5.4.3.1 橋梁碼頭

    1. 開展國內碼頭微生物腐蝕與污損調查。中國港口碼頭行業正處在產業的擴張期，港口碼頭泊位大型化、專業化程度正進一步提升，各港碼頭的腐蝕狀態和腐蝕防護手段差異明顯。隨著碼頭港口基礎設施建設投入的不斷增加，對我國碼頭的微生物腐蝕及污損狀況的了解就變得尤為重要。我們應該通過系統的調查對微生物腐蝕所造成的損失有一個比較準確的估計，以便進一步尋求控制微生物腐蝕及污損的對策和措施。

    2. 系統研究微生物腐蝕與污損機理。污損生物的附著必然會改變生物體與材料表面的作用過程。如SRB、鐵細菌等海洋腐蝕微生物的附著，自身代謝導致陰極去極化，破壞金屬表面保護層，引發局部腐蝕；污損生物在鋼等材料表面附著，使金屬的腐蝕加劇，同時，污損生物會破壞金屬表面的涂層，使金屬裸露而導致金屬的腐蝕；有石灰外殼的污損生物覆蓋在金屬表面，改變了金屬表面的局部供氧，形成氧濃差電池而加劇腐蝕；一些藻類由于光合作用產生氧氣，增加水中的溶解氧的濃度，從而加速金屬的腐蝕。因此，加強對微生物腐蝕與污損機理的研究對我們深入了解微生物腐蝕污損機理，合理調整防腐防污手段是非常有必要的。

    3. 開發微生物腐蝕過程早期監測技術。腐蝕監檢測技術又是研究金屬腐蝕速率和機理的重要手段，目前較成熟的腐蝕檢測方法有電阻法，線性極化法，電位法和超聲波測厚法。然而這些方法應用于微生物腐蝕監測時卻受到限制，且附著生物會對檢測信號產生干擾影響。在港口碼頭領域目前檢測微生物腐蝕唯一方法就是通過肉眼觀察，這種方法受環境條件的限制且具有嚴重的滯后性。

    4. 開發綠色環保型防污涂料。隨著對傳統有毒海洋防污技術的禁止使用，世界各國開始重視高效海洋防污技術開發。要開發一種有效的防污技術，首先要面對的一個重大難題就是生物污損具有典型的生物學特點，即污損生物種類的多樣性、生物附著行為的多樣性、不同生物附著機制的多樣性。

    5.4.3.2 海洋平臺

    1. 我國海域遼闊，不同海域、不同位置處腐蝕污損生物種類不同，在實際海洋平臺進行生物污損防護過程中，應考慮海洋平臺實際服役環境中污損生物優勢物種的差異，有針對性地選擇生物污損防護技術。

    2. 我國海岸線較長，南北海域污損生物種類隨季節變化差異明顯，我國南方海域常年污損嚴重，而北方海域冬季沒有污損發生，在實際海洋平臺污損防護過程中，北方海域可根據季節變化實施間斷性污損防護，例如：在使用電解防污技術時，北方海域冬季可停止使用，以減少能量損耗。

    3. 盡管我國已開展我國典型海域污損生物種類分布等相關調查研究，但目前所采集的數據分散，難以對我國海洋平臺污損防護技術開發及應用提供支撐，有必要建立涵蓋我國典型海域污損生物分布、種類等信息的數據庫，并實現數據共享，為我國不同海域海洋平臺污損防護技術的選擇與應用提供依據。

    4. 海洋環境中生存著大量的腐蝕污損生物，但目前微生物腐蝕污損機制研究僅集中在幾種典型的腐蝕污損生物，其他生物的腐蝕污損機制還不清楚。另外，目前研究多集中在污損生物對金屬基體的腐蝕污損作用，而在某些實際環境中，腐蝕污損生物直接附著在涂層表面，并與涂層直接接觸作用，但微生物對涂層的破壞作用還不明晰。因此，有必要加強不同物種的腐蝕污損生物機制、污損生物對涂層破壞作用等方面的研究，為海洋污損防護技術開發提供依據。

    5.4.3.3 船舶

    1. 大力發展環境友好防污技術，提升國內防污涂料技術水平，趕超國際先進，增加工程實踐機會，打破國外技術壟斷。

    2. 基于環境保護，探求基于微生物自身生理特點的環境友好防治方法，研究由某種細菌產生的能夠起保護作用的再生的聚合物生物膜，如可以使用某種磁性細菌來移走浮游、沒有磁性而加速腐蝕的細菌，另一種方法是利用SOB和SRB用來激活光電陽極（photoanode），分解水，產生氫和氧，提供微生物電池所需能量，降低微生物腐蝕。

    3. 船舶生物腐蝕污損由于發生于不同的環境條件下，所以其控制技術也不盡相同，目前還沒有任何一種方法可以解決所有的船舶生物腐蝕污損防護問題。根據現場條件、環境特點和生物種群特征聯合采用多種防護措施是當前最優行之有效的船舶生物腐蝕污損防護措施。同時由于船舶生物腐蝕污損既涉及到腐蝕方面的理論，又涉及到生物方面的理論，涵蓋了材料科學、電化學、生物學和表面化學等學科的知識，所以必須進行大量的跨學科的研究才能找到有效的控制船舶生物腐蝕污損的方法。現在發展高效低污染殺菌劑，培養低廉高效的競生微生物，發展新的陰極保護技術，以及尋找耐船舶生物腐蝕污損材料等方面將是今后本領域研究工作的重點。

    4. 首先在充分認識船舶生物腐蝕污損研究重要性的基礎，充分借鑒國外成功的經驗，系統分析我國海洋環境下船舶不同結構發生生物污損腐蝕的可能性，對于已經發現明顯生物腐蝕污損的部位要深入分析生物腐蝕污損發生發展機制，在此基礎上采取相應防護措施控制生物腐蝕污損，保障船舶設備正常運行；

    5. 燃油和潤滑系統的微生物腐蝕污損問題目前還未受到充分重視，在此方面要加強對商品燃油和潤滑油中微生物污染的控制，從源頭上防止微生物腐蝕污損，并且盡快形成相關行業標準和規范；

    6. 采用現場實驗與實驗室篩選相結合的手段，充分認識船艙內部不同部位水環境微生物腐蝕機理，評價材料耐微生物腐蝕性能。

    7. 利用先進的科學技術，加強對生物膜結構成分以及微生物在生物膜下的生長代謝機理的研究，還可用熱力學理論、擴散理論和模糊邏輯學等方法，引入或建立數學模型，加深對微生物腐蝕的認識。

    5.4.3.4 清潔能源

    1. 相對于橋梁碼頭、海洋平臺、碼頭等行業，潮汐發電、風力發電、核電等清潔能源行業起步晚，國內外有關該行業的海洋生物腐蝕污損的報道還很少。清潔能源行業的海洋生物腐蝕污損與橋梁碼頭等行業的既有相同之處，比如可能存在季節性、海域性等時空分布特征，但由于該行業的各部位處于強的電磁場中，電磁場對海洋生物腐蝕污損的影響如何，其是否影響腐蝕污損生物的時空分布，是否對附著生物具有物種選擇性，是否影響生物膜的結構等都是該行業面臨的新問題。因此，與橋梁碼頭等行業相似，需要對該行業的海洋生物腐蝕污損情況進行調查，以為后續防護方法的使用提供指導。

    2. 需要加強清潔能源行業的海洋微生物腐蝕機理研究。潮汐發電、風力發電、核電電場的構建涉及大量不同種類的材料，且考慮安全性等問題，不銹鋼、青銅、黃銅、鈦材等都有所涉及。目前大多數海洋微生物腐蝕機理研究以碳鋼為主，而海洋微生物對不銹鋼等材料的作用機制與碳鋼的可能存在差異，實際行業環境中微生物作用下這類材料的腐蝕行為會發生為怎樣的變化，其腐蝕速率、安全服役壽命與碳鋼的差異有多大，是否有必要采用這些高成本的材料，只有通過研究對這些問題解答才能促進該行業安全快速發展。

    3. 經濟、環境友好防腐防污技術的使用。目前清潔能源行業的海洋生物腐蝕污損防護手段往往借用橋梁碼頭等行業的，因而與這些行業相同，也存在對經濟高效環保防腐措施的期求。

    5.4.3.5 海底管道

    隨著全球石油資源的不斷開采，石油的儲存量已經越來越少，而人們為了提高采油的效率，對今后開發的油田殺菌技術就提出了更高的要求：

    1. 加強機理的研究。由于海底管道輸送介質的特殊性，管道內環境隨著管道內輸送介質的變化而變化，導致管道內部微生物種群非常復雜，要想充分徹底解決海底管道內微生物腐蝕與污損問題，首先要充分揭示微生物在海底管道內壁附著和腐蝕機理，為采用合適的殺菌技術提供充足的理論依據。例如，根據研究資料現在對殺菌劑機理的認識有兩方面：一方面是微生物細胞壁上存在的基團通常帶負電，可以與帶正電荷的表面活性劑發生親和作用，將微生物吸附在表面活性劑的表面達到除菌的作用；另一方面是表面活性劑可以滲透進入吸附過來的微生物細胞表層，破壞細菌蛋白質，使其發生變質現象。今后更多殺菌劑的研發，必須首先了解相應殺菌劑的理論知識，明白其殺菌機理，這樣才能夠更有力地推動殺菌劑的發展。

    2. 環境友好。無論是哪種殺菌技術，環境友好是必不可少的。目前綠色水處理化學藥劑是目前研制新型殺菌劑的熱點，因為常規的殺菌劑對人類和水生物都有不同程度的毒害性，并且可以在環境中積累，對環境構成了長期的危害。而水處理藥劑的環境友好除了考慮水處理劑本身化學成分對環境不構成威脅外，還應該考慮水處理劑生產所用的原材料、反應方式、反應條件等的環境友好。

    3. 一劑多效。研究開發的新型多功能油田用殺菌劑，和防污防腐涂層等。除了要求殺菌劑，或防污防腐涂層本身具有較高的殺菌效果外，最好還應該兼有分離污垢的能力與滲透能力，這樣能夠做到對細菌的全面清除，從而提高殺菌效果并且能夠延長殺菌劑的有效期。

    4. 開發新產品。油田目前廣泛使用的氯類，溴類、季銨鹽等殺菌劑都存在許多缺點，針對這一問題，研究人員應開發一些含有機硫、多官能團（同時含有氮、磷、硫、雜環）等低泡、水溶性和配伍性都好的新型多功能殺菌劑，增大殺菌劑的使用范圍、提高殺菌劑的使用效果、減少殺菌劑的環境污染。

    5. 加強各種技術之間的聯用。每一種殺菌技術都有其優點和缺點，通過各種殺菌技術之間的聯用，能夠起到取長補短的效果。

    5.4.3.6 海水養殖

    中國沿海各養殖海區的污損生物均以甲殼動物、軟體動物、多毛類、水螅和藻類等為主，其中藻類主要出現在水線附近，而網紋藤壺則在華南沿海污損生物群落中占絕對優勢；太平洋側花海葵、多室草苔蟲、華美盤管蟲、翡翠貽貝等種類為南海和東海養殖海區的優勢種；黃海和渤海的污損生物優勢種組成較為相似，海筒螅、紫貽貝和柄瘤海鞘等種類的出現頻率很高，且生物量較大；至于滸苔、葡莖草苔蟲等廣溫種類，在四個海區均為常見種甚至占優勢。考慮到無柄蔓足類（藤壺）和雙殼類（貽貝、牡蠣）等硬性污損生物的危害程度遠遠大于其它種類，故應是著重關注的防除對象。

    要有效地防止污損生物附著，減輕其危害，促進相關海洋產業的發展，必須通過多方探索和比較，選擇經濟可行的優化防治手段和控制策略。掌握污損生物群落結構特點，揭示其形成和發展規律，闡明海洋生物附著機理及天然防污作用機制，是研究開發高效環保防污途徑的前提。為促進持續發展與生態環境和人類健康等因素的互動和統一，以生物技術和生物防治手段為基礎的新興污損生物防除方法在海水養殖領域將具有極為廣闊的應用和發展前景。

    大型抗風浪深水網箱將網箱養殖范圍擴大到水深15~40 m的開放式海域，具有改善養殖條件、減輕環境壓力、提高養殖對象品質等優勢，是海水養殖產業發展方向。然而，由于遠岸開闊海域的生物污損狀況遠比內灣和近岸淺水區嚴重，故深水網箱的防污措施除了采用環保防污涂料外，還可根據污損生物附著狀況進行機械清除或更換網衣，另外，合理的養殖品種結構在一定程度上也可避免網衣被生物大量附著。基于黑鯛適溫適鹽性廣，移動范圍小，以藻類、多毛類、甲殼類和貝類為主要食物也應是深水網箱養殖比較理想的防污混養備選對象。

    總之，為了經濟、安全、有效地解決和控制海洋水產設施污損生物附著的危害，在開展直接為生產實踐和經濟建設服務的應用研究同時，還需進一步注重基礎研究的投入，促進兩者的協調發展，通過對優勢種生物學特性和附著機理的了解，借助生命科學領域的最新研究進展成果，結合物理、化學及材料科學等多個學科的交叉、滲透，研究開發出既能被環境接受、又能從根本上徹底解決水產設施生物污損這一難題的方法和技術，促進我國海洋水產養殖業的健康持續發展。