Обрастание

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Обрастание — это нарост, образуемый на погруженных в воду искусственных предметах поселениями организмов (бактерий, водорослей, беспозвоночных животных) и минеральными частицами. По размерам организмы обрастания делят на микрообрастателей (бактерии, одноклеточные организмы) и макрообрастателей (беспозвоночные и водоросли). Более 1700 видов морских организмов могут участвовать в обрастании[1], создавая локальную экосистему.

Коррозия, ускоренная обрастанием

Наиболее распространённой причиной обрастания искусственных поверхностей (дно корабля, нефтяная платформа и т. п.) являются колонии ракообразных, таких как морские уточки. Они крепко прикрепляются к находящимся в воде предметам, удалить их можно только путём механического соскребания. Обрастание могут образовывать и более крупные беспозвоночные, например мшанки, которые создают веерообразные структуры. Гидроиды, асцидии, известковые черви также вносят свой вклад в обрастание, однако они прикрепляются лишь к неподвижным объектам, а к судам только на стоянках и достаточно быстро отваливаются при выходе в море.

Раковины прикрепляются к подводным поверхностям путём выделения вяжущего вещества («клей морской уточки»). Это вещество образуется рядами парных желез на поверхности морской раковины и затвердевает в воде за 10—15 минут. Лабораторные исследования показали, что слой клея морской уточки толщиной в один микрон обладает модулем сдвига в 5 мегапаскалей, что соответствует хорошим образцам современных клеев. Обрастатели живут в солёной морской воде, если морское судно достаточно долго находится в пресных водоёмах, то морские организмы гибнут. Однако, вопреки распространённому заблуждению, они не отваливаются, а напротив, при выходе в открытое море создают хорошую основу для нового обрастания. Существуют материалы, практически не подверженные обрастанию, — резина, стекло, некоторые синтетические поверхности.

Интенсивность морского обрастания зависит от температуры воды — в тропических широтах обрастание идёт быстрее. За полгода днище судна может покрыться наростом толщиной до 7 сантиметров и весом в сотню тонн, особенно если были продолжительные стоянки в портах. Сильное обрастание может вызвать уменьшение скорости судна до двух узлов и увеличить расход топлива до 40 процентов[2].

Поселяясь на поверхности гидротехнических объектов, обрастатели причиняют существенный экономический ущерб. Морские организмы могут нарушать изоляцию электрических кабелей и повреждать металлические тросы. Обрастание — одна из главных причин выхода из строя океанографических приборов, длительно находящихся в воде (измерителей течения, гидрофонов). В то же время некоторые обрастатели, например, мидии и гребешки, являются ценными промысловыми видами.

С проблемой обрастания столкнулись ещё мореплаватели древнего мира. Первые упоминания об этой проблеме можно встретить у Плутарха. Для воспрепятствования обрастанию древние мореплаватели использовали воск, дёготь, нефть, серу, мышьяк, свинец[3]. С XVIII века для защиты от обрастания подводные конструкции (в основном, днища судов) обшивали медными листами. Медь обладает токсическими свойствами, и беспозвоночные-обрастатели на ней гибнут (хотя обрастание бурыми водорослями медь предовратить не может). К 1783 году весь английский военный флот имел медную обшивку, к началу XIX века примеру Великобритании последовали Испания и Франция.

В настоящее время для профилактики обрастания используются специальные покрытия, содержащие в своём составе медь или другие токсические вещества (биоциды), обладающие большей токсичностью и большим сроком службы. Во второй половине XX века были популярны оловоорганические соединения — в это время до 70 процентов судов в мире обрабатывалось трибутилоловом (C4H9)3Sn[4]. Покрытия на основе трибутилолова позволяли увеличить срок между обработками до четырёх лет. Однако исследования экологов показали, что токсические соединения олова серьёзно загрязняют океан, накапливаясь в донных отложениях. В октябре 2001 года Международная морская организация запретила использование покрытий на основе трибутилолова[5]. При этом экологи охарактеризовали его даже как наиболее токсичное вещество, когда-либо целенаправленно выпускавшееся в океан[4].

В XXI веке используются более экологически чистые соединения цинка и ванадия; вновь пробудился интерес также и к меди. Однако для эффективного действия такие покрытия должны иметь достаточно большую растворимость, следовательно обработку поверхностей необходимо проводить периодически.

Поселение обрастателей на поверхности другого организма называется эпибиозом. Частным случаем микрообрастания является формирование бактериальной пленки на зубах, которое приводит к кариесу.

Литература[править | править вики-текст]

Дубах Г. Табер Р. 1001 вопрос об океане и 1001 ответ/Пер. с англ. — Л.: Гидрометеоиздат, 1977. — С. 119—121. — 188 с.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Almeida, E; Diamantino, Teresa C. & De Sousa, Orlando (2007), "«Marine paints: The particular case of antifouling paints»", Progress in Organic Coatings Т. 59 (1): 2–20, doi:10.1016/j.porgcoat.2007.01.017, <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0300944007000124>. Проверено 6 июня 2011. 
  2. Vietti, P (Fall 2009), "«New Hull Coatings Cut Fuel Use, Protect Environment»", Currents: 36–38, <http://www.enviro-navair.navy.mil/currents/fall2009/Fall09_New_Hull_Coatings.pdf>. Проверено 6 июня 2011. 
  3. Culver, Henry E. & Grant, Gordon, «The Book of Old Ships», Dover Publications, ISBN 978-0486273327 
  4. 1 2 Evans, S. M.; Leksono, T. & McKinnell, P. D. (January 1995), "«Tributyltin pollution: A diminishing problem following legislation limiting the use of TBT-based anti-fouling paints»", Marine Pollution Bulletin Т. 30 (1): 14–21, ISSN 0025-326X, DOI 10.1016/0025-326X(94)00181-8 
  5. «Focus on IMO - Anti-fouling systems», International Maritime Organisation, 2002, <http://www.imo.org/blast/blastDataHelper.asp?data_id=7986&filename=FOULING2003.pdf>. Проверено 22 мая 2012.