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海水网箱养殖防污处理技术

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1.物理防污法

物理防污法是指采用物理手段(如提高流速、过滤、超声波等)来达到防污的目的。物理防污法主要有人工或机械清除法、加大网目法、外罩网衣法以及超声波、紫外线方法等。


人工或机械清除法主要是对已经附着污损生物的网箱进行人工或机械清除。这种方法是应用最早也是比较成熟的方法,但这种方法的主要缺点是不能预防污损的发生,只能在污损发生后进行清理。采取的主要方法包括日光暴晒、捂盖霉变、干燥、热水浴、淡水浸泡、盐水浴,用高压 水枪冲喷,用刷子刷和网衣清洗机清洗等。目前国内网箱的生物污损处理,主要采用人工定期更换网衣的方法。这种方法对于小型网箱尚可接受,但对于大型养殖网箱是十分困难的,且需耗费大量的人力物力,工作效率低、操作频繁;同时不可避免会造成网具的破坏和对养殖鱼类的惊扰。此外,加大网目法针对网目较大时,可供附着的基质相对减少,不利于污损生物的附着。针对这一特点,可以根据实际情况尽量采用大网目网衣,也能在一定程度上减少污损生物的附着。亦可在污损生物大量出现之前在笼外再套一层网目较大的网衣,吸引污损生物附着,待其附着高峰过后再脱掉外层网衣,以达到除污的目的。

除上述常规方法外,国外还有利用电子装置产生超声波,来破坏污损生物的生存环境,利用紫外线杀死污损生物,利用水下机器人进行网衣清洗等。物理防污的方法中,目前最先进的是低表面能涂料防污法。这种防污涂料的主要材料有氟聚合物和以二甲基硅氧烷(PDMS)为基料的硅树脂材料两种。利用这类材料的表面自由能低、污损生物难以附着的特性,从而达到防污的目的。这种防污涂料的最大优点是其环保无毒,不含生物杀生剂,代表了新型防污技术的发展方向。低表面能涂料在船舶上已有超过60个月的运行纪录。

2.化学防污法

化学防污法是指采用化学物质对海洋污损生物进行毒杀,阻止其附着。化学防污法是目前使用最广泛的方法。根据化学物质的加入方式,又可以将化学防污法分为直接加入法、电解法和化学防污涂料法。

(1)直接加入法:直接将一些有防污效果的化学物质加入到海水中,抑制或者杀死海洋污损生物。一般加入的化学物质有液氯、次氯酸钠溶液、二氧化氯和臭氧等。由于液氯在贮存、运输和使用中存在安全问题和环境问题,而次氯酸钠溶液贮存时间短易分解,故该法逐渐被取代。加入臭氧的方法是一种比较新颖的防污方法,与加入氯相比,臭氧具有更强更广谱的杀生作用,而且杀生速度快、无污染。臭氧防污技术有着良好的发展前景,但这项技术还有待于进一步完善。

(2)电解法:电解法是利用电化学的原理,通过电解生成化学物质抑制或杀死海洋污损生物。电解法又可以分为海水直接电解法和电解重金属法。海水直接电解法,一般采用钌钛阳极,直接以海水为电解液进行电解,在阳极产生氯气,氯气与海水反应生成次氯酸盐,利用生成的氯和次氯酸盐来杀死海洋污损生物。与直接加入氯或次氯酸钠溶液防污法相比,海水直接电解法具有安全可靠、使用方便、经济环保的特点。电解重金属法是以重金属(主要是铜)作为阳极在海水中电解,重金属溶解生成重金属离子,利用重金属离子的毒性来杀死海洋污损生物。目前电解重金属防污技术主要有电解铜铝防污技术和电解氯铜防污技术。电解铜铝技术是以铜和铝作为阳极,生成的铜离子作为杀生剂,生成的铝离子形成絮状物作为铜离子的载体,粘附在海生物易附着的地方,起到防污的效果。电解氯铜技术是采用析氯活性阳极和铜阳极,电解时生成铜离子和次氯酸盐,两种有毒物质共同作用达到防污的目的。电解重金属法投资省、运行费用低、安装简单,但它所带来的环境污染以及重金属的消耗制约了这项技术的发展。虽然海水直接电解法已广泛地应用在冷却水系统和海水输送管道的防污上,电解重金属方法也在各种舰船和海洋平台的防污上得到应用,但在网箱防污中还很少采用。

(3)化学防污涂料法:是指在接触海水的表面涂上涂料,涂料中含有化学毒性物质,在海水中这些毒性物质缓慢均匀地释放出来,抑制海洋污损生物的附着和生长。化学防污涂料可以分为溶解型防污涂料和不溶型防污涂料。

溶解型防污涂料是指涂料中的基料在海水中溶解,涂料中的毒性物质随着基料的溶解而释放出来,以此达到防污的效果。常用的涂料一般用松香为基料,毒性物质为氧化亚铜或有机锡。有一种被称作“自抛光型”的防污涂料,主要成分为有机锡和丙烯酸的共聚体。当这种涂料浸入海水中后,毒性物质有机锡缓慢地水解渗出,同时树脂也缓慢溶解并在水流作用下被冲刷掉,使表面保持光滑。这种涂料其实也是溶解型涂料的一种。

不溶型防污涂料是指涂料中的基料在海水中不溶解,而毒性物质在海水中溶解释放出来,阻止污损生物的附着。这类涂料的基料常采用乙烯、氯化橡胶、丙烯酸酯等合成树脂。

防污涂料技术在海洋污损生物的防治方面取得了很好效果,并得到广泛的应用。但由于它所用的毒性物质(主要是有机锡)对环境污染很大,随着人们环保意识的不断增强,禁用有机锡的呼声越来越高。因此,开发环保、低毒或无毒的新型防污涂料,成为防污涂料法发展的方向。

3.生物防污法

生物防污主要有设置引诱性附着器,利用天敌或养殖对象习性和活性物质抑制剂等。

(1)设置引诱性附着器:根据不同种类的污损生物对附着基质有不同喜好的特点,制作引诱性采苗器,在附着期置于水下,使藤壶、贻贝等污损生物的幼虫附着于采苗器上,而不附着于渔网上。过了附着期后将采苗器取回岸上,去除附着物。

(2)利用天敌或养殖对象习性:即在网箱及网笼内适当混养一定比例能摄食污损生物,但没有能力伤害养殖对象生物的种类,以此来控制污损生物。该方法的关键在于找到适宜而且高效的混养品种。如将光棘球海胆与皱纹盘鲍进行筏式混养,以控制养殖网笼上的污损生物;将啃食性的绿鳍马面鲀与其他鱼种混养,利用这些鱼类摄食网衣上的附着物,既清除了附着物、保证了水体交换畅通,又可以将附着物转化为鱼饵料,一举多得,起到网衣“清洁工”的作用。

(3)活性物质抑制剂:生物污损是从微生物黏膜开始的。微生物黏膜形成后,产生的信号(即外源凝集素)是诱导某些无脊椎动物和藻类附着栖息的重要媒剂。因此,可设想利用生物技术研制专一性的抑制剂,来干扰附着生物的幼体及藻类固着行为,或使用那些信号分子的类似物质及其衍生物来堵塞其化学感受器部位,阻止其附着。具有防污作用的生物活性物质,包括有机酸、无机酸、内酯、萜类、酚类、甾醇类和吲哚类等天然化合物。一些海洋生物如红藻、珊瑚等,生活在海中却很少受到污损,人们从这些生物中提取出活性物质,用来防止海洋生物的污损并取得很好的效果。生物防污的作用机理十分复杂,有抑制附着、抑制变态、干扰神经传导(可恢复性麻醉、神经传导)和驱避作用等。目前生物防污法尚处于实验研究阶段,距实际应用还有一定的距离。存在的主要问题是活性物质在海水中很快就释放出去,使用寿命短。未来发展的重点是开发具有缓释作用的生物防污技术,使这项技术尽快用于生产实践中。

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