10415 (600381), страница 8
Текст из файла (страница 8)
6. Биоповреждения в водных средах
Морское обрастание. Морскую воду по праву можно называть живой потому, что она переполнена живыми существами и их зародышами. 68 из 70 классов животных живут в море. Каждый погрузившийся в воду предмет сразу атакуют оседающие зародыши морских микроорганизмов, водорослей, животных как место поселения и перехвата из толщи вод кислорода и пищи. Начинается обрастание этого предмета организмами обрастателями. При хорошем доступе пищи, тепла и кислорода создаваемая телами, постройками и выделениями обрастателей корка оброста быстро растет. На еще живой или отмерший нижний слой организмов-обрастателей из толщи вод оседают все новые и новые зародыши. Отмершие и слабые становятся добычей подвижных трупоедов и хищников. Идет сукцессия – подавление и замещение одних видов другими. Развивается, стареет и изменяется по возрасту и по сезонам сообщество организмов – биоценоз обрастателей. В изменении его состава участвуют как сами обрастатели, так и подвижные пришельцы – обитатели оброста.
Постройка островов и естественных защитных волноломов (например, Барьерного рифа Австралии), укрепление берегов, создание прочного камня – ракушечника и строительного известняка – не единственная польза от обрастателей. Беспозвоночные животные-обрастатели – мощнейшие фильтраторы и седнментаторы – очистители вод. Из всех обитателей моря именно они в наибольшей мере осветляют взмученную в шторм или потоками с гор морскую воду, переводя мутевые взвеси в донный ил, который добывают во многих странах со дна мелководий и используют как превосходное удобрение. Они же очищают воду и от отбросов, и от болезнетворных микробов. Многие обрастатели изымают из нее и обезвреживают избытки токсических и вредных органических и неорганических веществ, накапливая их в своих телах и переводя в донные отложения. Водоросли-обрастатели завершают биологическое самоочищение вод, насыщая их кислородом.
Каждый вносимый в воду предмет позволяет осевшим на него организмам-обрастателям перехватывать из мимо протекающих вод растворенные и взвешенные вещества и пищевые частицы. Отбросы их жизнедеятельности также легко уносятся прочь. Поэтому темпы роста организмов-обрастателей нередко на порядок выше темпов роста тех же видов в донных сообществах (бентосе), где водообмен слабее, а воды благодаря жизнедеятельности организмов-соседей, беднее пищей и кислородом и богаче вредными отбросами.
Залог существования видов-обрастателей – огромная продуктивность их зародышей и личинок: они подчас составляют '/г, даже до 9/ю взвешенных в воде организмов (планктона). Расселение обрастателей идет не только благодаря парению и плаванию зародышей растений и личинок животных, но и поселению взрослых на выносимой реками в море и дрейфующей из-за течений и ветров древесине и других предметах.
Кто же такие обрастатели? В процессе обрастания участвуют почти все классы микробов, водорослей и беспозвоночных животных. Это свыше 3000 видов. Массовыми из них считают от 40 до 90 видов (не считая микроскопических бактерий, сине-зеленых, диатомовых водорослей и грибов). Наиболее широко распространенных выносливых (эврибионтных), массовых и создающих основу оброста родов, играющих главную роль в обрастании судов, подводных сооружений и водоводов, около 20. Коротко о них.
Микрообрастатели – организмы, тела которых не крупнее 1 мм. Это бактерии, использующие растворенные органические вещества, останки организмов и отбросы – детрит. Для оседания на субстрат некоторых животных-обрастателей необходима первичная слизистая пленка бактерий, микроводорослей (сине-зеленых, диатомей, зеленых и др.), микроскопических грибов и простейших животных. Они могут или экранировать яды необрастающих – красок от организмов-обрастателей, или наоборот – выщелачивать яд из основы краски или вести себя индифферентно.
Немногие виды сине-зеленых способны давать темно-зеленый, иногда черный налет или нити. Широко распространены диатомовые водоросли. Даже в небогатой видами флоре Каспия на теплообменниках обнаружили 140 видов и разновидностей диатомей. Микроскопические грибы немногочисленны и мало изучены. Среди них есть виды, живущие па поверхности оброста. Есть и паразиты – враги обрастателей, поражающие икряные массы или наружные известковые скелеты усоногих раков – баланусов.
Простейшие животные присутствуют в оброете, но не играют большой роли, ибо биомасса их невелика.
Микрообрастатели – многоклеточные организмы, видимые простым глазом.
Из зеленых водорослей наиболее массопы нитчатые – неветвящийся улотрикс и ветвящаяся кладофора. Многочисленные виды энтсроморфы (морские, соло и оватоводпые, пресноводные и эврибиоитные) выдерживают загрязнения органическими и даже токсическими веществами. Из красных водорослей наиболее распространены полисифоння, нерамиум, каллитамний и камиевидный лнтотамннй. Бурые водоросли разнообразны по размерам и строению. Мелкий эктокарпус прикрепляет к другим обрастателям пучки ветвящихся нитей. Ламинария («морская капуста») имеет «корни» – ризоиды для прикрепления и «стебель», переходящий в кожистую зелено-бурую пластинку – «лист». Все водоросли растут только на освещаемых местах и сдерживают поселение и развитие животных-обрастателей. Гибкостью водорослей определяется малая величина причиняемою ими судам ущерба (потеря не более 5И> скорости хода).
Животные-макрообрастатели приносят наибольший ущерб, ибо многие прикрепляются необычайно прочно и обладают твердым скелетом. Некоторые способны даже продавливать или прорезать до металла пластичные лакокрасочные покрытия.
Губки образуют ниже 0,5 м неровные мягкие разноцветные пористые наросты на малоподвижных сооружениях, чаще на затененных или темноокрашенных поверхностях, иногда поверх других обрастателей.
Кишечнополостные почти всегда участвуют в обрастании. Это заметно снижающие скорость хода судов густые поселения гидроидов, оторвавшиеся куски колоний которых часто вызывают засорения в водозаборах и водоводах. Реже это кораллы и одиночные полипы.
Черви в биоценозе обрастания представлены малочисленными свободно движущими видами и строящими прочные трубки злостными обрастателями семейства серпулид. Широко распространилась на судах мерцис релла загадочная. Она выживает и в опресненных эстуариях рек, и в Каспии, и в сильносоленых озерах Туниса. Трубки-домики прикреплены так прочно, что уцелевают на лопастях судовых гребных винтов при скорости до 700 об/мин на расстоянии 15 см от центра вращения. В оброете часто ползает небольшой плоский хищный червь-стилохус – пожиратель злостных обрастателей и разрушителей лакокрасочных покрытий баланусов.
Мшанки лучше других беспозвоночных выдерживают нефтяное загрязнение. Известковые корковые мшанки издавна известны геологам как строители рифов. При обрастании вех, буев и свай они сильно увеличивают поверхность, о которую ударяют волны, и тем способствуют расшатыванию и срыву этих навигационных ограждений, необходимых для безопасности мореплавания.
Моллюски-двустворки – самый известный издревле массовый и обычно завершающий процесс обрастания класс обрастателей. Мидии, митиластер, дрейссена прочно прикрепляются нитями биссуса. Устрицы цементируются нижней уплощенной створкой к металлу и камню столь прочно, что сбивать их приходится киркою или отбойным молотком.
Улитки не только живут в оброете, но прикрепляют к нему кладки яиц. Именно так на судах была завезена в виде щеток розоватых коконов в конце 40-х годов из Японского в Черное море хищная улитка рапана.
Ракообразные занимают, как правило, первое место в морском обрастании. Прибрежные усоногие баланиды обычно первыми создают макрооброст и уступают господство двустворкам митилидам не раньше осени. Многочисленные баланусы способствуют образованию язв в обшивке до 4 мм глубины за год (из 8 мм толщины обшивки средних судов!). Они не только портят окраску, способствуя язвенной коррозии корпуса, но и вызывают потерю 18% скорости хода судна. Усоногие морские уточки (лепадпды) – обрастатели из открытых вод океана. Вызывают большие потери хода судов и сильные помехи в работе океанологических приборов. Корофииды живут главным образом в солоноватых водах и строят многочисленные кожисто-иловые домики-трубочки, корою одевающие поверхности вблизи уреза воды. Другие бокоилавы и креветки часто питаются обростом стационарных сооружений и несколько уменьшают его биомассу, но существенной роли в процессе обрастания не играют.
Крабы обычно пожирают обрастателей. На днищах судов в Красноводске и Керчи численность крабов нередко превышала 1000 экз/м2. Особенно многочисленен расселяемый из моря в море судами мелкий краб ритропанопеус.
Иглокожие – подвижные враги обрастателей: звезды пожирают двустворок, ежи – водорослей. Зачастую очищают от обрастателей молы и другие неподвижные сооружения.
Оболочники – низшие хордовые животные. Наиболее распространены колониальные асцидпи ботриллус. Подобно мидиям и мшанкам, ботриллусы, развиваясь к осени большими пленками, могут задушить всех обрастателей подстилающего их снизу слоя оброста. Почти всесветно распространены одиночные асцидии, хорошо переносящие опреснение молгулы, зеленоватая циона, достигающая длины 10 см, яйцевидная с грубой морщинистой кожей стиэла.
Чем меньше число видов обрастателей в данном месте, тем сильнее рост отдельных особей и выше общая биомасса оброста. Взаимосвязи видов весьма сложны. Даже в однородных условиях для сообщества, состоящего лишь из 4 неподвижных и 2 хищничающих подвижных беспозвоночных, в водозаборе на Азовском море установлено свыше 30 взаимозависимостей, причем самые малые годовые или сезонные отклонения сильно влияют на состав и динамику всего сообщества.
Состав и скорость развития оброста зависят и от материала и формы поверхности изделия, ее освещенности и омываемости водой. Асбоцемент и керамика обрастают сильнее дерева и окрашенного металла, стекло и оргстекло – меньше. Горизонтальное и вертикальное распределение обрастателей наиболее четко в Черном море у судов с постоянной ватерлинией (см. рисунок на 3-й стороне обложки: А – вид левого борта; В-вид кормы, изображена левая сторона).
Ущерб от обрастания огромен. Это потеря 20–42% скорости судов, засорение, перегрев и преждевременный износ систем и двигателей, потеря хода, вибрация, кавитация' и коррозия винта. Обрастают даже сетчатые стенки садков для рыб. Оброет корпусов судов и буев, свай, эстакад и вышек усиливает в несколько раз разрушительное воздействие ударов волн. Обрастание подводных приборов искажает их показания и выводит приборы из строя. Практически все обрастатели способствуют коррозии: своим присутствием создают дифференциальную аэрацию, воздействуют выделениями, некоторые разрушают защитные от коррозии покрытия. Кроме обрастания и биокоррозии, организмы могут вызвать засорение водоводов, защитных решеток гидросооружений и т.п. Здесь важны и обрастатели, и подвижные обитатели оброста, и даже планктсры (выход из строя водозаборов при нагоне ветром медуз).
В проектах водных сооружений необходимо предусматривать возможность эксплуатационных условий, благоприятствующих не только местным, но и чужеродным организмам, постоянно заносимым при транспортных и акклиматизационных перевозках в новые места. На местах вселения обычны вспышки размножения. В Каспии вселенные акклиматнзанты (червь-нереис и двустворка-синдеемня) и завезенные судами (водо-росль-рнзосолення, двустворка-митиластер, баланусы, мшанки, червь-мерцнерелла, крабик-рнтропанопеус) намного превзошли по численности и биомассе коренных обрастателей и, несколько потеснив их, стали наиболее массовыми организмами.
Меры защиты и средства борьбы с обрастанием многообразны. Наиболее старый и примитивный – механическая очистка оброста щетками – труден и малоэффективен, ибо молодь обрастателей охотнее всего прикрепляется к уцелевающим обломкам взрослых. Наилучший и распространенный для защиты и очистки водоводов – термический–периодическая промывка обратным током горячей (не ниже 48°) воды. Покрытия мастикой из парафина с вазелиновым маслом, выделяющимся на поверхность тонкой пленкой, также препятствуют прикреплению обрастателей.
Широко распространена химико-биологическая зашита ядами. На стационарных объектах проводят постоянное или периодическое хлорирование или купоросование воды; в пресных водах – только в замкнутых системах водоснабжения. Можно использовать и токсичные отходы нефтеперерабатывающих и металлургических заводов.
Ядовитые необрастающие краски удобны для судов и других предметов и сооружений, окрашиваемых вне воды. До 60-х годов необрастающие краски защищали один сезон. Ныне в СССР, Нидерландах, Японии, США созданы прочные краски, работающие около 2 лет. Дополнительные ядовитые покрытия продлевают срок службы всей схемы окраски до 4 лет. Необрастающие краски бывают на разных основах для разных материалов (дерева, металлов, пластмасс) и разных соленосных, температурных и эксплуатационных условий. Общее использование ядов мышьяка, тяжелых металлов (меди, свинца, олова, цинка, а в старых красках и ртути) против водорослей и беспозвоночных. Производство красок – сложный процесс, поэтому из сотен тысяч ядовитых соединений и тысяч основ за 100 лет принципа необрастаемости создано хороших красок около десятка! Ничтожные отклонения от технических условий, режима изготовления и точного состава краски снижают ее эффективность.
Морские сверлильщики (древоточцы и камнеточцы). Морскую двустворку «корабельного червя» тередо римляне считали наивысшим бедствием кораблей. При нас у берегов Кавказа «корабельный червь» съел фанерный катер за 2 недели, а 50-сантиметрбвыс сваи причала – за лето. Только в одной из провинций Канады за год один вид древоточца-бапкия причинил ущерб в 1 млн. долларов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
