Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 1 ]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 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)Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 2 ]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 dangerMarine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 3 ]海洋大气区浪花飞溅区 吃水差区海水全浸区Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 4 ]船体上的锌块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。
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%Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 8 ]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Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 9 ]船体发生严重污底Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 10 ]水下海底门格栅清理前后水下照片 Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 11 ]滤器堵塞，会加大前后压差Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 12 ]螺旋桨海底阀箱艏侧推锚和锚链舭龙骨外部冷却管船上可能发生生物污底的区域 锚机Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 13 ]Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 14 ]Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 15 ]Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害污底系统污染[ 16 ]Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害污底系统污染[ 17 ]Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 18 ]3.海洋生物附着过程及其影响因素分子污损细菌污损硅藻污损生物污损表 面 渗 透水线部位以藻类 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。
海洋生物附着的因素宏观地归纳如下： （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 的因素在一定程度上人为地选择、控制和调节Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 19 ]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Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 20 ]Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 21 ]Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 22 ]Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 23 ]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Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 24 ]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 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Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 25 ]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 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Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 26 ]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Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 27 ]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 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）Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 28 ]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Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 29 ]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Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 30 ]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Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 31 ]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Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 32 ]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Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 33 ]Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 34 ]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 来就此构成违章责任Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 35 ]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。
Marine Pollution Prevention Technology船舶防污染技术 第十一章 防止船舶有害防污底系统污染[ 36 ]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 sy。