂的低毒防污涂料，由于不易降解的金属离子在海洋中的沉积和杀虫剂对非目标性海洋生物的毒杀，仍然会对海洋环境造成污染和影响［11］，于是技术逐渐转向新型无毒防污技术。新型无毒防污技术的发展非常活跃，包括低表面能防污、高吸水树脂为基础的防污、电解海水防污、表面植绒防污、硅酸盐高碱性表面防污、纳米防污及生物防污方法l24j。3

8、.2、低表面能防污技术表而能是指某一表而与另一表而的连接能力，表而能低可以阻止海洋生物最初的附着。经研究得知如粜能使船体或人工设施表面的G由能降低，利用涂M的疏水结构和低表面能等物理特性防污的完全无毒防污涂料，可使海洋污损生物难以在上面附着，即使附着也不牢固，在水流或其他外力作用下就容易脱落，因此,该类涂料乂称之为不粘性涂料或污损物脱落型涂料［11］。低表面能防污涂料通过对机体树脂进行改性，降低漆膜面CJ由能的方法來抑制海洋生物附着的0的。涂料的表面能只冇在低于20mN/m,即涂