海洋不僅是巨大的資源寶庫(kù)，而且是人類生存和發(fā)展不可缺少的空間環(huán)境，是解決人口劇增、資源短缺、環(huán)境惡化三大難題的希望所在。在不斷增長(zhǎng)的生存壓力之下，世界各國(guó)正想方設(shè)法尋求改善生活質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展的路子。沿海國(guó)家紛紛把目光投向了海洋，加緊制定海洋發(fā)展規(guī)劃，大力發(fā)展海洋高新科技，強(qiáng)化海軍建設(shè)和海洋管理，不斷加快海洋資源開(kāi)發(fā)步伐。可以預(yù)見(jiàn)，21世紀(jì)人類將在很大程度上依賴海洋來(lái)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，研究、開(kāi)發(fā)、利用和保護(hù)海洋將成為21世紀(jì)的主旋律，海洋必將為人類社會(huì)的進(jìn)步做出重要的貢獻(xiàn)。

    我國(guó)是一個(gè)海洋資源十分豐富的國(guó)家，不僅擁有18000多公里的大陸海岸線、6500個(gè)面積在500 m2以上的沿海島嶼和37萬(wàn)平方公里擁有12海里領(lǐng)海權(quán)的海域面積，這為我國(guó)發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)提供了十分廣闊的天地。“十三五”和今后更長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，我國(guó)將在海洋資源、交通、能源、國(guó)防、新材料及深海環(huán)境開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域新建大量的臨海和海上工程設(shè)施諸如港口碼頭、跨海大橋、船舶、石油平臺(tái)、海底管線等重大設(shè)施。開(kāi)發(fā)海洋資源，發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)已成為國(guó)家發(fā)展的重要支柱。2013年，我國(guó)海洋生產(chǎn)總值54313億元，比2012年增長(zhǎng)7.6%，占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的9.5%，其中海洋產(chǎn)業(yè)增加值31969億元，海洋相關(guān)產(chǎn)業(yè)增加值22344億元。

    海洋工程設(shè)施浸入海水以后，會(huì)同時(shí)發(fā)生海洋腐蝕和生物污損兩個(gè)自然過(guò)程，并且這兩個(gè)過(guò)程會(huì)相互作用共同影響海洋工程設(shè)施，是一個(gè)極其嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境問(wèn)題。海洋腐蝕和生物污損是影響海洋工程設(shè)施性能下降的關(guān)鍵因素，海洋腐蝕和生物污損機(jī)理及其相關(guān)控制技術(shù)是國(guó)際上尚未充分認(rèn)識(shí)和解決的重大科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題。

    海洋污損生物是海洋環(huán)境中棲息或附著在船舶和各種水下人工設(shè)施上對(duì)人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)生不利影響，給投資者帶來(lái)負(fù)效益的動(dòng)物、植物和微生物的總稱。主要包括一些大型藻類、水螅、外肛動(dòng)物、龍介蟲、雙殼類、藤壺和海鞘。全世界記錄的污損生物有4000余種，其群落組成有明顯的地域性，并呈季節(jié)性的變化。大多數(shù)污損生物的幼蟲營(yíng)浮游生活，成體營(yíng)附著或固著生活。這些生物在水下人工設(shè)施表面附著、聚集，給人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)帶來(lái)的危害稱為生物污損，這是人類開(kāi)始從事海洋開(kāi)發(fā)就遇到的生物危害。世界各國(guó)每年花費(fèi)大量費(fèi)用于防除海洋生物污損，據(jù)最近一次統(tǒng)計(jì)，僅用于商業(yè)運(yùn)輸目的船舶上去除污損的費(fèi)用，就約合300億美元。此外，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界僅生物污損給各種水下工程設(shè)施與船舶設(shè)備造成的損失就可達(dá)每年65億美元以上。因此，開(kāi)展船舶生物污損腐蝕調(diào)查不僅對(duì)我國(guó)具有重要戰(zhàn)略意義，而且還有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

    嚴(yán)重的海洋生物污損造成海洋平臺(tái)載荷增加、管線堵塞、船舶設(shè)施航速下降等問(wèn)題，不僅降低了設(shè)備的使用性能，還會(huì)顯著減低設(shè)施和材料的安全有效運(yùn)行。對(duì)于海洋船舶設(shè)施而言，生物污損的代價(jià)是巨大的，它會(huì)大大增加船舶外殼的動(dòng)力阻力。100 ?m厚的生物膜就會(huì)增加摩擦阻力10％以上，1 mm厚的微生物粘膜，其摩擦力增加80％，使船速降低15％。船舶生物污損嚴(yán)重時(shí)，船底海生物附著可達(dá)十多厘米厚，對(duì)近萬(wàn)平方米船底的大型商用船舶或軍用艦船來(lái)說(shuō)，將造成航速下降，能耗增加，嚴(yán)重影響設(shè)備性能的發(fā)揮和安全運(yùn)行。生物污損還可堵塞海水淡化設(shè)備中的關(guān)鍵膜部件、海水輸送管道或者換熱器內(nèi)部管道，引起傳質(zhì)或傳熱效率降低；增加海上石油平臺(tái)的重量，造成平臺(tái)超負(fù)荷運(yùn)行；增加設(shè)施物的截面積，增大波濤和海流引起的動(dòng)力載荷效應(yīng)，帶來(lái)安全隱患。污損生物附著在船底聲納等設(shè)備上，會(huì)引起設(shè)備信號(hào)減弱甚至失靈；造成儀表及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)失靈，影響浮標(biāo)、閥門等設(shè)備的正常使用；覆蓋在犧牲陽(yáng)極表面，使得犧牲陽(yáng)極污損失效。另一方面，由于硫酸鹽還原菌（sulfate-reducing bacteria，SRB）、鐵細(xì)菌等相當(dāng)種類海洋細(xì)菌等生物的附著，自身代謝導(dǎo)致陰極去極化，會(huì)加速海上金屬結(jié)構(gòu)電化學(xué)腐蝕，破壞金屬表面保護(hù)層，引發(fā)局部腐蝕，污損生物在鋼表面附著，使金屬的腐蝕加劇，污損生物會(huì)破壞金屬表面的涂層，使金屬裸露而導(dǎo)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(chǎn)生氧氣，增加水中的溶解氧的濃度，從而加速金屬的腐蝕。此外，還會(huì)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成不利影響。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界僅生物污損給各種水下工程設(shè)施與船舶設(shè)備造成的損失就可達(dá)每年2000億美元以上。

    因而，深入研究生物污損問(wèn)題，研究發(fā)展防污技術(shù)問(wèn)題已顯得尤為重要，已引起世界各國(guó)的重視。本報(bào)告主要針對(duì)橋梁碼頭、海洋平臺(tái)、船舶、清潔能源、海底管道以及海洋養(yǎng)殖六個(gè)行業(yè)的生物污損腐蝕現(xiàn)狀及防護(hù)技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，并提出建議。

    5.4.1.1 橋梁碼頭

    1. 碼頭中鋼結(jié)構(gòu)的微生物腐蝕

    微生物腐蝕指由微生物引起的腐蝕或受微生物影響所引起的腐蝕。有文獻(xiàn)報(bào)道，由微生物引起的金屬材料的腐蝕速率足以達(dá)到正常腐蝕速率的10倍以上，進(jìn)而加速金屬工程材料的破壞過(guò)程，大大縮短工程建筑的服役時(shí)間。圖5-100展示了裸露鋼材在模擬潮汐海水中腐蝕速率隨不同位置的變化，其中綠色部分展示的是該區(qū)域內(nèi)鋼鐵材料的平均腐蝕速率，而灰色部分展示的是該區(qū)域內(nèi)鋼鐵材料的最大腐蝕速率。從圖5-116中可以看出，由微生物腐蝕引起的腐蝕速率最大可達(dá)4 mm/yr，平均腐蝕速率也達(dá)0.3 mm/yr，說(shuō)明微生物腐蝕能對(duì)海洋工程的安全產(chǎn)生巨大影響。

    雖然關(guān)于微生物腐蝕的報(bào)道已經(jīng)有了100多年的歷史，但是直到近十幾年來(lái)，關(guān)于微生物腐蝕的研究才越來(lái)越受到人們的重視。不同行業(yè)、領(lǐng)域針對(duì)微生物腐蝕也有了專屬的名稱，如低水區(qū)加速腐蝕（Accelerated Low Water Corrosion），最低天文潮腐蝕（Lowest Astronomical Tide Corrosion）和加速淡水腐蝕（Accelerated Fresh Water Corrosion）。從這些名字中可以看出，微生物腐蝕主要發(fā)生在最低潮位附近，因此觀察微生物腐蝕的發(fā)生是具有一定難度的。

    低水位加速腐蝕是近二十年來(lái)逐漸被報(bào)道并引起關(guān)注的一種腐蝕現(xiàn)象，特指發(fā)生在海岸線附近工程、建筑的加速局部腐蝕過(guò)程的腐蝕現(xiàn)象。如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理低水位加速腐蝕，就可能引起建筑材料腐蝕穿孔，回填損失，嚴(yán)重影響到海洋工程的服役安全和壽命。當(dāng)前，低水位加速腐蝕可以被認(rèn)為是海洋工程材料微生物腐蝕的一種，但是其腐蝕產(chǎn)物與微生物有機(jī)物質(zhì)之間的關(guān)系仍未明確。在2005年，國(guó)際航運(yùn)協(xié)會(huì)（PINAC）和世界建筑工業(yè)研究與情報(bào)協(xié)會(huì)（CIRIA）都發(fā)布了關(guān)于定義和控制低水位加速腐蝕的相關(guān)條例，將低水位加速腐蝕規(guī)定為海洋工程設(shè)計(jì)及施工必須考慮的一項(xiàng)重要問(wèn)題。以港口、碼頭建設(shè)中常用的鋼樁為例，鋼樁經(jīng)常處于無(wú)防護(hù)狀態(tài)或低保護(hù)狀態(tài)，很容易受到海水介質(zhì)的侵蝕，因此在設(shè)計(jì)海洋工程結(jié)構(gòu)，尤其是碼頭、港口類長(zhǎng)時(shí)間服役工程時(shí)，鋼樁的腐蝕速率是必須考慮的一項(xiàng)重要數(shù)據(jù)。通常認(rèn)為，鋼樁的腐蝕速率與鋼樁所處海域、氣候、暴露條件以及測(cè)試方法都有關(guān)系，以在浪花飛濺區(qū)或潮差區(qū)的腐蝕速率最快，在0.08~0.2 mm/yr之間。然而，在低水位加速腐蝕的情況下，鋼樁的腐蝕速率能夠達(dá)到0.5 mm/yr甚至更高，是海水腐蝕平均速率的4倍以上，大大縮短了海洋工程結(jié)構(gòu)的服役年限。

    目前，檢測(cè)低水位加速腐蝕的唯一方法就是通過(guò)肉眼觀察，在低潮位海平面上下觀察到有較窄的附著力較差的黃色斑塊即可推斷有低水區(qū)加速腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生（圖5-101）。在該黃色條帶下方，會(huì)有黑色污泥將金屬基底覆蓋，且金屬基底表面會(huì)發(fā)現(xiàn)大量的金屬腐蝕坑（圖5-101和圖5-103）。為了保證海洋工程結(jié)構(gòu)的安全和使用壽命，在工程建設(shè)前期就需要將低水區(qū)加速腐蝕的檢測(cè)以及維護(hù)納入考慮。然而，通常而言，低水區(qū)加速腐蝕發(fā)生的具體位置是不能從外觀觀察到的，對(duì)海洋工程材料的檢查也需要配合潮水的漲落，且低水區(qū)加速腐蝕的發(fā)生也無(wú)明顯規(guī)律可言，因此，前期預(yù)測(cè)低水區(qū)加速腐蝕的發(fā)生是很困難的。

    為了更好的研究港口、碼頭的微生物腐蝕（低水區(qū)加速腐蝕）現(xiàn)象，歐盟委員會(huì)在2008開(kāi)展了一項(xiàng)為期三年的MICSIPE（Microbiologically Induced Corrosion of Steel Structures in Port Environment）研究項(xiàng)目，在歐洲范圍內(nèi)選取了3個(gè)遭受微生物腐蝕的碼頭（法國(guó)的Boulogne-surMer碼頭、英國(guó)的Dover碼頭和Shoreham碼頭）作為研究主體，對(duì)其微生物腐蝕產(chǎn)物、微生物多樣性以及腐蝕檢測(cè)方法進(jìn)行了深入探索。國(guó)內(nèi)尚未進(jìn)行系統(tǒng)微生物腐蝕調(diào)查。

    與微生物腐蝕相關(guān)的微生物多種多樣，既有原核生物（細(xì)菌及古細(xì)菌），又包括在微尺度的真核生物（真菌，藻類以及原生動(dòng)物）。其中SRB是最重要也是研究最廣泛的微生物，由SRB引起或參與的腐蝕過(guò)程約占所有微生物腐蝕的1/2。SRB在自然界中分布在鋼鐵表面氧化膜及銹層下面，能在溫度高于70~80 oC，壓力為700~1000 Pa的地層中也有極強(qiáng)的生命力。這類細(xì)菌的特點(diǎn)是既能利用有機(jī)酸為給氫體，也能直接利用氫，以硫酸鹽為最終電子受體進(jìn)行還原作用，最終產(chǎn)物是硫化物，如硫化氫等。SRB的腐蝕機(jī)理一直是微生物腐蝕的研究重點(diǎn)，針對(duì)SRB能夠加速腐蝕的機(jī)理研究已經(jīng)經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)，目前已經(jīng)形成的機(jī)理包括陰極去極化機(jī)理，濃差電池機(jī)理，代謝產(chǎn)物機(jī)理，酸腐蝕機(jī)理和陽(yáng)極固定機(jī)理。近幾年，具有其它代謝特點(diǎn)的細(xì)菌，如硫氧化菌（SOB）、鐵氧化菌（IOB）、巰基還原菌等，也逐漸引起人們的關(guān)注，其代謝過(guò)程或生物膜性質(zhì)會(huì)改變工程材料的表面性質(zhì)，進(jìn)而影響其腐蝕過(guò)程。

    隨著生物分子技術(shù)的不斷進(jìn)步，鑒定微生物種群也變得越來(lái)越容易。同一海域范圍內(nèi)，在腐蝕區(qū)域存在的微生物種類大致相同，微生物種群結(jié)構(gòu)隨腐蝕位置、工程材料以及防護(hù)程度等因素表現(xiàn)出一定差異；而在不同海域中，受海水溫度，鹽度和微量元素等因素影響，在腐蝕區(qū)域存在的微生物種類會(huì)存在較明顯差異。在碼頭、港口中，對(duì)鋼鐵材料過(guò)程影響最大的細(xì)菌種類包括SRB，SOB以及IOB，其中SRB能夠酸化局部腐蝕環(huán)境加速腐蝕過(guò)程，而SOB和IOB則對(duì)微生物腐蝕具有抑制作用。在微生物腐蝕嚴(yán)重且腐蝕時(shí)間較長(zhǎng)的區(qū)域，微生物的種群結(jié)構(gòu)隨空間變化，這種空間的變化可以視為微環(huán)境中的硫循環(huán)代謝，SOB和IOB能夠?qū)RB產(chǎn)生的硫化物部分氧化消耗，通常而言，SRB處于微生物種群內(nèi)層，而SOB或IOB則分布在微生物種群外層；但是，一些具有硝酸鹽還原性質(zhì)的SOB（Thiothrix sp.或Thiomicrospira sp.）也可以在微生物種群內(nèi)層被發(fā)現(xiàn)。除此以外，在微生物種群結(jié)構(gòu)中，SRB的比例與碼頭、港口中鋼鐵材料的微生物腐蝕速率密切相關(guān)，在微生物腐蝕速率高的區(qū)域，SRB種群所占比例也會(huì)較大，這可能是由于鋼鐵材料，尤其是碳鋼，是SRB代謝活動(dòng)中一種重要的能量、電子來(lái)源。值得一提的是，在微生物種群結(jié)構(gòu)中，SRB的種類也具有多樣性，不同SRB種群的基因序列、代謝活性具有一定差異，此現(xiàn)象在微生物腐蝕嚴(yán)重的區(qū)域表現(xiàn)的更加明顯，但是不同SRB種群的分布規(guī)律以及種群比例未表現(xiàn)出一定的規(guī)律特點(diǎn)。

    光合細(xì)菌是自然界中普遍存在、具有原始光能合成體系的原核生物，是在厭氧條件下進(jìn)行不放氧光合作用的細(xì)菌的總稱。光合細(xì)菌也是腐蝕區(qū)域微生物種群的一個(gè)組成部分，主要分布于水生環(huán)境中光線能透射到的缺氧區(qū)。在碼頭、港口中，與微生物腐蝕輕微的區(qū)域相比，在微生物腐蝕嚴(yán)重的區(qū)域中，尤其是低水區(qū)，光合細(xì)菌在總微生物種群中占有較高的比例，這也可能成為指示微生物腐蝕速率的一項(xiàng)重要參數(shù)。

    微生物生長(zhǎng)繁殖所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有水、碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子等。其中，水是各種生物細(xì)胞必需的，微生物的新陳代謝過(guò)程中的一切生化反應(yīng)都離不開(kāi)水的作用；碳源是合成菌體成分的原料，也是微生物獲取能量的主要來(lái)源；氮源主要是供給合成菌體結(jié)構(gòu)的原料，很少作為能源利用；無(wú)機(jī)鹽主要可為微生物提供除碳、氮以外的各種重要元素，其主要功能為構(gòu)成菌體成分，調(diào)節(jié)滲透壓，作為某些酶的成分，并能激活酶的活性；生長(zhǎng)因子主要是B族維生素的化合物等。雖然微生物的分類方式有很多，但對(duì)腐蝕微生物而言，按照其能量代謝方式對(duì)腐蝕微生物研究是一種較為合理的方式，因?yàn)槲⑸锏拇x方式直接影響到其在材料表面的代謝活性，且不同代謝方式對(duì)腐蝕進(jìn)行產(chǎn)生的影響也各不相同。表5-75展示了不同微生物代謝方式對(duì)金屬材料局部腐蝕因素的影響。

    2. 中國(guó)近海碼頭污損生物的群落結(jié)構(gòu)及多樣性

    （1）汕頭港

    汕頭港位于廣東省東部韓江和榕江匯臺(tái)的鮑江口，海水鹽度波動(dòng)大（5.0~28.2），水溫變化幅度為12～31 oC，潮流大，水質(zhì)混濁、透明度0.2～1 m，屬于不規(guī)則半日潮，是粵東主要內(nèi)、外貿(mào)易港口。1991年6月至1992年5月在汕頭港進(jìn)行掛板實(shí)驗(yàn)，同時(shí)調(diào)查港區(qū)浮標(biāo)、碼頭和船底的污損生物，調(diào)查方法采用國(guó)家海洋調(diào)查規(guī)范。共獲得119種生物，試板72種，浮標(biāo)和船底70種，碼頭54種。其中，泥藤壺、網(wǎng)紋藤壺、僧帽牡蠣、翡翠貽貝、太平洋側(cè)花海葵、雙枝藪枝螅和雙節(jié)螅為優(yōu)勢(shì)種。汕頭港一年4季都有生物繁殖附著，盛期是5～11月，高峰為9月，最低峰為2月份，高低依序?yàn)榍铩⑾摹⒋汉投Ｔ囼?yàn)結(jié)果表明，汕頭港主要污損生物為沿岸廣分布和河口低鹽種，其特點(diǎn)是優(yōu)勢(shì)種突出，附著量很大。

    （2）洋山港

    洋山港是上海國(guó)際航運(yùn)中心的樞紐港，大量外來(lái)貨輪的停靠使洋山港成為污損生物入侵的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，同時(shí)污損生物的大量附著也將對(duì)港口設(shè)施造成嚴(yán)重影響。為了解洋山港碼頭污損生物的多樣性現(xiàn)狀及演變趨勢(shì)，2010年5月通過(guò)對(duì)碼頭不同潮區(qū)污損生物群落樣本采樣，分析了洋山港碼頭的群落結(jié)構(gòu)及多樣性現(xiàn)狀。洋山港碼頭共采集到污損生物17種，網(wǎng)紋藤壺和僧帽牡蠣為優(yōu)勢(shì)種。從高潮區(qū)到低潮區(qū)，污損生物群落結(jié)構(gòu)明顯不同；種類數(shù)、密度和生物量基本呈上升趨勢(shì)，均勻度呈明顯下降趨勢(shì)，而多樣性指數(shù)則呈先上升后下降趨勢(shì)。對(duì)覆蓋率和多樣性指標(biāo)進(jìn)行回歸分析得出，洋山港污損生物覆蓋率與多樣性指數(shù)呈單峰上拱曲線，覆蓋率在30~40%區(qū)間內(nèi)污損生物多樣性最高。

    （3）廈門港

    廈門港污損生物研究始于上世紀(jì)50年代初，黃宗國(guó)等對(duì)碼頭樁柱、船舶和浮標(biāo)的污損生物及其主要種類種群動(dòng)態(tài)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查研究。上世紀(jì)90年代又針對(duì)網(wǎng)箱養(yǎng)殖場(chǎng)污損生物進(jìn)行掛板和網(wǎng)片模擬試驗(yàn)，并開(kāi)展試驗(yàn)生態(tài)和外來(lái)物種的研究。楊清良等對(duì)廈門港公務(wù)碼頭和西海域的寶珠嶼進(jìn)行4個(gè)季度和周年逐月污損生物掛板試驗(yàn)，根據(jù)2007年2月至2008年10月在廈門港進(jìn)行4個(gè)季度和周年逐月的掛板試驗(yàn)數(shù)據(jù)研究污損生物物種多樣性和分布特征。共記錄污損生物86種，隸屬于l1個(gè)生物門類，主要優(yōu)勢(shì)種是中胚花筒螅、翡翠貽貝、網(wǎng)紋藤壺和長(zhǎng)鰓麥桿蟲等；全年都有污損生物附著，月板附著濕重周年變化呈雙周期性，最高峰出現(xiàn)于6～7月，次高峰出現(xiàn)于3～4月；季板附著高峰期在夏季。不同試驗(yàn)點(diǎn)的附著生物量差異極大，位于港灣的試板污損生物附著量遠(yuǎn)大于碼頭的，3個(gè)測(cè)站附著濕重依序?yàn)椋焊蹫?gt;浮筏>橋墩。

    （4）大亞灣

    大亞灣，中國(guó)南海重要海灣。位于廣東省東部紅海灣與大鵬灣之間。大亞灣北靠海岸山脈，東、西兩側(cè)受平海半島與大鵬半島掩護(hù)，總面積650平方公里，黃金海岸線達(dá)52公里。黃宗國(guó)等對(duì)大亞灣灣口至灣頂?shù)?個(gè)碼頭樁柱的潮間帶污損生物群落進(jìn)行了調(diào)查（1986年12月到1987年10月），調(diào)查發(fā)現(xiàn)，樁柱的污損生物群落和巖相潮間帶生物群落都有極為明顯的垂直分帶現(xiàn)象。8座碼頭樁柱污損生物群落有其共同的特點(diǎn)，即：1. 都是高鹽和廣鹽種，沒(méi)有低鹽種；2. 高潮區(qū)都有明顯的濱螺—小藤壺帶，中潮區(qū)有棘刺牡蠣?zhēng)В?. 三個(gè)潮區(qū)中，中潮區(qū)生物量最大。各碼頭因暴露程度不同，處于隱蔽水域和開(kāi)敞水域的碼頭污損生物群落有比較大的差別，這種差別在三個(gè)潮區(qū)都有所體現(xiàn)。例如，隱蔽的東山和澳頭碼頭高潮區(qū)，白條地藤壺和黑蕎麥蛤是優(yōu)勢(shì)種，而在開(kāi)敞的核電站、大辣甲和三門島碼頭則幾乎未發(fā)現(xiàn)這二種。又如開(kāi)敞的大辣甲和三門島碼頭向浪面的中潮區(qū)有大量鱗笠藤壺，在東山、澳頭碼頭則幾乎沒(méi)有。再如，皺瘤海鞘是東山、澳頭等隱蔽碼頭低潮區(qū)的主要標(biāo)志，而大辣甲、三門島等開(kāi)放海域低潮區(qū)的標(biāo)志則是無(wú)柄珊瑚藻等多種紅藻的大量出現(xiàn)。

    （5）舟山

    楊元利等根據(jù)2007年3月至2008年2月在舟山朱家尖蜈蚣客運(yùn)碼頭進(jìn)行的污損生物掛板試驗(yàn)，對(duì)該海域污損生物的種類組成、附著季節(jié)、生物量分布及生態(tài)特點(diǎn)進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明：該海域共鑒定出污損生物85種，其中，藻類13種，腔腸動(dòng)物13種，苔蘚蟲4種，多毛類12種，軟體動(dòng)物8種，甲殼類22種和其它13種。優(yōu)勢(shì)種為中胚花筒螅、泥藤壺、白脊藤壺、僧帽牡蠣、近江牡蠣、馬爾他鉤蝦、圓鰓麥桿蟲、長(zhǎng)鰓麥桿蟲和盤管蟲。朱家尖海域全年都有污損生物繁殖附著，其中6~10月為附著盛期，表層和中層月板生物量高峰值均出現(xiàn)在7月，最低值分別出現(xiàn)在2月和1月，表層月板全年附著總生物量為2006.1 g/m2，月平均生物量為167.18 g/m2；中層月板全年附著總生物量為2388.15 g/m2，月平均生物量為199.01 g/m2；季度板污損生物生物量按高低依次為：夏季＞秋季＞春季＞冬季；上半年板污損生物的生物量＞下半年板。在垂直分布上，除季度板外，其它試板生物量和附著密度均為中層＞表層。根據(jù)污損生物生態(tài)習(xí)性、分布特征及對(duì)鹽度的適應(yīng)，可將舟山朱家尖海域主要污損生物定義為河口低鹽種。水溫是影響調(diào)查海域污損生物分布的主要因素，水體鹽度則對(duì)朱家尖海域污損生物的種類及指標(biāo)種分布具有決定性作用。

    （6）旅順港

    旅順港位于遼東半島南端，地處黃渤海要沖，與廟島列島和登州頭共扼渤海咽喉。港內(nèi)水質(zhì)清澈、暢通，鹽度較高，透明度較大。月平均最高水溫8月（20.9 oC），最低2月（1.8 oC），月平均海水鹽度都在3.01~3.17%之間。周凝琪等于1979年9月至1980年8月在旅順港進(jìn)行系統(tǒng)掛板試驗(yàn)，著重研究附著生物的種類、數(shù)量和附著季節(jié)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)旅順港附著生物的種類較為豐富，以溫帶種類為主，沒(méi)有暖水種和低鹽種，共發(fā)現(xiàn)污損動(dòng)物64種，藻類5種，其中海鞘（主要是柄海鞘）和苔蘚蟲類（如加洲草苔蟲、闊口穩(wěn)槽苔蟲等）及紫貽貝最引人注目，龍介蟲類也較多。藤壺雖然也有兩種，但在群落中的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如中國(guó)沿海其他港口。主要種類的附著季節(jié)是6月至10月，8月和9月是附著盛期，冬季低溫月份幾乎沒(méi)有生物附著。影響附著季節(jié)的主要因子是水溫的變化。

    （7）青島港

    青島港灣以膠州灣為主體，沿膠州灣先后有小港、中港、大港，近年又開(kāi)發(fā)黃島、薛家島、膠南等沿岸碼頭。青島中港位于膠州灣西海岸，人工筑造防波堤，使港內(nèi)風(fēng)浪減小，是中小船舶的避風(fēng)港和停泊地，也為海洋工程試驗(yàn)研究提供良好的試驗(yàn)基地。馬士德等從2011年4月到2012年11月，對(duì)該區(qū)的微型生物膜、小型污損生物進(jìn)行初步調(diào)查研究，按污損生物個(gè)體大小，污損生物分為三類：體型大于1 mm為大型污損生物、體型在0.5~1.0 mm為小型污損生物、體型小于0.5 mm為微型污損生物。通過(guò)多個(gè)試驗(yàn)和多周期的鏡檢，該區(qū)微型污損生物的污損群落演變?yōu)椋和ǔ＃ㄉ锓敝臣竟?jié)）是海洋細(xì)菌首先附著1~4天即可檢測(cè)到；緊接著是海洋微藻，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，它們會(huì)組成聚合體。海洋原生動(dòng)物在浸海15天左右開(kāi)始出現(xiàn)，待20天左右，海洋后生污損生物幼體依不同大型污損生物繁殖季節(jié)先后出現(xiàn)，此后樣板上為大型污損生物附著。

    （8）白龍碼頭

    白龍碼頭位于廣西沿海西部，位于我國(guó)大陸最西南端，是由大陸延伸入北部灣的半島；三面環(huán)海，西望越南，地理位置十分重要。嚴(yán)巖等在2006年3月2日至2007年2月2日之間對(duì)白龍馬頭的污損附著生物進(jìn)行了調(diào)查，白龍碼頭平均水深8.5 m，平均潮差5 m。共采集到生物種類59種，其中藻類7種，腔腸動(dòng)物3種，苔蘚動(dòng)物5種，環(huán)節(jié)動(dòng)物10種，軟體動(dòng)物17種，甲殼動(dòng)物11種，其他動(dòng)物6種。附著生物表現(xiàn)出較為明顯的分帶現(xiàn)象，大致分為以下3個(gè)帶。

    1. 濱螺帶

    高潮區(qū)主要以粗糙濱螺、粒結(jié)節(jié)濱螺為主，還出現(xiàn)少量中間擬濱螺和團(tuán)聚牡蠣，平均生物量為121.74 g/m2。

    2. 牡蠣—鱗笠藤壺帶

    位于中潮區(qū)，牡蠣類（團(tuán)聚牡蠣、棘刺牡蠣、僧帽牡蠣）和鱗笠藤壺為優(yōu)勢(shì)種，幾乎布滿整個(gè)中潮區(qū)，個(gè)體較大且彼此重疊附著，最大厚度可16 mm。該區(qū)生物種類繁多，不僅棲居著穴居生活的生物，而且還棲息著腹足類、游走多毛類、端足類、十足類、蛇尾和星蟲等許多活動(dòng)性種類，平均生物量高達(dá)8422.56 g/m2

    3. 藻類帶

    低潮區(qū)主要附著滸苔、石莼和石花菜，同時(shí)還有管棲多毛類、隔貽貝、方格星蟲、小相手蟹和游走多毛類，以及少量海鞘，平均生物量1403.25 g/m2。

    5.4.1.2 海洋平臺(tái)

    1. 生物污損對(duì)海洋平臺(tái)的危害

    由于污損生物的附著，海洋平臺(tái)重量會(huì)不斷增加，給平臺(tái)安全服役帶來(lái)隱患。另外積累的污損生物會(huì)增加管的直徑以及管架表面的粗糙度。這會(huì)增加水流過(guò)結(jié)構(gòu)的作用力以及構(gòu)件的阻力系數(shù)。因此，海洋污損會(huì)增加結(jié)構(gòu)的水力負(fù)荷。厚度為150 mm的污損層僅導(dǎo)致結(jié)構(gòu)重量增加0.15%，但是相同厚度的污損層會(huì)導(dǎo)致水力負(fù)荷增加17.5%，導(dǎo)致疲勞斷裂增加62.3%，疲勞壽命降低38%。

    為海洋平臺(tái)安全運(yùn)行考慮，平臺(tái)水下部分需要由潛水員或者移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行定期的檢查。但污損同樣也會(huì)影響這些結(jié)構(gòu)的檢查和維護(hù)。例如，在檢查等之前，平臺(tái)結(jié)構(gòu)表面的污損需要被清除掉。鋼結(jié)構(gòu)表面所做的標(biāo)示會(huì)因?yàn)槲蹞p生物附著而變得模糊，硬污損生物，如牡蠣和藤壺，會(huì)影響水下設(shè)備的運(yùn)行甚至?xí)?dǎo)致儀器的損壞。另外，污損生物的存在會(huì)加速鋼鐵的微生物腐蝕以及局部腐蝕。

    2. 我國(guó)典型海域海洋平臺(tái)生物污損情況

    某一特定區(qū)域的污損生物特征的分析對(duì)海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)建設(shè)、有效的清除系統(tǒng)的選擇十分重要。在中國(guó)，海洋平臺(tái)的建設(shè)開(kāi)始于十九世紀(jì)八十年代，一些初始的采油平臺(tái)污損生物調(diào)查出現(xiàn)在十九世紀(jì)七十年代末期，其方法是在某一個(gè)固定平臺(tái)上掛片。然而，直到十九世紀(jì)八十年代中期，中國(guó)在東海和南海區(qū)域并沒(méi)有海上平臺(tái)，因此相關(guān)數(shù)據(jù)十分匱乏。為了獲得深水以及不同環(huán)境條件，研究者設(shè)計(jì)了一系列裝置來(lái)對(duì)不同深度材料表面污損生物進(jìn)行了分析。

    直到海洋平臺(tái)建成之后，表面污損才實(shí)現(xiàn)了原位分析，目前中國(guó)最大的采用平臺(tái)分布在南海和渤海，這些地方也就成為污損生物研究比較集中的地方。這些研究的海洋平臺(tái)以及位置在圖5-104所示。

    在渤海海域平臺(tái)F進(jìn)行了為期1年的掛片實(shí)驗(yàn)，海上平臺(tái)F位于西渤海海域，離岸10海里，浸入深度為6 m。掛片上的主要污損生物是水螅蟲Bougainvillia sp.，端足類Corophium sp.，藤壺Balanus uliginosus，苔蘚蟲Acanthodesia bifloris。污損生物附著最高期發(fā)生在6~9月，12月至3月沒(méi)有明顯附著。另外，進(jìn)行了5個(gè)固定平臺(tái)的污損生物分析，確認(rèn)了75種生物，主要的物種包括貽貝Mytilus edulis，海葵Sagartia rosea，以及牡蠣Ostrea denselamellosa和苔蘚蟲Menbranipora grandicella。污損生物組成以及程度受平臺(tái)建設(shè)時(shí)間、地理位置、水深以及離岸距離所影響。在渤海灣的平臺(tái)A上，主要的物種包括Ostrea denselamellosa，Sagartia rosea以及海綿Haliclona palmata。污損生物的厚度在2~9 cm之間。在平臺(tái)B上，靠近黃河口位置，主要污損生物包括Menbranipora grandicella，Sagartia rosea和Balanus uliginosus，污損生物厚度在3~12 cm之間。在其余三個(gè)平臺(tái)上，離海岸線20~40海里的位置處，污損生物完全由Mytilus edulis組成，污損生物厚度分別為7~15 cm、13~32 cm和1~7 cm。

    對(duì)中國(guó)南海海域11個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行了為期1年的掛片實(shí)驗(yàn)，分析物種組成、分布、厚度以及污損生物的季節(jié)變化。在珠江口的東南區(qū)域，污損生物種類及程度隨著離岸距離不斷變化。在站點(diǎn)Z1，離岸8.5海里水深27 m處，污損生物主要是常見(jiàn)的沿海物種，優(yōu)勢(shì)物種為藤壺Balanus reticulatus。在站點(diǎn)Z2，離岸38.7海里水深71 m，優(yōu)勢(shì)物種為大洋物種，包括有柄藤壺（Lepas anserifera和Conchoderma hunteri），和水螅蟲（Obelia sp.和Clytia sp.）。污損生物群落的生物多樣性比站點(diǎn)Z1不明顯。在深海站點(diǎn)A3和ZM3（水深超過(guò)300 m），位置處于東沙群島西部60和63海里，其污損生物群落組成與Z2位置處相似，在這兩個(gè)站點(diǎn)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)Balanus reticulatus。

    在海南島東部區(qū)域的W1和J2兩個(gè)站點(diǎn)采集水深超過(guò)100 m位置的數(shù)據(jù)。在兩個(gè)站點(diǎn)，主要物種是水螅蟲Clytia delicatula，Obelia dichotoma，有柄藤壺Conchoderma hunteri和Lepas anserifera以及牡蠣Alectryonella plicatula。藤壺Balanus reticulatus，Balanus trigonus，Megabalanus rosa以及Megabalanus tintinnabulum僅在站點(diǎn)J2發(fā)現(xiàn)。在站點(diǎn)W1，只發(fā)現(xiàn)很少量的Balanus poecilotheca。

    在海南島的西南海域，對(duì)四個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（Y1，Y2，Y3和YM1）進(jìn)行監(jiān)測(cè)。污損生物主要包括有柄藤壺Conchoderma hunteri，Lepas anserifera，水螅蟲Clytia sp.和Obelia sp.，藤壺Megabalanus tintinnabulum，Balanus poecilotheca，Chirona amaryllis和Balanus reticulatus，以及常見(jiàn)的牡蠣Parahyotissa sinensis和Ostrea mordax等。從站點(diǎn)Y1到Y(jié)3，藤壺的數(shù)量和密度降低為一種，即只有Megabalanus tintinnabulum在Y3站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)。

    在Beihu港，三個(gè)站點(diǎn)，B1、B2和B3，污損生物群落主要由藤壺Balanu reticulatus和Chirona amaryllis，珍珠牡蠣Pteria penguin，以及常見(jiàn)的牡蠣Saccostrea cucullata和海葵Actiniaria sp.。當(dāng)然，優(yōu)勢(shì)物種是藤壺Balanus reticulatus。然而，在采油平臺(tái)W10-3建成5年之后，主要污損生物為常見(jiàn)的牡蠣Dendostrea folium和Hyotissa imbricata以及藤壺Balanus trigonus和Chirona amaryllis。其他重要物種包括海葵Actiniaria sp.，苔蘚蟲Schizoporella errata和Microporella ciliate，以及牡蠣Chama semipurpurata和Chama reflex。有柄藤壺Lepas anatifera和Lepas anserifera偶爾會(huì)在站點(diǎn)B1和B2發(fā)現(xiàn)。

    3. 我國(guó)海域污損生物分布特征

    中國(guó)海域的物種主要包括蚌類、蔓足類、腔腸類、苔蘚蟲類。藻類污損主要限制在靠近海平面的小型物種。污損群落的組成和結(jié)構(gòu)依賴于平臺(tái)結(jié)構(gòu)類型，暴露時(shí)間、維度、離碼頭的距離、水深和環(huán)境條件。在中國(guó)北方的渤海灣，貽貝Mytilus edulis是建成多年之后海洋平臺(tái)的主要污損生物，這與世界其他海域的情況是一樣的。