陰極電流法防治溫帶海域藤壺污損的研究.pdf

1、海水構筑物由于表面附著動物、植物和微生物而產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，而陰極電流法是指給需要防污損保護的構件直接導通陰極電流而達到防治污損的目的，在工業(yè)中尚無實際應用。本實驗所研究的陰極電流法采用全新的低壓防污技術，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。實驗以中國溫帶海域最典型的污損生物藤壺作為防污損

2、實驗的對象，采用生物培養(yǎng)和電化學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，側重于陰極電流防污技術的機理研究。 實驗首先確定以黃、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℃藤壺對應的不同比率的存活、活躍以及休眠狀態(tài)。實驗得出了6.0℃的藤壺休眠低溫限和23℃的生命活動高溫限，以該溫度限為參照進行防污操作在工業(yè)應用

3、上具有現(xiàn)實的節(jié)能意義。通過實驗還發(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)的最短周期實驗溫度。 陰極電流法機理的研究采用常規(guī)陰極保護范圍內較為適中的-0.400V(SCE)作為實驗電位?；趯χ皩嶒灥目偨Y，將實驗按原理類型上分為pH值梯度分布效應、抑制微生物膜效應和陰極鈣鎂離子富集效應三個部分進行研究。pH梯度分布機制實驗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、微生物抑制實驗采用自腐蝕電位變化對于微生物膜的附著情況進行表征，闡述了陰極極化作用于微生物的附著的機制，進而間接抑制藤壺幼體的附著。鈣、鎂離子富集實驗采用化學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。 機理實驗通過研究陰極電流對于藤壺幼體產生的化學、生化和電化學效應，分別討論了陰極表面0.100mm的藤壺幼體生態(tài)尺度內不同機制