壓艙水

但同時,眾多的資料表明：壓艙水是外來海洋生物入侵的重要載體。早在1908年，人們便猜測壓艙水可能是浮游生物實現(xiàn)遷移的機(jī)制之一；1973年，研究人員則首次證實壓艙水可作為活海洋生物的轉(zhuǎn)載體。據(jù)報道，澳大利亞境內(nèi)現(xiàn)有的170余種外來海洋生物中，可能有24%～33%是通過壓艙水輸入的；而每1天，通過艙舶(包括船體及壓艙水等)在世界各地轉(zhuǎn)運的生物物種數(shù)則可能超過3000種。

在世界范圍內(nèi)，壓艙水引起的生物入侵的例子比比皆是，包括海藻、魚、牡蠣、多毛蟲、軟體動物、海星、其他的浮游動物以及霍亂弧菌。其中，許多生物已造成了明顯的生態(tài)破壞和大量的經(jīng)濟(jì)損失，有一些甚至給人類健康造成了直接的威脅。最典型的例子有：

澳大利亞Tasmania的有毒雙鞭毛蟲藻

Gymnodiniumcatenatum是一種有毒的雙鞭毛蟲藻，1985年在Hobart 港的周圍海域中首次被發(fā)現(xiàn)。它可能是經(jīng)壓艙水從日本傳播到Tasmania的。后來，人們又在墨爾本的海岸線周圍及澳大利亞南部的Lincoln港周圍發(fā)現(xiàn)了它的蹤影，而且在Lincoln港發(fā)現(xiàn)的Gymnodiniumcatenatum在基因型上與Tasmania的種群是一樣的，這極有可能是以壓艙水為載體的生物傳播的結(jié)果。Gymnodiniumcatenatum能產(chǎn)生使貝殼類癱瘓的毒素，這些毒素還能被貝殼類富集，人們一旦食用了這些貝殼類，將引起嚴(yán)重中毒甚至死亡。在1986年、1987年和1991年里，Tasmania州南部貝類養(yǎng)殖業(yè)關(guān)閉長達(dá)6個月之久，損失慘重，其罪魁禍?zhǔn)妆闶沁@種有毒的藻類。從船舶壓載水艙中采集的沉淀物樣本中發(fā)現(xiàn)了Gymnodimiancatenatum的胞囊及其他的有毒雙鞭毛蟲藻。這些發(fā)現(xiàn)更證實了壓艙水在有毒雙鞭毛蟲藻的播散途徑中所起到的作用。Hallegraeff 和Bolch在澳大利亞1艘船舶的1個壓載水艙中發(fā)現(xiàn),其中竟含有3億個某種泊來的有毒雙鞭毛蟲藻(稱為Alexandriumtamarense)的胞囊。

澳大利亞Tasmania的北太平洋海星

一般認(rèn)為北太平洋海星Asterias amurensis是在20世紀(jì)80年代經(jīng)船舶壓艙水輸入到Tasmania南部的。1986年，Asterias amurensis 的標(biāo)本首次出現(xiàn)在Tasmania博物館；在德文特河口以及Tri2abunna和Huon河之間的區(qū)域里可以發(fā)現(xiàn)大量的這種生物。Asterias amurensis 的成體1995年在PhilipBay港也被發(fā)現(xiàn)，它有可能會從Albany傳播到Eden，還有可能從Fremantle傳到Sydney。

北美五大湖的斑蚌

這種斑蚌可能是在1986年經(jīng)船舶壓艙水傳入到北美五大湖中的St. Clair 湖的，并迅速地傳播到其他的4個湖以及Hudson河、Illinois 河、Mississippi 河等，美國有15個州，而加拿大有2個省可以發(fā)現(xiàn)這種生物。它可以阻礙電廠、水處理廠和重工業(yè)對水的利用，還能纏結(jié)并腐蝕魚網(wǎng)、船體和浮標(biāo)，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失每年可達(dá)5億美元。

黑海中的梳狀海蟄

一種學(xué)名為Mnemiopsis leidyi 的梳狀海蟄是在20世紀(jì)80年代經(jīng)船舶壓艙水從北美傳播到黑海的。從1989～1990年，它便引起了黑海海域水產(chǎn)業(yè)的極大衰退，特別是鳳尾魚、西鯡和馬鯖養(yǎng)殖業(yè)，更是受到了毀滅性的打擊。而在Asov海，由于這種海蟄能與鳳尾魚及Asovkilkacatches競爭食物來源，因此，它也造成了后2者的大量死亡。根據(jù)最新調(diào)查顯示，這種海蟄已傳播到了地中海東部。

傳播霍亂

E1- Tor 生物型霍亂弧菌是引起1961年到20世紀(jì)90年代早期的霍亂第7次世界大流行的元兇。1991年和1992年，從5艘?？吭诿绹鞲鐬逞匕陡劭诘呢洿瑝号撍臀鬯?，研究人員發(fā)現(xiàn)了霍亂弧菌。這項發(fā)現(xiàn)提示壓艙水可能是霍亂在國際傳播中的重要途徑。研究表明，霍亂弧菌可在海水中存活50日?；魜y弧菌的存活與藻花和一些海洋生物的殼質(zhì)外骨骼的“殖民”有關(guān)，這表明壓艙水起到的作用可能與轉(zhuǎn)運中間宿主,以及游離細(xì)胞有關(guān)。

因此，壓艙水已是公認(rèn)的一個潛在的環(huán)境危害因素。壓艙水的監(jiān)管和處理不僅是水處理領(lǐng)域里的研究熱點，也是檢驗檢疫科學(xué)的重要課題。針對此情況，世界上的許多國家已經(jīng)出臺，或正著手研制相關(guān)的法律法規(guī)，以便對船舶壓艙水實施科學(xué)有效的管理。

適量壓艙水可保證船舶的螺旋槳吃水充分，將船舶尾波引發(fā)的船體震動降低到最低限度，并維持推進(jìn)效率。它可通過調(diào)節(jié)船舶的重傾(重量分布)和水尺(吃水深度) ，使船舶符合當(dāng)時的海洋條件,確保船舶在航運過程中的穩(wěn)定和操作安全。壓艙水還可使船舶在航運過程中受到的剪切力和傾斜的時間保持在安全的范圍內(nèi)。

壓艙水一般儲存在專門的壓載水艙中，或者，在一些船舶中,儲存在特別加固的貨艙中。吸取/ 排放壓艙水是船舶操作的重要組成部分。據(jù)美國和澳大利亞統(tǒng)計,每年排放入其境內(nèi)的壓艙水?dāng)?shù)量分別達(dá)到8000萬噸 和1. 2億噸 ;而國際海事組織(IMO)估計,每年在全球各地轉(zhuǎn)運的壓艙水高達(dá)100億噸。

橫艙壁裝在潛艇上是用以防止結(jié)構(gòu)由于全面喪失穩(wěn)定性而破壞、劃分艙室、在特殊情況下限制浸水以及構(gòu)成端部避難艙。當(dāng)艙壁主要是用來限制浸水的時候，它們的布置要使得船上任何一個艙室和相鄰的一個主壓載艙浸水后仍能保持漂浮，因而能在水上碰撞事故中獲得一定程度的安全。為了做到這一點，同時需要有超過水上排水量30%的大量壓載艙，這給潛艇尺度帶來了極為不利的影晌。進(jìn)一步說，這一措施對下潛相當(dāng)深度的潛艇當(dāng)任何主要艙室浸水時很少可能會真正有所幫助。隨著在核潛艇上主要艙室尺度的增大，對外部液艙的需要大大減少以及強(qiáng)調(diào)改善水下性能，同時由于核潛艇只有很少時間處于水上，繼續(xù)堅持舊的觀念將是無益的。因而核攻擊潛艇不論在水上或水下都不能經(jīng)受任何主要艙室的完全浸水。但是，在潛艇上仍裝有橫艙壁，使得當(dāng)潛艇沉沒深度大大低于使船體破壞的深度時，這些艙壁可構(gòu)成艏艉避難艙。

如同水面船舶的橫艙壁一樣，潛艇的橫艙壁也是根據(jù)一次使用來設(shè)計的，因此，預(yù)期它能在最大預(yù)定壓力下超過屈服點并在塑性范圍內(nèi)很好地工作。這些艙壁是平板型的，具有廠泛的加強(qiáng)系統(tǒng)，它們在過去是按標(biāo)準(zhǔn)的橫梁公式和假定載荷進(jìn)行設(shè)計的。通常，在軸線上安裝·一根主(初始)水平梁，并暇定它承受作用在整個艙壁上的一半截荷，截荷分布為橢圓形的。裝置各垂直(次級)防撓材假定共同承受作用在艙壁上的整個載荷。最后，在垂直防撓材之間安裝間段加強(qiáng)筋以減小板格尺寸并防止垂直防撓材的歪斜，假定它們承受按梯形或三角形分布的載荷。用這種方法設(shè)計的艙壁能夠達(dá)到或超過規(guī)定的容許壓力。然而，它們不能保征重量最小。海勒爾氏(Heller)和帕勒摩氏(Palermo)曾就這一類型的隔艙壁加強(qiáng)系稅作了彈性分析，其結(jié)果與實驗結(jié)果更為接近，并能使艙壁桔構(gòu)重量有某些減小。

艙壁或強(qiáng)肋骨會使強(qiáng)的圓筒形結(jié)構(gòu)成為非連續(xù)性的，因而與其相鄰部分就成為耐壓艇體早期破壞的可能根源。從實驗觀察已經(jīng)證明在許多場合中軸對稱的殼板屈服幾乎總是發(fā)生在與“剛性支點”相鄰的區(qū)段。為了抵消強(qiáng)艙壁的削弱作用，長期以來在實踐中采取的措施是減小第一個肋骨到加強(qiáng)構(gòu)件間的距離。然而，這一方法只是迫使破壞點移到第一個全長度的肋距，而對破壞壓力并不能其正有所改善。商脫氏(Short)和巴爾特氏曾提出一種對這些“端部”區(qū)段的最佳設(shè)計方法。有限的模型試驗也已證實了這一設(shè)計方法的結(jié)果。按照這種最佳設(shè)計程序(端部肋距比典型的長8%，端部肋骨比典型的大23%)得出的幾何形狀經(jīng)過試驗后被證明比減小末端肋距長度而不改變肋骨尺度的舊辦法增強(qiáng)了5%。 2100433B