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【科普】船舶防污底系统的危害和控制

精艇网 2015-12-11 来源:中国海事
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船舶有害防污底系统的危害

     有害防污底系统在驱除或杀死象管虫、藤壶、贻贝和藻类等污着生物(Fouling organisms)的同时,也对非目标生物构成威胁。例如TBT能使海洋生物致死或致畸,破坏生态平衡,使养殖和捕捞业减产,还能在经济鱼类和贝类体内蓄积,间接地对人类健康产生危害。下面以TBT为例说明含TBT的有害污底系统的危害。

1、TBT的作用机理

     所有类型的含TBT的防污漆的防污机理都是靠TBT的缓慢溶出释放到水中,驱除或杀死生物,以达到阻止它们在船体上附着的目的。

     早期含TBT的防污漆,是将TBT分散到树脂基质中。当船体上的防污漆与海水接触时, TBT就会溶出进入海水中,杀死藤壶、软体动物和藻类等海洋生物。由于TBT是自由分散在防污漆中,也就是说是自由溶解型,无法控制其溶出释放速度,所以这种防污漆在开始时,TBT溶出速度很快,防止污着的作用明显,但到了后期,随着防污漆中TBT越来越少,防污作用也越来越小。一般是18-24个月,防污漆中的TBT就会耗尽。

     到60年代未,防污漆的生产有了一个重大的技术突破,就是把TBT化合到聚合物基体上形成共聚物。这种防污漆的特点是,当与海水反应时, TBT与聚合物一起释放,表层消耗完后,海水再与下一层TBT与聚合物的共聚体反应。这样,一层一层地消耗,从开始到最后, TBT的释放速度是均匀的,所以在整个有效期内防污性能是同样的。这种防污漆被称为“自消耗防污漆。使用这种防污漆可使船体保持60个月不发生污着,大大地延长了坞修的间隔,很受航运界的欢迎。

2、TBT对海洋环境的危害

1)发生危害的原因:

     TBT是人为引入海洋环境•的毒性最大的物质之一。它对海洋生物的急性中毒最小浓度是10-1-10u g/l。有实验表明,0.1 u g/lTBT作用12天能使巨蛎幼体全部死亡。应该说明的是,我们这里所说的危害并不是因为TBT的毒性大,因为它的防污作用机理就是靠毒性去杀灭污着生物,它的毒性并不是我们今天关注它的问题所在。我们这里所指是在杀灭污着生物之外,对海洋环境造成的其他危害。危害的发生与以下因素有关:(1)降解慢,在环境中残存时间长(2)生物的富集和积累作用。

2)危害的表现:

1.急性致死作用

     TBT在杀死船体污着生物的同时,还能杀死非目标生物。试验表明, TBT对鲤鱼的急性毒性试验48hLC50是3.03 u g/l;对日本沼虾48h LC50是2.22 u g/l,一般说来, 10-1-10 u g/l的浓度即可导致海洋生物急性中毒,由此可以看出TBT的毒性很大。

2.慢性致毒作用

     水体中TBT的浓度在10-3-10-1 u g/l可导致海洋生物慢性中毒。慢性中毒的表现有:肾中毒、肝胆中毒、繁殖成活率低、代谢异常、大脑水肿、生长速度降低和抵抗力降低等。

3.致畸作用

     80年代初,法国沿岸生长的牡蛎因TBT污染导致幼体死亡率高并且贝壳畸形,引起牡蛎市场价格暴跌。经研究认定TBT是通过扰乱钙的代谢造成牡蛎贝壳畸形的。随后,在英国沿岸发现由于荔枝螺的性畸变导致种群的数量下降。后来,在世界上的许多海域都发现了螺类的性畸变。最近的统计数字显示,受TBT的污染危害,世界上有100多种螺类有性畸变的发生。螺类的性畸变是TBT等有机锡很典型的毒性效应之一。甚至可以用螺类的性畸变作为有机锡污染的指示剂。能导致性畸变的有机锡有TBT,TPT(三苯基锡),TPrT(三苯基锡)和MPT(一苯基锡),其中TBT和TPT效应最强。1 u g/l浓度TBT即可引起荔枝螺和疣荔枝螺的雌性个体发生性畸变。性畸变的结果,使其无法繁殖,最终导致种群数量下降或灭绝。

船舶防污底系统的控制

1、国际立法方面

     2001年10月5日,国际海事组织控制有害防污底系统外交大会批准通过了《控制船舶有害防污底系统国际公约》及其相关决议。由于未达到生效条件,该公约目前尚未生效。

1)公约对防污底系统的控制

     当事国须禁止和/或限制在适用本公约的船舶上施涂、重涂、安装或使用有害防污底系统。

2)对含有机锡的防污底废弃材料的控制

     当事国须在其领土内采取适当措施要求以安全和对环境无害的方式收集、操作、处理和处置在施涂或清除含有机锡化合物作为杀虫剂的防污底系统时产生的废弃物,以保护人类健康和环境。

3)公约执行船舶防污底系统控制的时间表

该公约附件1对船舶防污底系统的控制要求见下表:

【科普】船舶防污底系统的危害和控制

4)公约对船舶防污底系统的检验和文书配备要求

     该公约附件4规定悬挂当事国船旗的船舶从事国际航行的400总吨及以上的船舶在投入营运前须接受须接受第一次签发《国际防污底证书》前的初次检验。检验后签发《国际防污底证书》。改变或替换防污底系统时须进行检验,改挂另一国国旗时须取得新的证书。

长度24米及以上但小于400总吨的国际航行船舶须携带一份由船舶所有人或船舶所有人的授权代理所签署的《防污底系统声明》。该声明还须辅以适当的单证(例如油漆收据或承包商的发票)或包括适当的签字。

5)公约对船舶检查和违章调查的规定

     船舶在当事国的任何港口、船厂或近海装卸站,均可受到该当事国授权官员的检查,以确定该船是否符合公约。

     (1)核实船上携带所要求的有效《国际防污底系统证书》或《防污底系统声明》;

     (2) 如果有明确理由相信船舶违反了公约,可以进行全面的检查 。

     (3) 如果发现船舶违反了本公约,实施检查的当事国可以采取措施对船舶予以警告、滞留、驱除或阻止船舶挂靠其港口。因船舶不符合公约而对其采取上述措施的当事国须立即通知该船舶的主管机关。

     (4)任何违反公约要求的事件,不论其发生在何处,都须予以禁止并根据主管机关的法律给予制裁。如果主管机关被告知有违章事件发生,须对事件进行调查,并可要求报告事件的当事国提供所指认违章的额外证据。如果主管机关确认有充分的证据可对被指认的违章事件予以起诉,则须按照其法律使这种起诉尽速进行。主管机关须将所采取的任何措施立即通知报告违章的当事国以及本组织。如果主管机关在接到信息后1年内未采取任何行动,须通知曾报告指认违章的当事国。

     (5)在任一当事国管辖下的任何违反公约的事件均须予禁止并根据当事国的法律予以制裁。

2、一些国家或组织采取的措施

1)通过立法或执行一些规定(不一定是强制性的)控制有害防污底系统

     因为《控制船舶有害防污底系统国际公约》尚未生效,一些国家在寻求国际控制措施的同时,通过国内立法实施有效的控制。如:加拿大、瑞典和荷兰对防污漆中TBT的释放速度提出要求。1982年,针对由于TBT污染使牡蛎贝壳畸形致使市场价格大跌的局面,法国政府采取措施,禁止船长在25米以下的小船使用含TBT的防污漆。类似的禁令随后在英国、美国、新西兰、澳大利亚和挪威颁布。日本是一个航运业发达的国家,在港口水域调查中,发现其周围的水域也存在严重的TBT的污染。1989年,日本造船协会禁止使用含TPT的防污漆; 1990年,禁止在船舶上使用含TBT的防污漆;1997年,全面禁止了含TBT防污漆的生产。

     欧盟于2003年4月14日通过了EU/872/2003规则,根据该规则,从2003年7月1日起,欧盟的船舶不能使用含有机锡(如TBT)作为杀虫剂的防污漆,并且从2003年7月1日以后船舶使用、更改或替换防污底系统时,须将作为杀虫剂的有机锡(如TBT)从船壳上清除或将其密封。从2008年1月1日起,欧盟的船舶或进入欧盟的港口或码头的船舶都要将作为杀虫剂的有机锡(如TBT)从船壳上清除或将其密封。

     英国皇家造船工程师学会根据控制有害防污底系统公约或一些其他相关的规定提供船舶检验服务,并签发一个自愿申请、非强制性要求具备的符合证明。

     我国也于2003年发布了“《不宜在船舶有害防污底系统中使用充当杀虫剂的有机锡化合物》的公告”,该公告“提请各有关单位注意,2003年1月1日后,不宜在船舶的防污底系统中再使用充当杀虫剂的有机锡化合物,以免将来就此构成违章责任。”由于目前控制船舶有害防污底系统公约尚未生效,国内也没有相关的法律可循,而实际趋势是将来对有害防污底系统的控制是势在必行的,一旦执行时将产生追溯力;同时,象欧盟这样的区域已经制定了实行控制的计划,到2008年不符合要求的船舶到该区域将成为违章船舶。所以,我们要通过多种途径(目前是非强制性的)促使我国航行国际航线船舶的有害防污底系统在船上消失。

2)通过制定技术标准、研发替代产品减轻危害

(1)制定海水水质标准

     由于海洋生物对TBT的富集和积累作用,为了确保养殖或捕捞的海产品不会对食用者产生危害,一些国家在海水水质标准中加入了TBT的浓度限制。日本的标准:在开放海域是10-3 u g/l,在港口、船坞附近的水域是10-2 u g/l;法国的标准是0.02 u g/l;英国的标准是0.002 u g/l。

(2)建立测定TBT释放速度的方法

     限制防污漆中TBT的释放速度是目前减少TBT污染的有效措施之一。为配合这一措施的实施,国际标准化组织(ISO)在原有的测定方法(ASTM D5108-90)基础上,又制订了更加科学的防污漆中杀虫剂释放速度的测定方法(ISO/DIS 15181),该标准包括三部分:防污漆中杀虫剂提取的一般方法;铜基杀虫剂及释放速度的检测方法;含有机锡杀虫剂及释放速度的检测方法。

(3)提出防污漆的评价程序和标准

     无论对现在正在使用的或研制的含有毒成分的防污漆应该有一套科学合理的评价方法,以防止用一种对环境同样有害的物质替代另一种。评价的标准中,既要考虑环境因素,还要兼顾社会、经济和航运业的行业特点。许多国家正在做这方面的工作。

(4)研究、生产TBT的替代产品

     为了生产出能替代TBT的船舶防污漆,许多国家的研究机构和生产商都开展了这方面的探索和试验,主要成果有:

     a.用含铜化合物作为船舶防污漆中的杀虫剂成分。

     b.用ZPT(Zinc pyrithione琉氧砒啶锌)与氧化亚铜结合的杀虫剂代替TBT。ZPT已经被许多国家注册作为船舶防污漆中的成分,仅在日本就有3000多条船使用含ZPT的防污漆。

     c.通过研究得知,海洋中的珊瑚和海绵因其活性代谢产物角蛋白胺(Ceratinamine)和绥贝胺(Mauritiamine)有驱虫、杀虫作用而不被污着。这两种物质己被人工合成并用做杀虫剂。

     d.采用铜镍合金做船壳的结构材料能有效地防止污着生物的附着。

     e.“Sea Nine”防污涂料:是一种将异噻唑啉酮作为杀虫剂成分的防污漆。美国的罗姆一哈斯公司因开发成功该产品获1996年总统绿色化学奖。

     f.物理防污方法---希尔达(Sealcoat),希尔达产品于1997年4月在国际上获得专利。

     g."辣素防污漆",系由我国海洋局第二海洋所开发的无毒海上船用防污涂料。

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