海洋生物污损舰船将降航速10%
2010-03-11 08:36 | 搜狐 配套动态
生物污损是一个老生常谈的问题了,自打人们开始造船,这种固着的水生生物就没有少过,它们随时会附着在船体上并把船体当成安家的理想场所。全世界的海军和航运业都清楚,带着这些附着在船体上的五花八门的水下野生生物航行会给船的性能、速度和燃料消耗带来巨大的不利影响。
美国海军研究室称,黏性的表层生物膜形式的细微污损会给船的航行增加高达20%的阻力,而由大一些的有机物——一般来说是藤壶——所造成的大面积的污损则能将航行阻力增大超过60%。美国海上作战中心推测这将使船的航行速度下降10%。对美国海军而言,这意味着他们得在年度军费上额外增加十亿美元用于计划外的燃料和保养。
但是显然这一问题影响的不仅仅是战舰,在当今的经济环保型社会里,生物污损对所有的舰船都有重大的影响,特别是2009年12月份联合国哥本哈根气候变化大会召开在即,这一问题更是显得尤为突出。在有关部门希望把焦点——至少是部分焦点——落到国际航运排放问题上的时候,好消息出现了,那就是抗污损涂层技术的发展开始向世人展示如何解决生物污损问题。
作为国际尖端的抗污损涂层技术,Intersleek 900是一款含氟聚合物的涂料,它表面非常匀和、光滑、摩擦力小,从而能防止海里的有机物附着在涂装过的船体上,同时这款涂料还承诺保证将船的能耗和排放均减少6%。因此,据估计如果将所有的船都涂上Intersleek 900,那么世界二氧化碳的排放量将减少6千万吨。
毫不奇怪,全世界的海军和商业船队中绝不乏购买者。2006年,悉尼港国际镍业公司的船只首次涂装了这种涂料,而挪威的Farstad航运公司——曾获得过许多权威的环境奖项——也已经为其新建的船只“远东小夜曲”(Far Serenade)选择了Intersleek 900。
这一产品也提供给了一些海军部队,这其中最引人注目的就是最近被英国皇家海军皇家方舟号航母所采用。据估计,涂装皇家方舟号将使其能耗和排放均减少9%。
作为世界上最大的海上部队,美国海军总是有相当多的研究预算,这其中很大一部分近年来被用以研发一套创新的解决生物污损的办法。2009年10月,皇家港号巡洋舰的水下船体采用了这样一种新型涂料并开始了海上试航,以检测这种涂料实际的性能和优点。这一工程成为了舰队备战研发项目计划的一部分,并采用了项目经理皮特•克里斯蒂森所称的“硅基、无毒技术,能使船体表面非常平整、光滑、摩擦力小”。这一涂层的性能计划在未来的12到18个月内接受检测,以评估计划节省油料的准确度,即预计的对于导弹巡洋舰来说一年能节省18万美元。
然而,一些研究一直在检测其它潜在的不同寻常的方法,而不仅仅是让船体表面越来越光滑。这其中尤其有两项强力无毒的防生物膜技术似乎极具潜力:小型鲨鱼和两性离子涂料。
小型鲨鱼是佛罗里达大学材料科学与工程教授托尼•布伦南心血的结晶,这起源于他对某些海洋物种比如鲸鱼易被藤壶附着,而其它物种则不然的原因的探究。对鲨鱼的研究使得布伦南教授得出结论,即鲨鱼皮肤独特的结构加上其与生俱来的抗微生物的属性,使其免遭污损有机物的侵害。这一结论促使其开始在实验室模拟鲨鱼的皮肤并最终开始发展新型的仿生涂层技术,这一技术目前在防止生物污损方面效果显著。
在美国的另一边,华盛顿大学内,美国海军正在资助江绍毅教授的研究,他用加入了两性离子(混电荷)化合物的涂料来防止生物污损。尽管化学性质稳定,但这种涂料本身所带的平衡混合的正负电荷阻止了生物分子和有机微生物的附着,在实验室测试阶段及海上试航中都有效的保护了船体,使舰船免遭生物附着。
这些技术在实践中最终效能如何显然还需拭目以待,一种采用纳米级微粒模拟海豚皮肤的“小型鲨鱼”类型的防污损技术早在2002年就曾被克伦•伍利教授提出,但此后似乎没了下文。然而,如果布伦南教授和江教授的研究方向正确,那么抗污损涂层在未来将会大有不同。
除了油耗和碳排放,生物污损在环境和经济方面可能造成的后果似乎更为严重。在乘坐猎犬号皇家海军舰艇进行了五年的航行之后,查尔斯•达尔文首次提出船体上的污损可能是将非本土物种带入新水域的重要媒介。大约170年后,尽管计划从单个的滨海地区如澳大利亚和夏威夷开展此项调查,但严格的检测还是从最近才开始的,根据一些估算,40%–60%的非本土传播可能是通过这种方式。
在2008年的生物污损及压载水管理国际会议上,国际海事组织秘书长艾夫西米欧斯•米乔普洛斯宣布了一项措施用来判定最佳的开展此调查的方式。但是如果海船涂料的最新发明能够达到预期效果,生物污损真的成为过去,这一措施可能在很大程度上没有必要。
或许需要提醒一下,环境和经济之间极少达成这样的双赢结果。
(Far Serenade号)