全球航运业面临海洋生物污损挑战 新型防污技术亟待生态安全突破

近年来,船舶船体附着藤壶、贻贝、海藻等生物的“生物污损”问题受到航运与海洋环境领域持续关注。

业内人士指出,生物污损看似只是“船底长东西”,却直接关系航运效率、燃料成本以及减排目标的实现。

特别是在全球航运业加速推进节能降碳的大背景下,如何处理“减污”与“防污”的平衡,成为绕不开的课题。

问题:船底附着物成为航运“隐形阻力” 所谓海洋生物污损,是指微生物、藻类以及藤壶等水生生物在船舶、海上平台、养殖设施等表面定殖并逐步形成覆盖的现象。

相关研究表明,即便在污损形成早期,仅出现黏液膜等轻度附着,也可能使船舶为维持既定航速所需动力明显增加,并带来排放上升;一旦形成藤壶、贻贝等硬质污损,在极端情况下动力损失可大幅攀升。

多方行业统计亦显示,生物污损会显著推高燃油消耗。

对依赖规模化、长航线运营的远洋运输而言,这种“日积月累”的损耗,最终会反映在企业成本、航线时效与供应链稳定性上。

原因:自然附着机制叠加“高频航行场景” 海洋生物附着具有天然趋附性。

海水中大量微生物可在固体表面迅速形成生物膜,为后续藻类、藤壶、贝类等更高等级附着创造条件。

船舶长期浸没、停泊频繁、港区水动力条件变化以及船体表面微损伤等因素,都会增加附着概率。

与此同时,全球航运活动密集,船舶跨海域流动使附着生物随船迁移,客观上也加大了外来物种扩散与海域生态扰动的风险。

换言之,生物污损既是“力学问题”,也是潜在的“生态问题”。

影响:能源成本上升与生态风险并存 从经济与减排角度看,船体阻力增加意味着更多燃料消耗和更高的温室气体排放强度,既影响企业效益,也与国际航运减排趋势形成矛盾。

对港口管理和海洋环境而言,生物污损还可能带来生物跨区域传播、局部生境改变等连锁效应。

为应对上述问题,防污涂层成为目前最常见且效果较为明确的技术路径之一。

市场调研显示,铜基防污涂层在全球防污涂料市场中占有较高比重,亚太地区投入亦处于领先位置。

其基本逻辑是通过释放具有抑制附着作用的活性成分,降低生物在船体表面定殖的可能性,从而维持船体光洁与航行效率。

但值得警惕的是,铜并非单纯的“防污工具”。

铜是海洋生物必需的微量元素,参与多种酶促反应与代谢过程,对部分无脊椎动物的生理功能也具有重要意义。

然而研究表明,铜在一定浓度之上会对鱼类和甲壳类等产生不利影响,表现为感官能力受损、繁殖成功率下降、幼体死亡风险上升等。

更重要的是,铜离子可通过与矿物、有机质络合等方式在沉积物中累积,并在水流扰动、锚作业、渔业活动等情况下再释放,导致局部海域铜含量短时升高,增加生态中毒事件发生概率。

在相对封闭或交换能力较弱的海湾、港池等水域,这种累积与释放过程更值得重视。

对策:从“单一防污”转向“综合治理” 多位业内专家认为,治理生物污损不能只盯着“涂什么”,还要形成覆盖设计、运营、监管与技术迭代的系统方案。

一是推动防污材料绿色升级。

在确保防污效果的前提下,提升涂层耐久性、降低有害物质释放强度,探索低毒、无毒或物理型防污策略,逐步减少对高风险化学释放路径的依赖。

二是强化港口与船舶运维管理。

优化停泊与清洁维护策略,推广基于航线、航速、停泊周期的精细化管理,降低生物膜形成窗口期。

对清洗产生的废水、沉渣等进行规范处置,防止“船体变干净、海里更脏”的转嫁式治理。

三是完善监测评估与分区管控。

在重点港区和相对封闭海域加强铜等活性物质的环境监测与风险评估,结合水动力条件、沉积物特征与生态敏感区分布,实施差异化管理措施。

四是以减排目标牵引技术迭代。

生物污损带来的燃耗增加与排放上升是可量化的,建议将其纳入船舶能效管理和绿色航运考核体系,通过经济与政策工具推动行业采用更清洁的防污与维护方案。

前景:海洋酸化背景下风险可能被放大 值得关注的是,全球气候变化带来的海洋酸化正改变海水化学环境。

研究指出,海洋酸化除了影响珊瑚、贝类等钙化生物,还可能增强铜的生物可利用性与毒性效应,降低部分敏感生物的耐受阈值。

这意味着在未来海洋环境条件变化的背景下,即便铜排放水平不增加,其生态影响也可能加重。

综合来看,生物污损治理已不仅是航运企业的运营问题,更与海洋生态安全和气候应对相互交织,亟需以更长周期视角推进技术替代与制度完善。

海洋生物污损问题与防污漆的生态隐患形成了一个典型的发展困境:为了解决航运效率问题而采取的措施,却在不知不觉中对海洋生态造成了新的伤害。

这启示我们,在应对环境问题时,不能只看眼前的利益,更要考虑长期的生态后果。

随着气候变化加剧和海洋酸化持续推进,传统的防污方案已难以适应新时代的要求。

只有通过科技创新、政策引导和全球合作,才能找到既能满足航运需求又能保护海洋生态的可持续解决方案,这也是实现绿色航运、保护海洋生态文明建设的必然选择。