在生物技术公司I-Tech AB和独立海洋涂料咨询公司Safinah Group于2020年进行的一项研究中,数据表明,几乎每一艘被检查和分析的船只都对我们的海洋健康和航运环境影响构成了重大的生物安全威胁。

从生物安全的角度来看,虽然硬污染会造成有害的燃料消耗水平,但在“小领域”(如海洋箱、推进器和栅格)的生物污染会带来一些最显著和最普遍的风险。

在航运业持续努力在全球经济中生存和繁荣的背景下,在社会和监管压力的背景下,减少海洋对环境的影响,正面解决生物污染和降低风险从未如此重要。

小众领域:重要的无形的船舶操作

尽管数据难以获取,但小生境区域可能占全球船队水下船体表面的10%。1虽然船舶的所有方面都必须防止硬污垢和生物污垢,但在小众区域过度堆积的风险意味着“关键任务”设备可能会显著下降甚至失效。

以船只的海箱区域为例。这里的积垢会影响箱体冷却器(船只的水冷却系统)的运行功能。箱式冷却器的复杂结构——包括安装在船只侧面的海洋箱中的u型管束,以及进、出口网格——可能会使它们难以有效地覆盖和清洁,并容易让生物污染有机体驻留。这里的污垢,如果足够严重,会影响热交换的减少,导致容器温度不能充分降低,或需要更大的能源来获得目标温度。

为什么生态位区是生物污染生物聚集的有利环境,有几个原因。综上所述,这些区域设计结构的复杂性会使清理小众区域变得极其困难,甚至是危险的。如果在建造过程中没有很好地涂覆,在此之后再涂覆的效果会显著降低。

涂层的损坏也是一个常见的因素,因为生态位区域比船舶光滑的船体区域更容易受到湍流的影响。这可能会导致油漆的降解和功效。此外,生态位区域的性质意味着受限制的水流可以限制某些生物杀菌防污涂层的作用,而这些防污涂层需要足够的水流。

因此,当涉及到生物污染时,我们不能忽视船体水下结构的这些部分。然而,一些迹象表明,全球航运界正在这么做。

评估的问题

生态位区域污染的问题当然不是一个小问题,也不是一个可以或应该被忽视的问题。这种威胁的很大一部分不是来自平坦水下表面的硬污垢,而是这些小生境分布在船舶的水下结构中。

研究发现,尽管船只的扁平水下船体表面的硬污垢覆盖范围不同,但至少95%的全球商业船队都有严重污染的小生境。虽然这是一个适用于所有船舶类型和用途的问题,但在速度较低的船舶上,这个问题明显更严重。45%的低活性船只被发现有> 10%的硬污垢覆盖。相比之下,在活动度较高的血管中,这一比例仅为27%。对于速度较慢的船舶来说,这是一个特别尖锐的问题,部分原因是由于附着容易,这些船舶可能产生更多的生物污染和硬污染。较小的船型也有更大的停顿和停机时间,例如,当乘客上下船时。

具有讽刺意味的是,这些类型的船舶最有可能使用某种形式的燃料技术来支持减排。例如,双燃料发动机,混合动力发动机,甚至全电动发动机。与其他使用重油燃料的大型船舶相比,尽管这些船舶对航运碳排放的影响最小,但它们仍然可以通过污染生态位区域对环境和生态系统造成有害影响。

船体生物污染通过运输入侵水生物种(IAS)对海洋生态系统构成了严重的生物安全威胁。根据国际海事组织(IMO)的数据,在运输国际污染物方面,船舶生物污染已经成为一个与未经处理的压舱水相当(如果不是更重要的话)的因素。事实上,在世界上的一些地方,有证据表明,70-80%的入侵物种是通过生物污染引入的。

如果没有几十年的研究、分析和评估IAS严重性的各种条件,就很难对该问题的长期影响进行任何有意义的详细研究。然而,一个有用的例子可能包括在美国引进斑马和斑驴贻贝的影响,据估计,仅这两种贻贝每年就造成约10亿美元的损失和相关的防治费用。

考虑到这带来的风险和解决利基领域的难度,这在行业中没有得到广泛认可是令人惊讶的。有证据表明,这种情况可能很快就会改变。

增加监管有助于解决问题吗?

无论具体情况如何,我们即将通过广泛的立法来保护我们的水域免受生物污染带来的生物安全风险。事实上,我们看到越来越多的地区为到达和停靠港口的船只设计了新的要求,特别是那些已经拥有许多内陆法规的地区。

近年来,新西兰当局采取了更严格的措施来保护其脆弱的海洋生态系统。2017年,33752吨的韩国散货船DL Marigold号被迫离开新西兰水域,因为它的船体被认为是生物安全威胁,水下表面覆盖着密集的藤壶和管状蠕虫。根据2018年5月生效的新生物安全规定,所有抵达新西兰的国际船只现在必须拥有干净的船体。

同样,加州的港口限制——截止到2017年10月——规定所有300吨或以上的船舶必须在其第一次到达任何加州港口的日历年之前至少24小时完成并提交海洋入侵物种计划年度船舶报告表格。此外,自2018年1月起,船舶必须提交“生物污染管理计划”,并在记录簿中记录所有管理行动。

对许多人来说,这里的挑战是如何越过繁文缛节。这些规定很可能是在船舶进入沿海水域时实施更严格措施的开始,并更加强调船体安全。

随着监管的增加,开发和部署有效的防污剂成为当务之急,防污剂是添加到涂料中以解决生物污染的物质。然而,这里出现了一个新的挑战,因为许多这些活性剂和其他用于减轻污染的工具在世界各地的使用正面临越来越多的限制。对于涂料来说,这主要是因为活性剂的“生物杀灭负荷”。

生物杀灭负荷由复合剂中使用的潜在有害化学物质的水平决定,其中可能包括阻止或根除硬污垢和生物污垢的显著水平的化学物质。许多用于容器涂层的杀菌剂能有效地杀死藤壶和其他形式的污垢。这加大了该行业开发环境和物种友好型系统的压力,既不伤害海洋物种,又不牺牲船只作业的保护,甚至是利润。

虽然这些敏感性和要求可能看起来是一个挑战——甚至可能导致巨大的挫折——但有一些直接的方法可以在符合法规的情况下减少生物污染的风险,而且它们不像当前的问题那么复杂。

找到一个解决方案

对于运营商和船东来说,第一步也是最明显的一步是有效地使用防污涂料,从船舶的发展阶段开始,这将使船舶在未来的操作和维护中处于最佳状态。在容器生命周期的这一阶段,应该花更多的时间和精力,特别是在小生境区域的涂层,在这些区域的结构可能使应用和持续维护非常困难。

并不是所有的防污涂层都是一样的。在考虑哪一种涂料最适合船舶作业时,相比于船舶光滑区域,在低水流条件下需要提高质量的小领域,具有更高抛光率的涂料可能会更有效。

重要的是,当涉及到变化和各种法规时,经营者和所有者应该努力完全掌握所有事实。不同区域的监管挑战可能不同,但欧洲联盟(欧盟)在严格的海洋环境监管行动方面走在前列,对生物杀菌剂的监管严格且不断升级。由于成员国必须就如何批准产品进行辩论,这里的监管环境尤其复杂。

Selektope®该公司获得了欧盟为期7年的批准,目前仍在进行中,预计将在2023年初通过续签。这种药剂是另一种形式的生物杀菌剂,主要是因为它排斥藤壶和其他形式的生物污染,而不是终止;它的实施和获得监管机构批准的能力有很大的好处。

Selektope不是典型的生物杀菌剂。除了它是一种驱蚊剂,而不是污垢物种的终结者,该剂在小浓度下非常有效,它减少了添加它的任何涂层的整体生物杀灭负荷。从监管的角度来看,这是一个明显的主要优势。

结论

与航运业面临的大多数挑战一样,生物污染最终将需要多种解决方案和支持方来帮助保护船舶运营和环境。正如我们在其他部门和问题中所看到的,合作思维和统一心态寻找可行的解决方案将显著加快海事部门应对生物污染及其有害影响的能力。

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参考文献
¹莫泽C.S.;水坝、t;首先,M.R.等人。量化全球商业船舶船队中生态位区域的范围:生物污染“超级热点”的潜力。生物入侵19,1745-1759(2017)。https://doi.org/10.1007/s10530 - 017 - 1386 - 4。