海洋防污涂料殺生劑法規(guī)要求與應(yīng)對方案
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- 發(fā)布時間:2025-03-22 17:48
海洋防污涂料是防止海洋生物在船體、海上設(shè)施等表面附著和生長的關(guān)鍵材料。殺生劑作為防污涂料的核心成分,通過抑制或殺死海洋生物來達(dá)到防污效果。然而,隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格,傳統(tǒng)殺生劑的使用受到了諸多限制。本文將探討近年來針對殺生劑的法規(guī)變化,以及涂料原材料企業(yè)如何通過技術(shù)創(chuàng)新提供應(yīng)對方案。
殺生劑法規(guī)的演變
國際海事組織(IMO)通過《國際控制船舶有害防污系統(tǒng)公約》(AFS公約)對殺生劑的使用進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定。公約禁止使用有機(jī)錫化合物(如TBT)等對海洋環(huán)境有害的殺生劑,并鼓勵開發(fā)環(huán)保型替代品。2001年IMO通過AFS公約,明確禁止使用有機(jī)錫化合物(如TBT)作為防污涂料的殺生劑。2008年9月17日,公約正式生效,全球范圍內(nèi)禁止在船舶防污涂料中使用有機(jī)錫化合物。2018年,IMO進(jìn)一步加強(qiáng)對其他有害殺生劑的限制,推動環(huán)保型防污涂料的發(fā)展。
歐盟的生物殺滅劑法規(guī)(BPR)要求所有殺生劑在上市前必須經(jīng)過嚴(yán)格的評估和授權(quán)。該法規(guī)旨在確保殺生劑對人類健康和環(huán)境的安全性,推動了低毒、可降解殺生劑的研發(fā)。BPR于2012年9月1日正式生效,取代原有的生物殺滅劑指令(98/8/EC)。法規(guī)要求到2015年9月開始,所有殺生劑產(chǎn)品必須完成BPR下的評估和授權(quán)程序,否則不得在歐盟市場銷售。2020年,歐盟進(jìn)一步加強(qiáng)對殺生劑的環(huán)境風(fēng)險評估,特別是對海洋生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響。
美國環(huán)保署(EPA)也對殺生劑的使用進(jìn)行了嚴(yán)格監(jiān)管,要求所有殺生劑必須注冊并通過風(fēng)險評估。EPA特別關(guān)注殺生劑對非目標(biāo)生物的影響,鼓勵使用選擇性高、環(huán)境友好的殺生劑。2008年EPA發(fā)布《船舶通用許可證》(VGP),限制在船舶防污涂料中使用某些有害殺生劑。2013年12月19日新版VGP生效,進(jìn)一步加強(qiáng)對殺生劑的限制,要求使用環(huán)保型替代品。在2020年,更新殺生劑注冊要求,強(qiáng)調(diào)對非目標(biāo)生物的影響評估。
2024年11月28日,國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6822-2024《船體防污防銹漆體系》修訂版正式發(fā)布,2025年6月1日開始實施。該標(biāo)準(zhǔn)對于防止海水對鋼板的腐蝕,減少塢修頻次,延長船舶服役壽命,以及防止海洋生物附著,減少輔助設(shè)備失效的風(fēng)險,保障安全,減少船舶航行阻力,節(jié)約燃料,從而減少碳排放有極為重要的作用。修訂版新增生物殺傷劑(西布曲尼)要求可進(jìn)一步完善產(chǎn)品滿足國內(nèi)外法規(guī)要求。
環(huán)保型殺生劑
由于海事組織和上述法規(guī)明確禁止使用有機(jī)錫化合物(如TBT)作為防污涂料的殺生劑,船舶與海洋涂料企業(yè)也在積極應(yīng)對尋找合適的替代殺生劑,銅基殺生劑、 鋅基殺生劑作為環(huán)保型殺生劑的代表,目前廣泛被使用。
銅基殺生劑(如氧化亞銅)是目前應(yīng)用最廣泛的環(huán)保型殺生劑之一。銅基殺生劑通過釋放銅離子(Cu+)來抑制海洋生物的附著和生長。銅離子能夠干擾海洋生物的酶系統(tǒng)和細(xì)胞膜功能,從而阻止其附著和生長。銅離子的釋放速率可以通過涂層的配方設(shè)計進(jìn)行調(diào)控,以實現(xiàn)長效防污效果。與傳統(tǒng)有機(jī)錫化合物相比,銅基殺生劑對環(huán)境的危害較小,且具有較長的防污效果。
但BPR對其使用也進(jìn)行了限制,以防止對海洋環(huán)境的潛在危害。限制銅基化合物在防污涂料中的使用濃度,并要求對含有銅基化合物的產(chǎn)品進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險評估,特別是對非目標(biāo)生物的影響。
鋅基殺生劑(如吡啶硫酮鋅)通過干擾海洋生物的酶系統(tǒng)和細(xì)胞膜功能來達(dá)到防污效果。鋅基殺生劑通過釋放鋅離子(Zn2+)來抑制海洋生物的附著和生長。它能夠干擾海洋生物的酶系統(tǒng)和細(xì)胞膜功能,從而阻止其附著和生長。鋅離子的釋放速率可以通過涂層的配方設(shè)計進(jìn)行調(diào)控,以實現(xiàn)長效防污效果。鋅基殺生劑具有低毒性和可降解性,符合環(huán)保法規(guī)的要求。
BPR對其使用也進(jìn)行了限制,限制吡啶硫酮鋅在防污涂料中的使用濃度。并要求對含有吡啶硫酮鋅的產(chǎn)品進(jìn)行生態(tài)毒理學(xué)評估,特別是對水生生物的長期影響。BPR Annex II(限制物質(zhì)列表)中對吡啶硫酮鋅的使用提出了明確限制。
非殺生型防污技術(shù)
除了替代性殺生劑的探索,EPA也在不斷支持對非殺生型防污技術(shù)的開發(fā),例如低表面能涂料、自拋光共聚物涂料等非殺生劑方案,試圖通過不使用殺生劑的手段減少對環(huán)境的依賴。
低表面能涂料通過降低涂層表面的能級,使海洋生物難以附著。這類涂料不依賴殺生劑,而是通過物理手段實現(xiàn)防污效果。涂層表面的低能級減少了海洋生物與涂層之間的相互作用力,從而阻止其附著和生長。
自拋光共聚物涂料通過緩慢釋放涂層中的活性成分來防止海洋生物附著,涂層中的活性成分能夠干擾海洋生物的酶系統(tǒng)和細(xì)胞膜功能,從而阻止其附著和生長。自拋光共聚物涂料具有長效防污效果,且對環(huán)境影響較小。
近期防污涂料方案實例
. PPG
2024年,PPG推出創(chuàng)新型無銅防污涂料PPG NEXEON™ 810,旨在強(qiáng)調(diào)船舶性能、減排和可持續(xù)性發(fā)展。經(jīng)獨立測試證實,PPG NEXEON™ 810涂料的超光滑表面可立即提高功率達(dá)10%,且由于污垢控制功能得到改善,船舶運(yùn)行效率可提高達(dá)15%。
PPG NEXEON™ 810涂料中的無銅技術(shù)具有顯著降低殺菌劑含量的特點,粘合劑技術(shù)可使殺菌劑在表面區(qū)域逐漸釋放并發(fā)揮作用;船舶下水后,陽光和海洋細(xì)菌的共同作用會推動這些有機(jī)殺菌劑的分解。
據(jù)介紹,PPG NEXEON™ 810涂料可降低燃料消耗,并顯著減少溫室氣體(GHG)排放,使船舶能夠保持更高的航速,同時幫助船東和運(yùn)營商能夠符合IMO的碳強(qiáng)度指標(biāo)(CII)要求。與傳統(tǒng)防污涂料相比,該涂料的獨特配方可減少高達(dá)25%的溫室氣體排放,并支持60天的閑置時間阻力,同時將航速損失降至最低。
在此之前,PPG還推出了PPG SIGMAGLIDE 2390船舶涂料,它的污垢控制性能是在不向海洋釋放殺生物劑的情況下實現(xiàn)的。該產(chǎn)品是一種基于PPG HYDRORRESET技術(shù)的無生物殺滅劑污垢釋放涂料,當(dāng)涂層浸入水中時,該技術(shù)會對涂層進(jìn)行修改,以形成超光滑、幾乎無摩擦的表面,使海洋生物無法識別和粘附。
根據(jù)第三方按照ISO 19030和國際拖曳儲罐會議(ITTC)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的驗證,與傳統(tǒng)的防污涂料相比,PPG SIGMAGLIDE 2390船舶涂料可使船舶保持干凈的船體和減少阻力,實現(xiàn)高達(dá)20%的動力節(jié)約、航速損失不到1%和高達(dá)35%的二氧化碳減排,其實際性能將取決于具體船型和運(yùn)營環(huán)境。
. 海虹老人
Hempaguard X系列是海虹老人推出的高性能防污涂料,結(jié)合了先進(jìn)的Actiguard®技術(shù)和環(huán)保設(shè)計,能夠顯著提高船舶的燃油效率、減少運(yùn)營成本并延長塢修間隔。
Actiguard®技術(shù)是海虹老人開發(fā)的一種創(chuàng)新防污技術(shù),它增強(qiáng)了有機(jī)硅水凝膠的自然平滑特征,在與水接觸時,水凝膠會在水與涂層之間形成一層不透水的屏障。它還采用了高度可控的生物殺滅劑釋放系統(tǒng),有效防止污損生物附著在船體上并生長。這一非常精確和可控的釋放方式可確保生物殺滅劑留在水凝膠層中,防止其擴(kuò)散到海洋,從而最大限度減少對環(huán)境的影響。該技術(shù)的核心機(jī)理結(jié)合了低表面能涂層和可控殺菌劑釋放兩種防污策略,以實現(xiàn)高效、持久的防污效果。
Actiguard®技術(shù)廣泛應(yīng)用于Hempaguard X系列產(chǎn)品中,包括Hempaguard X7、X8和X9,適用于集裝箱船、油輪、散貨船、液化天然氣(LNG)運(yùn)輸船等多種船舶類型。
. 立邦
立邦推出了多款運(yùn)用創(chuàng)新技術(shù)的船舶防污涂料,為航運(yùn)業(yè)帶來高效減排的綠色涂料解決方案。近期發(fā)布的白皮書詳細(xì)介紹了船舶涂料研發(fā)團(tuán)隊從海洋生物中汲取靈感,運(yùn)用生物仿生學(xué),持續(xù)推動技術(shù)創(chuàng)新。其中,通過復(fù)制金槍魚特殊的表皮結(jié)構(gòu)與流體動力學(xué)原理,立邦成功研發(fā)出水凝膠技術(shù)HydroSmoothXTTM,并獲得立邦首個水凝膠自拋光防污涂料應(yīng)用專利。
該技術(shù)能在漆膜和海水間形成一層微觀水層,使船體周圍和靠著船體的水流變得平滑,從而降低船舶航行時與海洋之間的水流阻力。立邦將這項技術(shù)應(yīng)用于LF-SEA、A-LF-Sea系列涂料,為船舶提供穩(wěn)定、持久的防污保護(hù),有效減少航行過程中的油耗與碳排放,為構(gòu)筑綠色海洋環(huán)境提質(zhì)增速。
此外,立邦船舶涂料再度創(chuàng)新,推出其全球首款不含生物抑制劑的自拋光防污涂料AQUATERRAS, 在降低船舶能耗的同時保護(hù)海洋生態(tài)。兩款涂料均能為船舶減少超過14%的燃油消耗。
結(jié)論
隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格,傳統(tǒng)殺生劑的使用受到了諸多限制。涂料原材料企業(yè)通過開發(fā)環(huán)保型殺生劑和非殺生型防污技術(shù),提供了有效的應(yīng)對方案。銅基和鋅基殺生劑、低表面能涂料以及自拋光共聚物涂料等新型防污技術(shù),不僅符合環(huán)保法規(guī)的要求,還具有優(yōu)異的防污性能和長效性。未來,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,海洋防污涂料將更加環(huán)保和高效。
