海洋观测仪器防生物附着技术.pdf

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1、第３５卷第５期海洋工程Ｖｏｌ.３５Ｎｏ.５２０１７年９月ＴＨＥＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＳｅｐ.２０１７文章编号:１００５-９８６５(２０１７)０５-０１１０-０８海洋观测仪器防生物附着技术吴正伟,周怀阳,吕枫(同济大学海洋与地球科学学院，上海２０００９２)摘要:几乎任何固体构件物放入水中，都会不同程度地发生生物附着现象，这极大地限制了海洋观测设备的长期运行。目前有多种防生物附着方法，但没有一种方法是普遍适用的，其效果受到环境因素及被保护对象本身特点的影响。本文论述了生物附着的形成机制以及环境因素对生物附

2、着程度的影响，并按照主动方式与被动方式的分类，介绍了几种常用防生物附着技术的特点及局限性。最后根据各类防生物附着技术及被保护对象的特点，推荐了典型海洋观测设备各部位的防生物附着策略，为实现海洋观测设备长期运行提供保障。关键词:防生物附着技术;海洋观测;主动方式;被动方式;环境因素中图分类号:Ｐ７１５.５;Ｐ７５６文献标志码:ＡＤＯＩ:１０.１６４８３/ｊ.ｉｓｓｎ.１００５-９８６５.２０１７.０５.０１３Ｂｉｏ-ｆｏｕｌｉｎｇｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｏｃｅａｎｏｂｓｅｒｖｉｎｇｉｎｓｔｒ

3、ｕｍｅｎｔｓＷＵＺｈｅｎｇｗｅｉ，ＺＨＯＵＨｕａｉｙａｎｇ，ＬＹＵＦｅｎｇ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｃｅａｎａｎｄＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｌｍｏｓｔａｌｌｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅａｆｆｅｃｔｅｄｂｙａｎｕｎａｖｏｉｄａｂｌｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｎｓｅａｗａｔｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｃａｌｌｅｄｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇ.Ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇｈａｓｌｏｎｇｂｅｅｎｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓａｌｉｍｉｔｉｎｇｆａｃｔｏｒｉｎｏｃｅ

4、ａｎｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ.Ｍａｎｙｐｏｔｅｎｔｉａｌｍｅｔｈｏｄｓｔｏｆｉｇｈｔａｇａｉｎｓｔｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍｈａｖｅｂｅｅｎｐｒｏｐｏｓｅｄｂｕｔｎｏｎｅｏｆｔｈｅｍｓｅｅｍｓｔｏｂｅｕｎｉｖｅｒｓａｌｌｙａｐｐｌｉｃａｂｌｅ.Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｏｂｊｅｃｔｂｅｉｎｇｐｒｏｔｅｃｔｅｄ.Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｂｉｏ-ｆｏｕｌｉｎｇｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｔ

5、ｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆａｃｔｏｒｓ.Ｅｍｐｈａｓｉｓｉｓｐｕｔｏｎｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｏｆｖａｒｉｏｕｓａｎｔｉ-ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ.Ｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓｕｓｕａｌｌｙｃａｎｂｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｓｔｗｏｋｉｎｄｓ:ａｃｔｉｖｅａｎｄｐａｓｓｉｖｅｗａｙｓ.Ａｔｌａｓｔ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｖａｒｉｏｕｓａｎ

6、ｔｉ-ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｅｄｏｂｊｅｃｔｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｃｏｍｍｅｎｄｓａｎｔｉ-ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｆｏｒｓｏｍｅｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｔｙｐｉｃａｌｏｃｅａｎｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｇｕａｒａｎｔｅｅｆｏｒｔｈｅｌｏｎｇ-ｔｅｒｍｏｃｅａｎｏｂｓｅｒｖｉｎｇ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ａｎｔｉ-ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ;ｏｃｅａｎｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ;ａｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏ

7、ｄｓ;ｐａｓｓｉｖｅｍｅｔｈｏｄｓ;ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆａｃｔｏｒｓ[１]防生物附着技术是防止生物在水下构件物表面生长堆积的技术，它的历史可以追溯到古希腊时期。很多传统行业或者设备都需要用到防生物附着技术，比如造纸工业、食品加工业、冷却塔、水下结构、船舶、海洋牧场及淡水处理设备等。现有技术按照其作用原理可以分为物理去除方式、化学药剂灭杀方式及降低表[４]面能方式，这些技术难以直接应用到海洋观测领域，所以海洋观测设备的防生物附着技术是一个较新且复杂的课题。如图１所示的典型海洋观测平台往往采用开放式结构，其典型

8、设备有观测仪器适配器、传感器、摄像系统、框架结构及一些连接线缆等。这些观测设备直接暴露在天然海水里，生物附着可以引起某些观测数据产生持续漂移，使得水下摄像机难以获取清晰的影像资料，引起声学通讯换能器前端阻抗错配，从[２-３]而影响通信可靠性。此外，生物附着还能影响海洋观测设备的散热、水动力流场，以及对机械结构带来额外的腐蚀等。收稿日期:２０１６-１２-３０基金项目:上海市科委资助项目(