航标器材绿色环保特征分析

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摘要：长江经济带发展要走生态优先、绿色发展之路，建设可持续发展的绿色航道意义重大。航标是重要的航道基础设施，航标绿色环保是绿色航道建设的基础。本文对常见的航标器材的材质进行解剖分析，对其绿色环保特征进行分析研究，以对目前常见的航标器材提出选材、回收和优化建议。

关键词：绿色航道；航标；绿色航标器材

生态文明建设是国家“十四五”规划的重要内容，“十四五”规划明确生态文明建设要实现新进步，能源资源利用率大幅提高，生态环境持续改善。近年来，随着中国水运经济的发展，船舶流量提高等因素的作用，航标数量也在不断增加。航标经历了快速的发展，无论在管理水平还是科技实力都得到了很大的提升，但仍面临着绿色节能环保背景下两个转型的命题，即从过去的以航标建设为主向建、管、养协调发展，从建设上重视规模向优化布局、提高质量、新技术新材料运用并重转变。因此，航标器材要向更加绿色节能环保的方向发展，进而更好地造福航运经济发展和社会发展。

1常见岸标及浮标现状

长江上常见的岸标一般有玻璃钢塔形岸标、钢质杆形岸标、铝合金塔形岸标、钢筋混凝土结构的灯塔等多种类型，岸标的大小按高度有4.8米、5.6米、7.5米、8.5米、10米、15米等多种情况。长江上常见的浮标一般有钢质标志船、钢质浮鼓，标志船的大小按长度有6.7米、10米、15米等常见类型，浮鼓的大小按直径有Φ2400、Φ3050、Φ6000等类型。

2航标器材现状

2.1航标灯器

随着科技的不断发展，航标灯器的发展经历了从煤油灯、传统灯泡到LED灯器等各个阶段，目前在用的目视航标灯一般均为LED灯珠的灯器，按照类型主要分为太阳能一体化航标灯和传统分体式航标灯两种。传统航标灯由菲涅尔透镜、底座、微电脑集成闪光仪、LED航标光源、日光阀开关5部分组成。菲涅尔透镜与盖板采用不锈钢螺钉连接而成，盖板与底座也采用不锈钢螺栓连接。太阳能一体化航标灯由太阳能电池、免维护蓄电池、菲涅尔透镜、底座、微电脑集成闪光仪、LED航标光源、日光阀开关7个部分组成。共七块太阳能电池板，其中六块太阳能电池镶嵌在底座上成六边形结构，一块圆形太阳能电池板安装在透镜的顶部。菲涅尔透镜与盖板采用不锈钢螺钉连接而成，盖板与底座也采用不锈钢螺栓连接。免维护蓄电池置于底座内。内芯由微电脑集成闪光仪、日光开关组成，内盒上方装LED航标光源。

2.2航标电源

分体式航标灯需配合航标电源使用。大规模产业化的二次电池主要有铅酸蓄电池、镉镍电池、氢镍电池和锂离子电池。镉镍电池含有剧毒元素镉，已逐步被其他电池所替代。目前常见的航标电池有三种：二次电池铅酸蓄电池、锂离子电池；一次性电池锌空干电池，按照电压分一般有2V、4.2V、4.5V、6V、12V等多种类型。

2.3航标标体

常见的航标标体一般有锥形标体、罐形标体、球形标体及其他形状的标体，按照颜色分一般有白色、红色、黄色、黑色等，其材质在内河不同地方有木质、铁质、塑料、PE材料、铝合金等多种类型。

2.4锚石

最早期时，航道维护人员设置航标时，均是在河流两旁的自然岸坡上选取一定大小的天然石头用作锚石。随着时代逐步发展和标志船逐步大型化，河边上可用的石头越来越少。环保要求和人们的环保意识也逐步提高，因此开始出现人工制作的锚石。根据航标设置的需求，锚石一般要求具有一定的重量，确保有足够的抓力能够稳定住标志船。对航道维护水深要求较高的河段，例如葛洲坝三江航道、大江航道，当锚石无法收回时，留在水中对通航安全有一定的影响。因此此类航道，对锚石高度还有要求，应尽可能降低锚石高度。目前长江上在用的锚石一般为钢筋混凝土结构，只有大小和形状的差别。

3航标器材绿色环保特征分析

3.1岸标塔体

玻璃钢材质的岸标塔体主体采用（FRP）材料，主要部件全部采用玻璃钢磨具制造，塔身各部件均采用热镀锌扁铁压条和热镀锌紧固螺栓连接。玻璃钢外表层涂二度胶衣树脂，以防主体材料老化，配上色浆以标示标体颜色。玻璃钢材质的岸标塔体具有质轻、高强、耐高温、耐腐蚀、隔热、电绝缘性能好，但也具有以下明显的环保方面的缺点：一是胶衣树脂寿命一般为3-5年，3至5年后胶衣老化褪色，很难进行修复，需返厂重新涂装胶衣树脂，代价与成本过高。胶衣老化后保守维护的方式一般为在胶衣外层涂刷油漆，同样会造成环境污染。二是玻璃钢用热固性树脂制造的，它不易降解、分化及回收，随着产量的增加，废旧玻璃钢制品处理会出现较大问题。钢质杆形岸标主要优点是标体小、轻便，易在悬崖峭壁等地形条件受限的地方安装，主要的缺点是航标的外观较小，在导航效果上不如塔型岸标，标体外观维护为涂刷油漆，对环境存在一定程度的污染。岸标塔体的灯桩和顶标采用铝合金材质，为新型建筑材料可替代木材和钢材，被认为是未来绿色建筑的发展方向。由于具有强度高、重量轻、质量高、稳定性好、平均使用成本低、便于拆装、承载力高、良好的焊接性能和耐蚀性能以及加工性能优良等特点，同时也是一种可再生利用，绿色节能环保的材料，是未来维持可持续发展的一种重要建筑材料。铝合金材质的塔标可以参照汽车等在外涂装氟碳烤漆，氟碳烤漆的寿命一般在10年以上。一般情况下，铝合金塔标外不需要塔体进行刷漆补色，减少了油漆对环境的污染。唯一不足的是，氟碳烤漆生产过程中对环境存在污染，但这是一次性的，在航标维护管理的过程中不会造成二次污染。

3.2浮标浮具

标志船和浮鼓的主要材料目前使用最多的仍然是钢材，内外用油漆涂色。浮具每年日常维护保养的方式主要为对船体进行维修保养，对水线以上或者全船进行油漆，存在一定程度的环境污染。

3.3航标灯器

无论是分体式航标灯还是太阳能一体化航标灯，实际都是一种电子产品。航道部门多年来采购的航标灯，一部分因超过使用寿命期而自然报废，一部分因使用过程中撞击而被破坏，无法维修使用，这些废旧毁损的航标灯会给环境造成一定的影响。如果不按规定程序报废，随便丢弃，造成环境中的固体废弃物污染；航标灯产品所用的材料几乎是不可降解的工程材料，应加以回收利用。

3.4航标电源

3.4.1铅酸蓄电池铅酸蓄电池具有可重复使用，体积小，重量大，使用安全，造价低等优点。铅酸电池的主要材料为氧化铅、金属铅、浓硫酸、塑料、玻璃、其他金属等。铅是铅酸蓄电池的主要原材料，铅占电池质量的60%以上，存在较高的铅污染风险。废电池的电解酸液中含有大量的铅元素，回收处置不当会对土壤和水源造成污染，对空气、生态平衡造成破坏，还会引发人体代谢、生殖及神经等方面的疾病。人体铅含量一旦超标，会导致智力下降，诱发儿童的恶性肿瘤，甚至导致死亡。

3.4.2锌空干电池空气电极的结构比通常的金属氧化物电极要更复杂；空气电极工作时需暴露于空气中，电解液会蒸发或被空气中二氧化碳碳酸盐化，而限制了电池的寿命；锌空气电池作为二次电池，其充放电循环数还较低，作为航标电池只能一次性使用更换。锌空干电池的使用寿命较低，再生性不如其他电源。

3.4.3磷酸铁锂电池目前常用的航标锂电池一般为磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池包原材料生产主要有四个，分别是正极材料、负极材料、电解液和隔膜。正极材料最常用的材料有钴酸锂，锰酸锂，磷酸铁锂和三元材料(镍钴锰的聚合物)。正极材料占比在60%以上。负极材料主要以天然石墨和人造石墨为主。隔膜材料主要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃类隔膜。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料。磷酸铁锂电池具有循环寿命更长，安全性高，环境污染较少等特点。但锂电池的回收一定要交由专业单位来进行，随意丢弃仍然存在污染环境风险。

4结语

经过逐年的发展，长江上的航标器材选用的材料均是目前较为先进和主流的材料，已经逐步与主流行业相适应，且大部分材料都较为绿色环保，循环和再生性较好。但新型材料在内河的普及度还不高，特别是浮标材料还欠缺对新材料的尝试，浮标维护工艺还较落后，航标器材的回收和利用还没有配套的管理规定。建议各航道部门对浮标新材料、新工艺进行进一步探索和研究，同时出台航标器材回收和利用方面的规定。绿色航标是实现绿色航道的基础，是建设生态友好型长江生态航道的一部分，对航标器材进行不断探索和研究，契合生态优先、绿色发展主题。

作者：王雪蓉 桑潇 徐云航 崔冬蕾 单位：长江三峡通航管理局