陰極電流法防治溫帶海域藤壺污損的研究.pdf

1、海水構(gòu)筑物由于表面附著動(dòng)物、植物和微生物而產(chǎn)生的危害作用稱為生物污損，其帶來的能源消耗和安全隱患一直以來都是海洋工程領(lǐng)域的一大難題。目前工業(yè)中主要有表面處理和電解防污等傳統(tǒng)防治污損技術(shù)，而陰極電流法是指給需要防污損保護(hù)的構(gòu)件直接導(dǎo)通陰極電流而達(dá)到防治污損的目的，在工業(yè)中尚無實(shí)際應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)所研究的陰極電流法采用全新的低壓防污技術(shù)，較其他傳統(tǒng)防污手段具有低能耗、低排放和兼顧金屬防腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)以中國溫帶海域最典型的污損生物藤壺作為防污損

2、實(shí)驗(yàn)的對象，采用生物培養(yǎng)和電化學(xué)表征作為主要研究手段，研究在溫帶海域中利用陰極電流防治污損的適用條件，側(cè)重于陰極電流防污技術(shù)的機(jī)理研究。 實(shí)驗(yàn)首先確定以黃、渤海為代表的溫帶海域海水溫度的周年變化對于藤壺附著的影響。通過等理化指標(biāo)的海水環(huán)境下以梯度溫度培養(yǎng)藤壺成體，得到3.0℃至30.0℃藤壺對應(yīng)的不同比率的存活、活躍以及休眠狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)得出了6.0℃的藤壺休眠低溫限和23℃的生命活動(dòng)高溫限，以該溫度限為參照進(jìn)行防污操作在工業(yè)應(yīng)用

3、上具有現(xiàn)實(shí)的節(jié)能意義。通過實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)了21.0℃為藤壺及其幼體的最活躍溫度，可以將其作為藤壺培養(yǎng)的最短周期實(shí)驗(yàn)溫度。 陰極電流法機(jī)理的研究采用常規(guī)陰極保護(hù)范圍內(nèi)較為適中的-0.400V(SCE)作為實(shí)驗(yàn)電位。基于對之前實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，將實(shí)驗(yàn)按原理類型上分為pH值梯度分布效應(yīng)、抑制微生物膜效應(yīng)和陰極鈣鎂離子富集效應(yīng)三個(gè)部分進(jìn)行研究。pH梯度分布機(jī)制實(shí)驗(yàn)先采用隔液法測定陰極附近pH的分布，得出pH=8.37為對藤壺90％殺滅的有效值。

4、微生物抑制實(shí)驗(yàn)采用自腐蝕電位變化對于微生物膜的附著情況進(jìn)行表征，闡述了陰極極化作用于微生物的附著的機(jī)制，進(jìn)而間接抑制藤壺幼體的附著。鈣、鎂離子富集實(shí)驗(yàn)采用化學(xué)滴定作為主要檢測手段，得出了1774mg/L的鎂離子50％殺滅毒理作用值，然后研究不同濃度下Ca2+、Mg2+和Cu2+對于藤壺幼體的毒理作用。 機(jī)理實(shí)驗(yàn)通過研究陰極電流對于藤壺幼體產(chǎn)生的化學(xué)、生化和電化學(xué)效應(yīng)，分別討論了陰極表面0.100mm的藤壺幼體生態(tài)尺度內(nèi)不同機(jī)制