南海海水腐蚀站站位变迁对腐蚀及生物污损的影响初探

为研究实海试验站建设存在的问题,结合南海榆林试验站50多年的运行情况和新建南海三亚试验站近几年的试验,对污损群落的组成变化及对金属腐蚀的影响进行初步梳理和讨论。对海港试验站及海港试验3点初步体会如下:(1)海洋腐蚀受污损生物左右,污损生物种类和数量对不同金属的腐蚀产生较大影响;(2)海洋腐蚀试验站不仅要考虑海域(黄海、东海、南海等),同时要考虑到与污损生物有关的水体环境分类影响。在同一海区,又可因污损生物因素分为港湾型、近岸型、河口型。榆林港属于港湾型,新建的三亚站属于近岸型,榆林站的腐蚀实验结果和新站的完全不同;(3)新建海洋腐蚀试验站要进行该站海域的污损生物调查和评估,生物因素和物理、化学因素同等重要。因此,在进行实海试验时,除标明海区,还需要标明生物分类区。     

青岛中港微型生物膜中污损细菌群落初探

本研究拟通过揭示微型生物膜中的细菌群落特征,为污损生物学和海洋腐蚀学的微观研究提供参考和启示。试验采用3种方法:传统稀释涂布法、流式细胞仪计数法以及16srDNA扩增子高通量测序对青岛中港冬季海水以及玻璃板中微型生物膜中的污损细菌群落结构进行分析。试验结果表明冬季海水表层和底层中细菌的浓度分别为3.0×10~8 CFU/L和6.9×10~7 CFU/L,表层和底层玻璃板微型生物膜中的细菌浓度分别为7.2×10~7 CFU/L和2.1×10~7 CFU/L,海水和玻璃板中的细菌以Proteobacteria和Bacteroidetes为主。另外,海水中细菌群落结构组成与玻璃板微型生物膜中细菌具有较高的一致性。本研究利用不同的试验方法揭示微型生物膜中的细菌群落特征,对深入研究生物污损,从根本上解决海洋生物污损问题、制定绿色防污措施具有重要的现实意义。     

青岛港湾微型污损生物群落研究——不同涂层的碳钢/海水界面生物膜初探

 海洋微型污损生物膜会影响金属腐蚀过程和防污涂料性能,是污损生物群落的初级食物链,一直是国内外的研究焦点。研究了冬季青岛中港海水中暴露100余天的碳钢表面形成的腐蚀产物膜,以及载玻片、HT防腐涂层和NFGP600防污涂层表面形成的生物膜,采用电化学技术研究材料表面生物膜特征,运用SEM、EDS、XRD表征生物膜形态和物质组成,分析生物膜细菌、硅藻和原生动物的种类及形貌。研究表明,生物膜由细菌、硅藻、原生动物和海水中无机、有机颗粒组成;钢/海水界面同时发生钢的腐蚀和微型生物附着过程,两个过程互相作用使碳钢表面形成不定型、松软、不连续的腐蚀产物膜;防腐涂层表面生物膜由于原生动物对菌藻的蚕食和碳酸盐的存在,形成了较为疏松的生物膜,而防污涂层表面没有原生动物的影响,形成了致密的生物膜,在一定程度上能够隔绝海水环境。     

三亚海洋环境试验站硅藻污损群落初探

【目的】探明海洋工程材料在热带海洋环境试验站硅藻污损群落的组成变化,为研究该海域材料腐蚀、生物污损以及生物多样性提供参考。【方法】取4种材料进行全浸腐蚀试验,定期取出试片冷藏客运到青岛,用次氯酸钠法制成永久封片,在带有微分干涉显微镜下记数,并使用PRIMER 6对硅藻Shannon多样性指数、Pielou’s均匀度指数和Simpson优势度进行计算。【结果】检出污损硅藻16目24科30属61种,其中双眉藻属、菱形藻属和舟形藻属为优势类群;物种多样性指数随时间而增加;热浸锌表面硅藻群落结构变化与其他3种材料有所不同。【结论】在南海热带近岸,材料表面性质对其表面附着的污损硅藻群落有一定影响,其中锌离子的影响较为明显。     

热浸锌材料的生物污损研究

【目的】探讨青岛海域热浸锌材料的生物污损特点。【方法】用富锌材料作对比,于青岛中港进行3年的热浸锌海港试验,对两种材料上污损生物群落的组成和分布情况进行月检和年检,对比不同深度、光照下污损生物群落组成差异,并应用PRIMER 6软件进行污损生物群落多样性分析。【结果】热浸锌试板防污性能优于富锌试板,但随着浸海时间的延长,防污性能会逐渐减弱;试板上污损生物群落和优势种随季节、光照和水深变化而有一定差异;综合考虑各种影响因素,用PRIMER 6软件分析污损生物群落多样性结构,得到的结果与传统分析方法一致。【结论】青岛海域热浸锌材料上污损生物群落组成、优势种类和污损程度受季节、光照、水深等的影响。     

防污涂料/海水界面的原生动物初探

【目的】探讨利用微型生物作为防污涂料防污性能的"生物标示"的可行性。【方法】在总结近几年来海港微型生物试验的基础上,针对在海洋中广泛存在的原生动物纤毛虫进行初步探讨,试图开发原生动物作为防污鉴定的"生物标示"。【结果】在青岛中港进行初步调查,发现在涂有环氧系底漆、有机硅系低表面能防污涂料和亚铜系自抛光防污涂料的试片上共有9类纤毛虫,其中侧口类、管口类和游仆类3类纤毛虫显示出较大活性。从纤毛虫数量及其变化可明显得出3类涂层的防污性能的优劣。【结论】侧口类、管口类和游仆类3类纤毛虫有望开发为"生物标示"。     

青岛海鸥浮码头冬季污损生物调查分析

【目的】为给胶州湾生态评价提供污损生物的基本信息,调查青岛中港服役5.5年海鸥浮码头水中钢结构的生物污损状况。【方法】分析鉴定该浮码头冬季污损生物的稳定群落结构及其分布,并与50年前的调查结果进行对比。【结果】青岛中港冬季稳定群落基本结构为多年生固着生物,牡蛎(Ostrea gigas thunberg)和藤壶(Balanus sp.)为底层,其上为附着型的海鞘(Pyrosomella verticilliata)、贻贝(Mytilidae)和苔藓虫(Bryozoa),表层为地毯式复海鞘、苔藓虫、海绵(Reniclonasp.)、水螅(Hydra)和海葵(Sea anemone)等;去除多年生固着生物(藤壶、牡蛎)及附着型的扇贝,服役5.5年浮码头最大单位面积污损重量不足1.0kg/m2。【结论】相比50年前,青岛中港污损生物群落结构及附着量都发生显著变化,建议把胶州湾污损生物生态研究纳入胶州湾海洋生物生态系统的研究中。     

三种锌防腐层的海水腐蚀与防污性能初探

【目的】探讨热浸锌、冷镀锌及富锌涂料3种锌防腐层的防腐和防污性能。【方法】分别制作热浸锌试板、冷镀锌试板和富锌涂料试板,然后通过螺栓将其紧固到塑料固定装置上放入海中进行试验,定期进行试板锈蚀及生物污损现场检查,并于1.5年后对出现在试板上的生物进行刮取、分类、称重,以检测试板的腐蚀情况。【结果】经历1.5年的海港试验,3种试板上的生物种类以及质量由小到大依次为热浸锌试板、冷镀锌试板和富锌涂料试板;热浸锌试板和冷镀锌试板的镀锌层完整无裂纹、无锈点,而富锌涂料试板涂层开裂起皮、锈蚀失效,生物污损程度高于热浸锌试板和冷镀锌试板的镀锌层。【结论】热浸锌对污损生物的排斥能力大于冷镀锌和富锌涂料。     

南海东部海域不锈钢紧固件的腐蚀失效分析

【目的】为配合南海东部海区的海洋环境调查,研究该海区不锈钢紧固件发生的腐蚀现象。【方法】使用奥氏体不锈钢紧固件,利用海洋平台钢桩和不锈钢钢缆紧固相应的调查设备,通过一年的海试,检查该类不锈钢紧固件的腐蚀情况。【结果】不锈钢紧固件腐蚀严重,不同形状的材料腐蚀部位和程度不同。不锈钢的腐蚀主要表现为点蚀和隙缝腐蚀等局部腐蚀,严重时穿孔、断裂失效。【结论】建议在海洋金属结构中尽量使用同牌号同批次的同种金属材料,以确保材料电极电势相同,减小宏观电池的形成;若确实需要使用异种金属,必须对异种材料间进行电绝缘。     

海洋污损生物对海工混凝土工程腐蚀性分析

海洋环境的复杂性,特别是污损生物的长期附着作用,会对海工钢筋混凝土工程造成严重腐蚀。本文结合国内外现有的研究结果以及中科院海洋研究所早期的污损生物腐蚀相关实际工程研究,从海水/混凝土界面污损生物群落的形成,污损生物对混凝土表面涂层的破坏、对混凝土本体和钢筋可能的破坏过程等几方面,对污损生物附着和腐蚀作用机制进行深入探讨。海洋污损生物的群落附着机制复杂,对钢筋混凝土结构的腐蚀过程也呈多样化,有待深入研究。