绿色合成无粘结剂废弃物衍生吸附剂及其在常温下高效脱除H2S的应用研究
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时间:2025年10月06日
来源:Journal of Environmental Chemical Engineering 7.2
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本文推荐研究人员针对船舶生物污损(Biofouling)导致的海洋非土著物种(NIS)入侵问题,系统回顾并优化了“污损等级(LOF)”评估体系。研究提出水下观测与覆盖度优先原则,开发在线工具LOFeR辅助标准化评估,并以新西兰为例验证了多层次监管框架的有效性,为全球船舶生物污染治理提供了可推广的技术与政策路径。
在全球化浪潮下,远洋船舶的频繁往来不仅带来了贸易繁荣,也悄悄成为了海洋生物“偷渡”的顺风车——船舶水下表面附着的生物污损(Biofouling)群落,成为海洋非土著物种(Non-Indigenous Species, NIS)跨洋传播的重要载体。这些不请自来的“旅客”一旦在新的环境中定居,可能引发严重的生态入侵,破坏本地生物多样性、威胁水产养殖甚至损害海洋基础设施。尽管国际海事组织(IMO)等机构已制定相关指南,但针对数量庞大、分布广泛的休闲船只,仍缺乏高效、统一的生物污损评估与管理手段。尤其是在缺乏商业驱动力的情况下,如何快速、准确地评估船只的污损状况并制定相应的生物安全策略,成为摆在研究者与管理方面前的一道难题。
在这一背景下,发表于《Journal of Environmental Chemical Engineering》的一项研究聚焦于已有20年历史的“污损等级(Level of Fouling, LOF)”评估体系,通过系统回顾其全球应用现状、分析实践中出现的问题,并提出了一套更新的标准化操作指南与配套工具,旨在提升LOF量表在科研与管理实践中的准确性与一致性。
为达成研究目标,团队采用了多途径文献检索与政策梳理方法,包括基于Web of Science和Google Scholar的文献系统回顾,对LOF原始论文的引文分析,以及针对各国船舶生物污染管理政策的调研。他们开发了在线应用LOFeR,整合了用于培训的水下船体图像库与现场使用的LOF计算工具,并分析了来自新西兰多个地区超过47,000艘船只的LOF监测数据,以验证该量表在实际监管中的应用效果。
研究结果多方面展示了LOF量表的实际应用价值与现存问题:
3.1. Uptake of the LOF scale to classify vessel biofouling
研究发现,LOF量表已被全球28项研究采用,地理分布集中于新西兰和北美西海岸,主要用于休闲船只的生物污损评估,但也扩展至商业渔船甚至非船舶结构(如牡蛎壳)。其应用场景不仅限于生物安全监测,也被用于海洋生态学假设检验,如鱼类栖息地利用和噪音对生物附着影响的研究。
3.2. User-defined amendments to the LOF scale
许多研究对原始LOF方法进行了自定义修改,例如放弃水上观测转而依赖水下直接评估(如水下摄像头、潜水员),或合并、简化原有的六个等级。这些不一致的操作虽然适应了本地化需求,但也可能损害量表的统一性与可比性。
3.3. Scale performance – does waterline LOF rank predict biofouling on submerged surfaces?
多项研究验证了水上观测( dockside)分配的LOF等级预测水下生物污损的可靠性,结果好坏参半,正确匹配率在26%至74%之间。水上观测的局限性主要源于船只不同部位(尤其是隐蔽的niche区域)污损程度的差异,以及船主对水线附近区域的频繁清理,导致其难以真实反映整体污损状况。
3.4. Integration of the LOF scale in vessel biosecurity policy
LOF量表已被整合到多个国际、国家和地方的生物安全政策中,如国际海事组织(IMO)的指南、新西兰的《船舶风险管理办法》(CRMS)、澳大利亚的船舶入境要求以及夏威夷和部分太平洋岛国的管理建议中,为船舶生物污损的风险评估与管理提供了关键阈值和操作依据。
3.5. Recreational boat vector management in New Zealand
研究重点剖析了新西兰管理休闲船只生物污染的三级体系:第一级针对入境船舶,依据CRMS设定严格的污损阈值(如长期停留船只仅允许LOF 1);第二级针对国内区域间移动的船只,多数地区要求LOF ≤ 2;第三级针对访问敏感海域(如峡湾、亚南极岛屿)的船只,要求更为苛刻(LOF < 1)。这套体系依托大量的船只水下巡查(近年超过47,000次)和LOF评估得以有效运行,证明了其在大规模监管中的可行性。
3.6. Updated guidance on the LOF method
基于回顾与分析,研究提出了四项关键更新建议:一是优先采用水下直接观测法以提高准确性;二是评估时以生物覆盖度(Percent Cover)而非物种丰富度为优先依据;三是通过培训(如利用LOFeR应用)减少操作者偏差;四是可根据需求选择“整船评估”或“分层评估”策略,并利用其开发的LOF计算器工具来自动整合不同部位的评分,快速得出整体LOF等级。
本研究结论部分强调,分类等级量表在生态研究与环境管理中具有悠久历史和重要价值,LOF量表作为一个兼顾效率与可靠性的工具,在应对休闲船只这一复杂且缺乏管理的生物入侵载体方面展现出巨大潜力。通过提供更新的标准化指南和配套的数字化工具(LOFeR),本研究旨在帮助全球范围内的科研人员、政策制定者和一线管理者更准确、一致地应用LOF量表,从而推动建立有效的船舶生物污染向量管理策略,减缓由船只介导的海洋生物入侵速度。新西兰的成功实践表明,即便在航运传统深厚、休闲船只活动频繁的地区,通过合理的政策框架与实用的技术工具,也能在保护海洋生态与保障公众航行自由之间找到平衡点。
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