全 文 ：第 31 卷 第 4 期 海 洋 环 境 科 学 Vol ． 3 1 ，No ． 4
2 0 1 2 年 8 月 MARINE ENVIRONMENTAL SCIENCE August 2 0 1 2
海洋污损生物藤壶的附着与防除
陈长春1，2，项凌云1，2，刘汉奇1，2
(1．国家海洋局东海监测中心，上海 200137;2．国家海洋局海洋赤潮灾害立体监测技术与应用重点实验室，上海 2007137)
摘 要:藤壶是海洋污损生物的主要种类之一，对环境有极强的适应性，对海洋经济的发展具有较大的阻碍性。文章在综
述中国沿海藤壶的种类组成、分布、生长、附着机理的基础上，浅析了影响藤壶附着的因素，提出了针对性的防除对策。同时
列举了目前主要应用的防除技术方法和低毒环保的防除材料，以及防除污损保护环境的研究思路。
关键词:藤壶;附着机理;防除
中图分类号:X55 文献标识码:A 文章编号:1007-6336(2012)04-0621-04
Adhesion mechanism and prevention of marine biofouling barnacle
CHEN Chang-chun1，2，XIANG Ling-yun1，2，LIU Han-qi1，2
(1． East China Sea Environmental Monitoring Center SOA，Shanghai 200137，China;2． Key Laboratory of Integrated Monitoring and
Applied Technology for Marine Harmful Algal Blooms，SOA，Shanghai 200137，China)
Abstract:Because of its strong ablity to adapt to the environment，barnacle becomes one kind of marine fouling organism． It is a factor
holding back marine economic development． This paper summarized some viewpoints about growth and adhesion mechanism of barna-
cle． Aslo it analysed some influence factors of adhesion and advanced some pertinence measures． Meanwhile it enumerated some meth-
ods of prevention and innoxious matierals currently． The further work in related fields is suggested finally．
Key words:barnacle;adhesion mechanism;prevention
目前，在新的历史起点上实现海洋事业新的跨越的
大背景下［1］，我国海洋经济得到迅速的发展，2010 年海
洋生产总值达到 3． 8 万亿元，占国内生产总值的
9． 7%［2］。开发利用海洋资源的热情不断高涨。围海造
陆、港口码头建设、海水综合利用、海底油气开采、海洋风
能潮汐能的利用、交通运输业、国防建设以及海洋科学研
究等海洋事业都得到了迅猛发展。然而，海洋污损生物
的附着与污损严重地妨碍了海洋资源的开发利用，迫使
人们不得不花费大量的人力物力去消除和防治。在众多
的海洋污损生物中，藤壶以其对环境的适应能力，而成为
较具有代表性的一种。本文针对中国沿海海洋污损生物
藤壶的主要种类组成、分布、附着季节、附着机理、影响藤
壶附着的因素以及防除方法等进行了分析阐述。
1 藤壶的种类和分布规律
1． 1 藤壶的种类
藤壶属于节肢动物门甲壳纲，蔓足亚纲，藤壶亚目。
其家族成员有 500 多种，在我国约有 110 多种。藤壶对海
水中的盐度、温度具有很强的适应性，广泛地分布于我国
沿海不同的水域。凡有硬物的表面，均可被其附着，甚至
在鲸鱼、海龟等生物体的体表也会发现其附着的踪迹;附
着在岩礁及船底的种类外形呈圆锥形或低圆锥形，壳较
厚;与海绵共栖的种类呈卵圆形，壳质脆薄;与枊珊瑚共
栖的种，其基底延长呈圆筒状［3］;它们成群成片地集聚附
着在一起，是节肢动物成型后营固着生活的海洋动物。
在不同的盐度、温度的海域，有不同种类的藤壶。如在低
盐、暖水、海水透明度低的近岸、港口多以泥藤壶为主要
品种;高盐、暖水、海水透明度高的水域有三角藤壶、钟巨
藤壶;水域开阔、透明度高的高盐海水水域则以红巨藤
壶、三角藤壶为多见［4］。
1． 2 我国沿海藤壶的分布
1． 2． 1 渤 海
渤海是一个半封闭的大陆架浅海，由辽东湾、渤海
湾、莱州湾、中部海区和渤海海峡组成，总面积约 7． 7 ×
104km2，平均水深 18 m。在辽东湾的扇贝养殖区，白脊
藤是对水产养殖影响最大的污损性无柄蔓足类［5］;在渤
海湾，泥藤壶是海中平台污损生物群落中的优势种［6-7］;
而在沿岸码头，致密藤壶则是最主要的污损生物种类之
收稿日期:2011-12-28，修订日期:2012-02-17
作者简介:陈长春(1957-) ，女，浙江宁波人，工程师，主要从事海洋环境监测工作
622 海 洋 环 境 科 学 第 31 卷
一，泥藤壶也较为常见［7］;在莱州湾，东侧的龙口港，纹
藤壶是其污损生物群落中的优势种［4］;在渤海海峡，污损
性无柄蔓足类是致密藤壶和纹藤壶，其中蓬莱港的致密
藤壶附着期为 6 ～ 10 月，纹藤壶附着期是 8 ～ 10 月［8］。
1． 2． 2 黄 海
黄海北接渤海，南邻东海，东濒朝鲜半岛，西临山东
半岛和苏北平原，总面积约 3． 8 × 105 km2，平均水深约 44
m。辽东半岛东南的大连湾，纹藤壶是最主要的污损生
物优势种类;位于辽东半岛南端的旅顺港，常见的污损性
无柄蔓足类为纹藤壶［9］;位于山东半岛东北部的烟台港，
污损性无柄蔓足类优势种是纹藤壶和致密藤壶，纹藤壶
的附着高峰期为 9 月，致密藤壶的高峰期为 6 月和 8
月［10］。在胶州湾内的青岛港，纹藤壶是污损生物的主要
优势种，泥藤壶和糊斑藤壶则为次优势种类。纹藤壶附
着在 6 ～ 11 月期间，附着高峰期在 8 月;泥藤壶附着期为
6 ～ 10 月，其中 6、7 月为附着高峰期;糊斑藤壶的附着期
为 6 ～ 9 月［11］。在黄海最南端的吕四洋海域，泥藤壶是
污损生物群落中的主要优势种之一，其次为糊斑藤壶。
泥藤壶附着期在 6 ～ 10 月，泥藤壶占绝对优势［12］。
1． 2． 3 东 海
东海北接黄海，南至南海，总面积约 7． 7 × 105 km2，
平均水深 370 m。在长江口近海水域，泥藤壶是主要的
优势种。泥藤壶的附着期为 6 ～ 10 月，高峰期为 7 ～ 8
月［13］。在长涂港、定海港、牛轭港，泥藤壶为优势种其附
着期为 6 ～ 10 月［14］;在浙江南部，石浦港的主要污损生
物为泥藤壶，附着期为 6 ～ 10 月，高峰期为 7 月［12］在水域
开阔的洞头岛沿岸海域，糊斑藤壶、泥藤壶和网纹藤壶为
常见种类，三角藤壶较为少见［15-16］;在福建北部沿海，污
损性无柄蔓足类主要是泥藤壶和网纹藤壶，糊斑藤壶和
三角藤壶则为常见种类，泥藤壶的附着期为 5 ～ 10 月，高
峰期在 6 月［17-19］;台湾海峡福建沿岸海域，污损性无柄蔓
足类的优势种主要是网纹藤壶、泥藤壶和三角藤壶，常见
种类则为糊斑藤壶和纹藤壶，白脊藤壶则多分布在高潮
区，泥藤壶的附着期为 4 ～ 12 月［20-25］;该海区共出现污损
性无柄蔓足类 18 种，其中主要种类为网纹藤壶、纹藤壶、
三角藤壶、泥藤壶和高峰星藤壶［26］。
1． 2． 4 南 海
南海纵越热带与亚热带，自然环境复杂，水温较高，
总面积 3． 5 × 106km2，平均水深 1 212 m。在粤东的汕头
港，污损性无柄蔓足类以泥藤壶和网纹藤壶为优势种，
白脊藤壶和白条地藤壶则较为常见。在珠江口邻近海
域，污损性无柄蔓足类优势种为网纹藤壶、三角藤壶，5 ～
8 月是污损性无柄蔓足类附着的高峰期［27-29］;在粤西，污
损性无柄蔓足类的绝对优势种是网纹藤壶和钟巨藤
壶［30-32］;湛江港内，网纹藤壶在污损生物群落中占绝对优
势，且全年都有附着，其附着的高峰期在 4 月和 9 ～ 11
月［33］。
1． 3 藤壶的生长过程
藤壶是雌雄同体，大多行异体受精，生殖期间用能伸
缩的细管将精子送入别的藤壶中使卵受精。受精卵在母
体的外套腔内发育到无节幼体后才孵化。在幼体阶段，
一般可分为无节幼体和腺介幼体两个阶段。大多数藤壶
的无节幼体共有六龄，发育周期为 2-3 周。腺介幼体利用
触角上的吸盘，以及开口于触角未端的水泥腺所分泌的
藤壶胶，固着于海水中的附着基上，然后腺介幼体经变态
发育生长成为藤壶成体［34］。
1． 4 藤壶的附着机理
在藤壶的生活史中，可概括为二个主要的阶段:即浮
游生活阶段和固着生活阶段。藤壶的幼虫无节幼体是浮
游生活阶段。经 2 ～ 3 周的发育，成为腺介幼体，腺介幼体
在合适的附着物上吸附、固定。固定前腺介幼体用触角
附着接触面，这种附着容易移动，故称为暂时粘附［35］;此
时若附着物表面适合附着，腺介幼体则会由暂时粘接转
变为永久性粘接。固着后的腺介幼体发生变态成为藤壶
成体，藤壶成体在附着基表面分泌出藤壶胶，使附着更加
牢固。藤壶刚分泌出的胶透明、无粘性，通过毛细管作用
渗透到基材的空隙中，6 h内聚合成不透明的橡胶块。这
种胶体与附着物基材表面发生粘接的聚合过程使该胶体
具有较大的内聚强度和抗生物降解性［36］。
1． 5 影响藤壶生长、附着的因素
藤壶的幼体具有向能性的特性。海洋中附着基表面
的粗糙程度、光线及颜色往往会影响藤壶腺介幼体对附
着物的选择。若附着基表面粗糙，表面能高，海水透光度
差以及具有橘色和绿色表面的固体，往往是藤壶幼体比
较容易选择的附着基［37］。另外，海水中的理化因子，包括
盐度、温度等等往往都会影响藤壶幼体的附着变态［38］。
蔡星如、黄宗国等对网纹藤壶的繁殖、附着和生长研
究发现:(1)藤壶的胚胎发育的速度与水温有关;(2)藤壶
个体外壳的生长也与水温有密切的关系［39］。李洁民、黄
修明等在中国几个主要海港附着生物生态的研究一文中
也有关于海水水温对藤壶幼体的附着有着极大的影响的
论述［40］。总之，藤壶各季附着的强度总体来说不同，其附
着的生物量呈现夏、秋季较高，冬季最低的趋势［41］。
2 藤壶附着的危害
2． 1 增加船舶阻力耗损燃料
由于藤壶的附着，使得船舶吃水线以下部分粗糙度
增加，使船舶在航行时的阻力加大，与此同时也增加了船
舶的自重导致船舶、舰艇的航行速度降低，增加了燃料的
消耗。
2． 2 增加自重削弱抗风险能力
海上的石油平台及建筑设施若被藤壶附着，则会增
加这此设施结构的自重，加大其外载荷，削弱了其抵抗风
暴巨浪的能力，使其容易倾斜、倒塌。同时由于自重增加
提高了平台、建筑物的重心，当海啸、地震、风暴潮来临
时，危险性增大。
2． 3 影响海水资源综合利用
藤壶附着对利用海水进行冷却的石油平台、电厂给
排水管道会发生堵塞，影响海水的冷却效果，甚至造成事
故风险。海水淡化时会造成进水管道不畅，降低海水淡
化效果。
2． 4 妨碍仪器设备使用
藤壶附着妨碍军事设施与民用、科研仪器的正常工
作，降低传感器、仪表及传动部件的灵敏度。
2． 5 影响渔业生产降低水产品质量
藤壶附着影响养殖，与贝类争夺附着基、饵料，堵塞
网具网孔，影响水体交换，妨碍养殖对象的生长发育，降
低水产品的质量。
第 4 期 陈长春，等:海洋污损生物藤壶的附着与防除 623
2． 6 加速水下固着物局部腐蚀速率
藤壶的附着会改变局部金属的电化学腐蚀过程和速
度，导致局部腐蚀或穿孔。M Eashwar 等在详细考察了不
锈钢上藤壶生命活动及腐蚀现象，指出死藤壶壳上有机
质的分解引起介质酸化，进而形成缝隙腐蚀［42］;与此同
时，马士德等通过青岛海域实海暴露试样观察及实验室
培育研究了藤壶附着对海水中金属腐蚀的影响，揭示了
藤壶附着在局部腐蚀中的过程和机理，指出:海洋生物的
自催化效应、分泌液及死亡腐烂引起溶液酸化(pH 值最
低可达 3 ～ 4) ，可进一步加速局部腐蚀的生长和发展［43］。
宋诗哲等［ 44］研究了铝镁合金在不同 pH 值 NaCl 溶液中
腐蚀行为，揭示海洋污损生物造成的局部微酸性环境是
厦门港局部腐蚀敏感性强的原因，海洋污损生物作用是
造成海洋结构材料、构筑物及船舰体局部腐蚀的主要因
素。
3 藤壶的防除措施及方法
3． 1 藤壶的防除措施
根据藤壶趋色喜暗的生活习性及对生长的环境的向
能性，可采取针对性的方法进行防除。对于利用海水资
源的海水冷却、循环系统和海上平台以及港口的海水管
道系统可以用电解海水的方法进行防除［45］。对浸没于海
水中的各种固体物质及设施，如船舶或水下建筑设施，可
采用降低附着物的表面能或使用低表面能的材料，改变
附着物的颜色及附着环境等实现防除附着的目的。
值得指出的是，不同的材料与抵抗海洋生物的污损
有着密切的关系。根据金属材料与海水的作用和产物类
型，可分为易腐蚀型(如碳钢)、钝化型(如铝、钛、不锈
钢)、产毒膜(如铜、银、锌、含铜合金)型三类［46］。为延长
人造设施或设备的使用寿命，在不提高制造成本的情况
下，也可以有针对性地选择运用这些不易被污损的材料
作为船舶、仪器、设备的制作材料。
3． 2 藤壶的防除方法
按目前防污技术和防污研究方面所采用的原理，将
其分为物理防污法、化学防污法和生物防污法。
物理防污法:人工或机械清除法、过滤法、加热法等。
物理法中最先进的是低表面能涂料防污法。主要有氟聚
合物和有机硅树脂材料两种。
化学防污法:采用化学物质对海洋污损生物进行毒
杀，阻止其附着。可分为:直接加入法，电解法，化学防污
涂料法。
生物防污法:采用生物活性物质作为防污剂来防止
海洋污损生物的污损。具有防污作用的生物活性物质包
括有机酸、无机酸、内酯、萜类、酚类、甾醇类和吲哚类等
天然化合物。
此外，改变构筑物及仪器设备材料的质地，在合适的
地方使用不易被污损的材料，也是多途径防附着防污损
的一种不错的选择。
3． 3 目前主要应用的防除技术及防除材料
3． 3． 1 物理机械法防除技术
用机械装置通过设置滤网等方法，去除海水中的污
损生物附着及各种异物，如:①拦污栅;②旋转滤网;③贝
类清除装置等。运用物理的方法如:①高流速法:研究表
明，较高流速可以阻止大型污损生物的附着，故设计壁面
流速在规定值以上，是控制大型污损生物附着的方法之
一。②温水处理法:人为使水温高于海生生物的环境水
温，促使其死亡的方法。③淡水处理法:通过注入淡水，
改变环境水的渗透压，促使海生生物死亡的方法［47］。
3． 3． 2 海水电解防除技术
海水的电解防污技术是利用物理化学防污的方法。
在使用海水的海水管道系统中，通过防海生物装置，利用
铜阳极、铝或铁阳极电解后生成的少量氢氧化物的絮状
物，附着于海水管系的内壁上，从而在整个管系中形成一
层很薄的保护层，进而防止海洋生物附着并对海水腐蚀
也有很好的防护作用。它具有安全可靠，防污彻底，不会
对环境造成影响的特点。但是在使用过程中，应注意对
其设备进行维护。
3． 3． 3 低表面能、低毒环保的防除涂料
低表面能涂料是针对海洋污损生物在污损附着过程
中的向能性的特点，且固体表面的自由能赿低，附着力越
小，固体表面液体的接触角也就越大。若固体表面所用
涂料具有的表面能很低，海洋生物就难以在上面附着。
即使附着也很容易在水流或其他外力作用下脱落［48］。低
表面能防污涂料是基于涂料表面的物理作用，不存在毒
性物质的释放损耗问题，能起到长期防污的作用。这类
无毒防污漆包括有氟聚合物和硅聚合物涂料。有机硅类
的无毒防污漆已有商品在市场上推出。另一类防污漆是
电导防污漆。它的技术原理是把导电防污漆膜作为阳
极，当通入微电流时，就产生电解反应，导电漆的漆膜最
外层就被次氯酸离子覆盖，可防止微生物、海藻类和海洋
硬壳类生物的附着［49］。
3． 3． 4 自抛光防污涂料
目前开发的低毒或无毒的自抛光防污漆的主要方向
有:无锡铜基自抛光防污漆。主要采用铜盐化合物和防
污增效剂复合的方法。为克服聚合物本身的水解后铜离
子渗入海水中的浓度不够的问题，所以在防污漆中还添
加了各国环保局注册的允许在防污漆中使用的辅助杀生
物剂。自抛光防污涂料的防污机理是:与有防污作用的
含有机金属的基团与基料树脂形成共价键，这些共价键
可被海水中的钠、钾等金属离子水解形成亲水性基团，随
着水解的进行，释放出防污剂，从而起到防污作用;当亲
水基团达到一定浓度时，将导致树脂层剥落，露出的新的
与有机金属键合的树脂层，并在这一水解过程中形成平
整的涂层。
3． 3． 5 仿生防污及其它防污涂料
应用生物技术防污也是海洋生物学家和防污技术专
家一直探索的目标。这种概念来自于对自然界的观察。
海洋生物具有防污适应性，不会附着任何污损生物。海
洋中的生物大多都具有抵制海洋污损生物附着的能力，
科学家们从海洋生物学、化学生态学的角度研究了这些
海洋生物抗污损防附的机理，开发出了仿生防污涂料。
主要的研究方向有生物防污剂、活性酶、生物可降解吸水
膜。除此之外，其它无毒低毒的防污涂料研究也在迅速
发展之中。如导电高分子材料防污涂料。以氯化橡胶为
基料，聚苯胺为防污剂制成的防污涂料;高效纳米防污涂
料，以水溶性树脂材料将纳米级防污剂(如纳米级氧化亚
铜、纳米级氧化锌等) ，用微胶囊缓释技术达到稳定的防
污效果;可溶性硅酸盐防污涂料，通过离子交换或分子筛
624 海 洋 环 境 科 学 第 31 卷
选的作用，硅铝酸盐与海水中 H +等进行离子交换，实现
防污功能。国家海洋局第二海洋研究所林茂福项目组成
功地在天然无污染的辣椒中提取生物活性物质与有机黏
土复合，使辣椒素活性得以充分发挥，解决了低含量、高
性能的技术问题。该产品填补了辣素防污漆的国内空
白，对污损生物藤壶有防污特效，而且对其它污损生物也
有显著的防污效果，已建成一条自动化程度高、密闭性生
产效果好、年产达 1000 t 的中试生产线［50］。
4 结 论
藤壶是海洋生物污损生物中破坏性较为严重的一
种，由于它的附着，极大的妨碍了海洋基础设施的建设，
同时对海洋经济的发展也造成了一定的影响，因此对藤
壶的防除研究，是当前较为重要的课题之一。在对海洋
污损生物防除的同时，环境保护也是目前首要任务之一。
抓住海洋事业发展碶机，运用现代化的科学手段综合物
理、化学生物等各种有效防污技术，研究开发具有环保、
广普高效、长寿命的防污技术是未来的海洋污损生物防
除研究的方向，具有广阔的应用前景。
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