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海洋生物污损(marinefouling),是指藤壶、水螅、海虹、海藻、石灰虫等海洋生物附着于船底或水下设施浸水表面[1]。污损生物的附着,增加船行摩擦阻力和船体重量,大量消耗燃料,降低船速0·5~2节,它还严重削弱船舶的操作性,降低其使用寿命。为此,要消除污损生物附着,而采用防污剂制成防污涂料是经济和技术上可行且最为有效的手段之一[2,3]。本文旨在介绍防污剂的研究进展,以及新型防污剂的研究方向及现状。

1·防污剂的发展简史

船舶防污至今已有2000多年历史,但是直到19世纪中叶,随着防污涂料(包括焦油、油脂、硫化沥青及硫磺)的迅速发展,防污剂应运而生。这种涂料是在树脂中加入有毒防污剂如铜、砷、氧化汞或铅化合物等,能够很有效地防污。二战后,石油基树脂的出现及砷、汞有机物所引发的健康与安全问题,使得氧化亚铜作为防污剂应用最为广泛。氧化亚铜能有效地抑制很多海洋生物的附着,但对海藻的作用不大,通常与其他毒剂复合使用。20世纪70年代初,以三丁基锡化合物(TBT)作为防污剂的涂料被证明防污效果非常好。特别是应用于自抛光型涂料时效果特别显著,防污效果达到5年以上,从而使有机锡防污涂料迅速得到广泛应用。有些物质,例如DDT、金属铜粉、环烷酸铜、油酸铜、无水硫酸铜等常用在防污剂中作辅助毒料,以补充和调节氧化亚铜和有机锡防污能力的不足。表1比较了这些防污剂的防污活性。


2·新型防污剂

目前可用的(包括潜在可用的)新型防污剂很多,但真正具有实用性的并不多,进入市场的就更少。目前被使用或推荐使用的防污剂见表2。欧洲委员会通过“沿海环境防污剂评价(ACE)”专项(MAS3-CT98-0178),对欧洲各国的防污剂使用情况进行了调查。比如在英国,发现最近10年里,按使用量排序,使用最多的是氧化亚铜,其次就是敌草隆、Irgarol1051、吡啶硫酮锌和苯氟磺胺按使用量排序[6]。欧洲各国在25米以下的船上使用最多的新型防污剂是敌草隆、Ir-garol1051、苯氟磺胺、百菌清以及SeaNine211。虽然一些新型防污剂得到较为广泛的应用,但仍受到多种因素的制约。主要表现在以下三个方面:⑴新型防污剂的毒性。海洋植物对这些新型防污剂中的很多种都显得特别没有抵抗有抵抗力,尤其对于珊瑚,破坏了它们的内共生微藻[7]。而对SeaNine211、百菌清、敌草隆、苯氟磺胺、代森锰和福美锌等的研究表明,它们也显示出强烈的雌激素响应[8]。⑵新型防污剂单独使用的防污效果仍不理想。在短期内,最可行的方式是将氧化亚铜与新型防污剂配合使用。然而铜是重金属元素,大量的铜化合物在海水里会产生“黑色污染”,近年来,欧洲各国已经开始限制铜化合物的使用。研制"无铜"防污剂是摆在防污剂研究人员和生产厂商面前的重要课题。⑶防污涂料中成膜物制约了活性物质的释放,以及活性物质在涂层表面的保持。已有的防污涂料成膜物不完全适合新型防污剂的黏合,防污剂效果得不到充分体现。因为防污剂的应用需要保持一个恒定且理想的小量释放,即在停泊期间也足以保持良好的防污效果,这样才能使涂层的寿命最大化。