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【二等奖】小海鲜大破坏

来源: 时间:2020-04-20

  

 

柴柯 吴进怡

海南大学

  

  大多数小朋友在海边玩时都喜欢收集美丽的贝壳,吃饭时也都喜欢吃美味的贝类海鲜和海带等藻类。可是你知道吗美丽的贝类和藻类等海生物会污损船体,给船舶和海洋设施带来不小的麻烦呢。

  船舶和海洋设施浸于海水中后,表面很快被多糖等物质吸附,接下来细菌会在上面附着,细菌分泌胞外产物,将细菌与细菌、细菌与底物相互连接形成微生物膜。微生物膜上同时附着有真菌、微型藻类、原生动物等。随后各种大型藻类和大型海洋生物幼虫附着上去,变态生长为成虫,并不断繁殖,导致材料的生物污损。其中,微生物膜在生物污损过程中所起的作用包括使藻类更易于附着、为附着生物的浮游幼虫提供立足点;使发亮的表面变暗并改变表面原来的颜色,从而有利于附着;充当牡蛎、藤壶、贻贝及其它附着生物的幼虫或成虫的饵料;促进定居生物石灰质的沉淀;分解有机质,从而增加藻类植物生长所需的CO2及氨浓度,而藻类植物又成为附着动物的食物来源;诱发大型污损生物的附着和变态。逐渐地在船体表面就形成了一个生态体系。

  污损的船体会增大船舶的行进阻力,致使阻力最高增大60%。阻力增大导致速度最多降低10%,需要增加最多40%的燃料来进行补偿。据报道两艘同样的货轮由意大利出发驶向中国,其中一艘出发前清除了污损生物,另一艘直接出发,结果清除污损生物的船所用清除污损生物的时间加上船航行的时间和另一艘船航行的时间相等,而清除污损生物的花费和另一艘船多耗费的燃料费相等。由此可以看到污损生物给船只带来的巨大危害。此外,污损贝类死亡后在贝壳内部腐烂会破坏涂层,造成船体腐蚀,这种危害造成的损失就更加难以估计了。

  阻止海生物附着有很多种方法。游艇一般是由玻璃钢制成,污损后大多通过机械的方法铲掉后重新打磨抛光。而其它船只大多通过涂层的方法防污。有毒的有机锡涂层就具有极好的防污效果,但这种有机锡涂层会导致生物畸形,人们食用了污染了的海生物也会间接影响到人类,因此这类涂层已经被禁止使用了。之后人们向缓慢溶解的自抛光涂层中添加氧化铜、氧化亚铜、农药等,虽然这些涂层防污效果不如有机锡涂层,但也可以起到一定的防污效果,可是这些涂层也同样会造成环境污染。科研人员也尝试把不粘锅的低表面能技术用在船体上,这种方法可以使污损生物更容易清理,利用船行进过程中的水流也可以冲刷掉一部分海洋生物,但还无法彻底做到防污。还有人利用仿生方法,如仿鲨鱼皮、仿荷叶、仿猪笼草等方法防污,这些手段也都有一定的效果。利用电流、电场也可以防污呢,电流可以产生次氯酸,可以起到一定的杀菌防污作用,高压电场可以破坏有双电层结构的细胞膜,有很好的防污效果。

  防污方法有很多,然而目前还没有一种高效、环保、低耗能、低成本、又满足船体航行需要的完美防污方法,因此这也成了一个世界性的难题。小朋友们,你们将来能发明一种完美的环保防污方法吗?快来加入我们吧!