一个日益严重的问题：海洋涂料如何发展以应对生物污垢

慧正资讯：与目前的大多数行业一样，航运业减少排放的需求正在加速。作为世界碳足迹的主要贡献者之一，也是碳足迹特别难以减少，该行业正在努力寻找可行的解决方案，以尽量减少其对气候的影响，同时保持商业和运营效率。尽管个别企业有 ESG目标，但监管机构增加了航运的环境要求，例如来自 国际海事组织(IMO)的要求，从而加剧了社会压力。

国际海事组织是一个联合国机构，负责监管从安全问题到安保，再到如前所述的环境问题的航运。国际海事组织的温室气体减排目标指出，到2030年，航运必须将其二氧化碳排放量至少减少40%。

现在，距离实现这一目标还有不到十年的时间，海运必须解决所有脱碳路线，尤其是那些仍然隐藏的贡献者。

生物污垢如何成为重要的参与者

由藤壶等生物引起的硬生物污垢会对船体产生一些最高水平的水动力阻力，并且被认为每年会在整个海运业中增加约 1.1亿吨的过量碳排放——这与航运业实现碳排放目标形成直接对抗。

事实上，Michael P. Schultz于2011年进行的一项研究表明，一艘有10%藤壶污垢的海军舰艇需要多增加36%的功率来保持相同的速度。简单的硬污垢会显著增加船舶的燃料消耗，从而增加其排放。

虽然生物污垢的存在是一个非常现实的挑战，但很难获得其频率的确切数字。然而，人们对船体脏污的成本影响有一些了解。由I-Tech和独立海洋涂料咨询公司Safinah Group在2020年发布的一项研究的数据估计，硬生物污垢使航运的年度燃油费用增加了约60亿美元，主要是由于这些燃料消耗率。

如果全球船队现在不解决严重的生物污垢，这些金额可能会增加。在过去12个月多的时间里，船舶停机时间达到了前所未有的水平，也被称为“空转”，因为全世界都在努力应对大流行及其持久影响。闲置船只更有可能受到生物污垢问题的影响，部分原因是缺乏频繁和高速移动，部分原因是缺乏维护。

然而，导致硬污垢情况增加的不仅是完全停机时间。根据 I-Tech和Safinah Group的说法，对所有船舶类型的观察表明，活动性较低的船舶的硬污底频率相对较高。事实上，在接受调查的低活动船舶中，45%的硬污垢覆盖率超过10%，而在高活动船舶中，这一比例仅为27%。

当然，闲置或低活动时间会因全球变暖引起的水温上升现象加剧，为生物污垢创造了主要环境，特别是在已经被视为藤壶等“热点”或“红色区域”的地区和其他类型的生物污垢。

生态位领域：更多隐藏点

尽管数据很难获得，但诸如靴顶、海水箱、螺旋桨和格栅等生态位区域可能占全球航运船队水下船体表面总面积的 10%^[1]——这一数字并非微不足道。I-Tech和Safinah Group的研究发现，至少95%的全球商业船队存在严重污染的利基区域，这不仅增加了与船舶运营效率相关的风险——利基区域污垢会显着影响船舶的技术能力- 但它的生物安全也是如此，作为入侵物种的载体。

根据国际海事组织的说法，几项研究已经确定，船舶生物污垢对于引入入侵水生物种而言，即使不是比未经处理的压载水更重要，也是一个可比的因素。在世界的某些地区，有证据表明70-80%的入侵物种引入是通过生物污垢引入的。因此，当谈到生物污垢时，我们不能忽视船体水下结构的这些部分。并且越来越多的以区域为重点的立法旨在保护当地的海洋生态系统。

随着新立法的广泛出台，所有运营商和船东都需要积极主动，以确保他们遵守有关船体污垢和生态系统保护的任何规则。但是，为什么首先在生态位区域会如此普遍地发生生物污垢呢？

生态位区域限制了水流，限制了需要水流去除涂层顶层的生物杀灭涂层的作用。这意味着耗尽的杀生物剂形成了厚厚的“浸出层”，从而阻止了防污涂层的正常作用。同样，这些区域通常容易受到更大的湍流影响，与更容易、光滑的船体区域相比，对涂层的影响更大。

然而，挑战往往在此之前开始，即应用程序发生时。众所周知，生态位区域难以进入，维护起来也很危险。相比之下，这些区域有时在表面处理和涂层覆盖方面没有得到适当的关注。

改变涂层的应用方式和选择哪些涂层是解决生态位区域污染的关键。即使是最好的防污涂料，如果使用不当，也不会产生令人满意的效果。通常，生态位领域没有得到应有的关注。表面处理应与船体其余部分的质量水平相同，应用质量也应在同一水平上进行，包括薄膜厚度测量。

同时，用于船体的污垢控制解决方案可能不是生态位区域的理想选择。应使用在生态位区域的不同水动力条件下工作的污垢控制解决方案。这可能是更高的抛光漆，其设计用于在较低的船速和较长的空转时间下工作。或者，可以增加杀生物剂的释放速率以具有类似的生物污垢预防效果。

如何降低生物污垢的风险？

更普遍地，在与生物污垢作斗争的过程中，需要检查的一个关键领域是涂料的闲置期保证。大多数添加到船舶涂料中的防污剂只能提供14-21天的空闲时间保证。然而，考虑到我们迄今为止所看到的意想不到的静止期，船东需要考虑这是否适合他们，特别是如果他们将经常光顾不断扩大的“生物污垢热点”。一些船东可能会受益于30天的闲置担保，这在含有相对独特的藤壶防污剂的防污系统中发现，例如 Selektope®。

活性防污剂Selektope®的作用是排斥生物体，而不是杀死它。Selektope® 旨在应对最恶劣的污垢条件，例如在生物污垢高风险区域长时间闲置。然而，作为大多数杀生物剂中的非典型产品，Selektope® 以纳米摩尔浓度提供功效，实现与竞争对手杀生物剂相同的效果，但用量要低得多，从而降低了总体杀生物剂负荷。 

[1] Moser,C.S., Wier, T.P., First, M.R.等人。量化全球商船队中生态位区域的范围：生物污垢“超级热点”的潜力。生物入侵191745–1759 (2017)。https://doi.org/10.1007/s10530-017-1386-4

I-Tech是一家生物技术公司，开发了Selektope®产品，这是一种活性剂，可防止藤壶附着在水下表面，如船舶和船体，以及其他海上设施。通过提高船用涂料系统（例如防污涂料）对藤壶生长的抵抗力，可以降低燃料和维护成本。I-Tech 已获得Selektope®的必要监管批准，并拥有多家世界上最大的船舶防污涂料制造商作为客户。