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1、海洋生物污损研究进展李丹丹47号材料与化工学院生物工程专业2班摘要本文介绍了生物污损的危害，还介绍了新型防污技术以及海生物附着特点和机理以及防海生物污损材料的研究现状。低表面能涂料是当前广泛使用的防污材料，其利用自身表面能低的性质使海生物在舰船上的粘附力下降，进而达到防污损目的。超疏水材料和仿生材料在自清洁、防腐蚀等方面所展示的独特性能。关键字危害机理新型方法材料一生物污损的危害海洋附着生物也称海洋污损生物，海洋污损生物是指生长在船底、管道、浮标和人工设施上的动、植物和微生物的总称。许多种类,如藤壶、牡蝎、贻贝等常附着于船底、
2、浮标、管道和水下设施上,致使船舰航速下降,燃料消耗增加,因此对海防、海运交通、沿海工业和渔业常造成极大危害。据美国统计,每年因污损生物引起的经济损失达7亿美元,英国统计每年达5千万英磅,1969一197。年在日本广岛因爆发性出现盘管虫,使牡蜗业损失达30亿日元。所以,海洋污损生物的危害及拄防治问题,多年来一直为世界各滨海国家所重视。海洋中约有400压500种污损生物附在所有污损生物中有半数以上浮游在海岸和港湾处,这些生物生长在船底、浮标、输水管道、冷却管道、沉船、海底电缆、木筏、浮子、浮桥、网具和海洋监测仪器上,并在这些设施表
3、面上的积累、定居、及繁衍等,久而久之,就形成了一层坚固的、粗糙的、厚硬壳层。从而引起了船舶及海上建筑的防腐蚀保护层的损坏,加速了金属构件的腐蚀,降低了船舶和海上建筑物的使用寿命,造成了相应的危害。它们附着于船底,会增加航行阻力、降低船速、多耗燃料:附着于海洋养殖网具,会造成网眼堵塞、降低海水交换效率,可导致海水养殖鱼贝类发育不良甚至死亡;附着于海水管路内壁,会引起管路堵塞,从而酿成重大事故:附着于海洋监测仪器上会导致仪器信号失真、性能下降。二深入探索污损生物附着机理5许多大型污损生物如藤壶、牡蛎和贻贝等在附着时,都会分泌一种特
4、殊的生物胶质来将其牢固地黏附在附着基体表面上.这种生物胶质黏结强度较高,黏合速度快,可在水下迅速聚合固化,且极难降解.因此需要对其进行详细的研究,彻底查清其黏附特点和交联聚合作用机制.若能弄清其结构组成及聚合固化机理,便可针对这种生物胶质的黏结过程和固化机理,通过人为因素来干扰其形成或交联聚合过程.目前已经对海洋生物分泌的生物胶质进行了一定程度的研究工作,但是对于组成胶质的蛋白质结构及黏附过程中各因素之间的相互作用并没有彻底了解清楚(2).因此,今后的工作重点应放在进一步探讨海洋生物胶粘物的结构、组成及黏附机理上,寻找干扰或抑
5、制液态胶交联聚合过程的方法和技术,阻止从液态到固态这一转变过程的发生.除生物胶质以外,影响海洋生物附着的因素还有很多.水温、盐度、pH值、离子浓度、海水溶氧浓度等都会对其造成一定的影响.研究表明,蔓足类生物的附着不仅受水温、盐度的影响,还与光、附着基色、水深和水流等因素密切相关.综上所述,如能彻底了解海洋生物胶质黏附的深层次原理并掌握污损生物优势种的发育特点及关键时期、附着过程、变态规律等信息,便可以通过相应手段对其进行干扰,有助于开发新型防污技术.三新型防污除污技术(一)微生物粘膜防污技术海洋结构物表面附着的微生物粘膜是一个
6、可控制的复杂生态系统,一方面与污损生物群落的形成和发展密切相关,另一方面对涂料膜中毒料的渗出起着重要作用.Egan等发现用从石莼表面分离出的两种细菌经培养形成菌膜后,能有效抑制藻类孢子和无脊椎动物幼虫的附着;高运华等从防污涂料表面细菌粘膜中分离出具有抑制附着作用的细菌菌株(Q193)并用其制成人工细菌粘膜,在一定时间内可以有效地防止生物污损.因此,深入细致探讨微生物粘膜中的细菌对其它生物所产生的抑制作用,将有助于开发新型防污产品.(二)表面植绒型防污技术表面植绒型防污技术是一种新型的表面防污技术,其防污原理是在涂料表面生成一层
7、类似于微生物鞭毛的不稳定结构,鞭毛结构在海水的冲击下会不停地运动使污损生物的孢子和幼虫难以在其表面附着,因此可以起到十分良好的防污效果[53].相对于传统的防污涂料,表面植绒型防污技术不采用毒物、使用中不会产生有害化学物质消耗,因此其具有环境友好、长效广谱的优点(3).(三)纳米防污技术近些年来纳米技术经历了突飞猛进的发展,取得了十分突出的成绩和令人瞩目的成就.5现有的防污技术中有机锡防污剂已全面禁用,有机杀生剂和普通氧化亚铜的长效防污性能不能满足要求,在这种情况下,将传统防污技术与纳米科技相结合为防污技术的发展提供了一个新的
8、方向[49].将纳米科技应用于防污技术,可以有效提高防污剂的活性,延长其使用寿命并使防污剂中的毒物得到充分利用.将其应用于表面涂料还可以使涂料得到更加优异的物理化学性能.采用纳米级的氧化亚铜结合高效杀生剂制成纳米防污涂料,包裹在基料中的氧化亚铜不会随海水的冲刷而流失,但是可以
