Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Кеме корпустарына арналған арнайы бояулар.
Specialized paint for ship hulls
Суға қарсы бояу – кеме немесе қайықтың корпусына сыртқы қабат ретінде жағылатын, кеме корпусына жабысатын су асты организмдерінің өсуін баяулату және оларды оңай айыру үшін қолданылатын мамандық бояулар санаты. Бұл бояулар коммерциялық түрде қолжетімді су асты корпустық бояуларға жатады. Суға қарсы бояулар көбінесе көп қабатты жабу жүйелерінің бір бөлігі ретінде қолданылады, олар суға қарсы қасиеттерінен өзге де функцияларды атқаруы мүмкін, мысалы, металл корпустардағы коррозияға қарсы тосқауыл ретінде әрекет етеді, металлдың тозуын және әлсіреуін болдырмайды, сондай-ақ балық аулау кемелерінің немесе жоғары жылдамдықты жарыс яхталарының корпусынан су ағынын жақсартады. Көбінесе кемелерге жағылатын бояу ретінде талқыланғанымен, суға қарсы бояулар жағалау құрылыстары мен балық шаруашылығы сияқты көптеген басқа салаларда да пайдалы.
Anti fouling paint is a specialized category of coatings applied as the outer (outboard) layer to the hull of a ship or boat, to slow the growth of and facilitate detachment of subaquatic organisms that attach to the hull and can affect a vessel's performance and durability. It falls into a category of commercially available underwater hull paints, also known as bottom paints. Anti fouling paints are often applied as one component of multi layer coating systems which may have other functions in addition to their antifouling properties, such as acting as a barrier against corrosion on metal hulls that will degrade and weaken the metal, or improving the flow of water past the hull of a fishing vessel or high performance racing yachts. Although commonly discussed as being applied to ships, antifouling paints are also of benefit in many other sectors such as off shore structures and fish farms.
Тарих
Сапарлы кезеңде желкенді кемелер кеме қабығында өсетін балықтар мен су өсімдіктерінің ("қоқыс" деп аталатын) өсуінен қатты зардап шекті. 1700 жылдардың ортасынан бастап, мыс қаптамалары және шамамен 100 жылдан кейін, Мунц металы теңіз өсімдігінің пайда болуын болдырмау үшін кеме қабығына бекітілді. Металл қаптаманы қолданудың әйгілі мысалы – Cutty Sark клипперы, ол Англияның Гринвич қаласындағы құрғақ докта мұражай кемесі ретінде сақталған. Қоқысқа қарсы жабындар 1840 жылдан бастап жасала бастады, ал алғашқы коммерциялық қоқысқа қарсы жабындар шамамен 1860 жылы пайда болды. 19 ғасырдың соңында тағы да көп қолданылатын қоқысқа қарсы бояулар жасалды, 1872 жылға қарай 213 қоқысқа қарсы патент тіркелді. 1847 жылы (британдық) Әскери-теңіз министрлігі темір кемелердің санын шектеу туралы ұсынысты қарастырған (жақында ғана теңіз күштеріне енгізілген) және биоқоқысқа байланысты елеулі мәселелер болғандықтан барлық темір кемелерді сату мүмкіндігін де қарастырған. Бірақ, "өте жақсы нәтижелер беретін" қоқысқа қарсы бояу табылып, темір кемелер сақталып, одан әрі салына берді. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде, ондағы теңіз күштерінің үлесі зор болған кезде, АҚШ Әскери-теңіз күштері Вудс-Холл океанографиялық институтына теңіз биоқоқысы және оны болдырмау технологиялары туралы ақпарат жинау және зерттеу жүргізу үшін маңызды қаржы бөлді. Бұл жұмыс 1952 жылы кітап түрінде жарық көрді, ал кітаптың мазмұны жеке тараулар түрінде онлайн қолжетімді. Кітаптың үшінші және соңғы бөлімінде сол кездегі қоқысқа қарсы бояу жасаудың қазіргі деңгейін көрсететін бірнеше тарау бар. Лунн (1974) осы тарих туралы толыққанды мәліметтер береді.
In the Age of Sail, sailing vessels suffered severely from the growth of barnacles and weeds on the hull, called "fouling". Starting in the mid 1700s thin sheets of copper and approximately 100 years later, Muntz metal, were nailed onto the hull in an attempt to prevent marine growth. One famous example of the traditional use of metal sheathing is the clipper Cutty Sark, which is preserved as a museum ship in dry dock at Greenwich in England. While anti fouling coatings began to be developed from 1840 onwards, the first practical commercial anti fouling coatings were established around 1860. Other widely used anti fouling paints were developed in the late 19th century, with some 213 anti fouling patents being recorded by 1872. it was noted that the (British) Admiralty had considered a proposal in 1847 to limit the number of iron ships (only recently introduced into naval service) and even to consider the sale of all iron ships in its possession, due to significant problems with biofouling. However, once an antifouling paint "with very fair results" was found, the iron ships were instead retained and continued to be built. During World War II, which included a substantial naval component, the U. S. Navy provided significant funding to the Woods Hole Oceanographic Institution to gather information and conduct research on marine biofouling and technologies for its prevention. This work was published as a book in 1952, the contents of which are available online as individual chapters. The third and final part of this book includes a number of chapters that go into the state of the art at that time for the formulation of anti fouling paints. Lunn (1974) provides further history.
Қазіргі заманғы ластануға қарсы бояулар
Қазіргі уақытта ластануға қарсы бояулар мыс оксидімен (немесе басқа мыс қосылыстарымен) және/немесе басқа биоцидтермен құрастырылады. Тарихи тұрғыдан алғанда, мыс бояулар қызыл түсті болған, бұл кеме түбінің әлі күнге дейін қызыл түске боялуына себеп болды. "Жұмсақ" немесе абляциялық түбі бояулары суға баяу сіңіп, мыс немесе мырыш негізіндегі биоцидті су қабатына шығарады. Судың қозғалысы бұл процестің жылдамдығын арттырады. Аблативті бояулар демалыс кемелерінің корпустарында кеңінен қолданылады және әдетте 1–3 жылда бір рет қайта жаңартылады. "Контактілік сіңіру" бояулары бетіне кеуекті қабықша жасайды. Биоцидтер кеуектерде сақталады және баяу шығарылады. Қатты түбі бар бояулардың тағы бір түрі – тефлон және силикон жабындары, оларға өсу тіркелмейді. SealCoat жүйелері, кәсіби түрде қолданылуы тиіс, жабық беттен кішкентай талшықтармен құрғайды. Бұл кішкентай талшықтар суда қозғалып, түбіндегі өсімдіктердің жабысуына кедергі жасайды. Трибутильтинге тыйым салынғалы, ең көп қолданылатын ластануға қарсы бояулар мыс негізіндегі бояулар болып табылады. Мыс негізіндегі ластануға қарсы бояулар теңіз организмдеріне де зиянды әсер ете алады. Мыс су жүйелерінде табиғи түрде кездеседі, бірақ кемежайлар мен мариналарда көп қайықтар болатын жерлерде жиналуы мүмкін. Мыс қайықтардың корпустарынан ластануға қарсы бояудан ағып шығуы немесе әртүрлі өлшемдегі бояу бөлшектері түсуі мүмкін. Бұл порттар мен шығанақтарда мыстың қалыпты деңгейден жоғары концентрациясына әкелуі мүмкін. Теңіз экожүйесіндегі мыстың артық болуы теңіз ортасына және оның организмдеріне кері әсерін тигізуі мүмкін. Мариналарда, өзен нериті, тұзды су шаянында, қайықтар жоқ аймақтармен салыстырғанда, өлім-жітімнің жоғары деңгейі, өсудің теріс динамикасы және көбеюдің айтарлықтай төмендеуі байқалды. Мариналардағы шаяндарда ұлпалық (гистопатологиялық) мәселелер көбірек болды, сондай-ақ олардың жабырқақтары мен жыныс бездері сияқты аймақтарда өзгерістер анықталды. Мыс негізіндегі ластануға қарсы бояудан туындаған әсердің артуы тұзды креветкаларда ферменттік белсенділіктің төмендеуіне де себеп болды. Ластануға қарсы бояу бөлшектерін зоопланктон немесе басқа теңіз түрлері жей алады және тағам тізбегі бойымен жоғары көтеріліп, балықтарда биожинақталады. Тағам тізбегі арқылы мыстың жиналуы бөлшекті жеген түрлерге ғана емес, сонымен қатар диетасы арқылы оны тіндерінде жинақтайтын түрлерге де зиян келтіруі мүмкін. Ластануға қарсы бояу бөлшектері порттар мен шығанақтардың шөгінділеріне де түсіп, теңіз ортасына немесе оларда тіршілік ететін организмдерге зиян келтіруі мүмкін. Бұл мыс негізіндегі ластануға қарсы бояудың белгілі әсерлері; алайда, бұл зерттеудің басты назарында болған жоқ, сондықтан әсерлерінің ауқымы толыққанды белгілі емес. Бұл бояулар мен олардағы металдардың қоршаған ортаға қалай әсер ететінін толық түсіну үшін қосымша зерттеулер қажет. Сан-Диего порты мыс негізіндегі ластануға қарсы жабындардан мыс енгізуді қалай азайтуға болатынын зерттейді, ал Вашингтон штаты 2018 жылдың қаңтарынан бастап демалыс кемелерінде мыс негізіндегі ластануға қарсы жабындарға тыйым салуға болатын заң қабылдады. Алайда, су асты бояуының уытты химиясына және оның бүкіл әлемдегі су жолдарында жиналуына қарамастан, Нидерландыда осындай тыйым салу денсаулық және қоршаған ортаға қауіптер жөніндегі Еуропалық Одақтың ғылыми комитеті Гаага заңның жеткілікті негізделмегенін анықтағаннан кейін күшін жойды. Сарапшылар пікірінде, Нидерланды үкіметінің түсіндірмесі "мыс негізіндегі ластануға қарсы бояуларды демалыс қайықтарында қолданудың қоршаған ортаға қауіптілігін көрсететін жеткілікті ғылыми дәлелдерді ұсынбайды" делінген. "Төмендеп жатқан бояулар" немесе "аблативті" бояулар – биоцидтердің жаңа қабатын ашық қалдыра отырып, біртіндеп тозатын (сыдыратын) корпус қабатын жасауға арналған бояулардың ескі түрі. Суда жүзген кезде корпусты төмендеп жатқан бояумен сүрту оның биоцидтерін қоршаған ортаға шығарады. Төмендеп жатқан бояулары бар кемелердің қоршаған ортаға тигізетін әсерін азайтудың бір жолы – оларды "жабық цикл" жүйесімен кемежайларда тазалау. Мыс немесе қалайыға сүйенбеген жаңа түп бояулар, мыс негізіндегі абляциялық түп бояуларының қоршаған ортаны ластайтын заттар ретінде қарастырылуының артуына жауап ретінде әзірленді. Ластануға қарсы бояудың болашақ ауыстырушысы – шырыш болуы мүмкін. Кеме қабығының астындағы торға шырыш қоспасын жеткізетін бірнеше тесіктер болады. Қоспа сумен жанасқанда тұтқыр шырышқа айналып, торды жамылатын болады. Шырыш үнемі құлап, микроорганизмдер мен балық шабақтарын алып кетеді.
In modern times, antifouling paints are formulated with cuprous oxide (or other copper compounds) and/or other biocides—special chemicals which impede growth of barnacles, algae, and marine organisms. Historically, copper paints were red, leading to ship bottoms still being painted red today. "Soft", or ablative bottom paints slowly slough off in the water, releasing a copper or zinc based biocide into the water column. The movement of water increases the rate of this action. Ablative paints are widely used on the hulls of recreational vessels and typically are reapplied every 1–3 years. "Contact leaching" paints "create a porous film on the surface. Biocides are held in the pores, and released slowly." Another type of hard bottom paint includes Teflon and silicone coatings which are too slippery for growth to stick. SealCoat systems, which must be professionally applied, dry with small fibers sticking out from the coating surface. These small fibers move in the water, preventing bottom growth from adhering. Now that tributyltin has been banned, the most commonly used anti fouling bottom paints are copper based. Copper based antifouling paints can also have adverse effects on marine organisms. Copper occurs naturally in aquatic systems but can build up in ports or marinas where there are lots of boats. Copper can leach out of anti fouling paint from the hulls of the boats or fall off the hulls in different sized paint particles. This can lead to higher than normal concentrations of copper in the ports or bays. This excess of copper in the marine ecosystem can have adverse effects on the marine environment and its organisms. In marinas, the river nerite, a brackish water snail, was found to have higher mortality, negative growth, and a large decrease in reproduction compared to areas with no boating. The snails in marinas had more tissue (histopathological) issues and alternations in areas like their gills and gonads as well. Increased exposure to copper from antifouling paint has also been found to decrease enzyme activity in brine shrimp. Antifouling paint particles can be eaten by zooplankton or other marine species and move up the food chain, bioaccumulating in fish. This accumulation of copper through the food web can cause damage to not only the species eating the particle, but those that are accumulating it in their tissues from their diet. Antifouling paint particles can also end up in the sediment of harbors or bays and damage the benthic environment or the organisms that live in them. These are the known effects of copper based antifouling paint; however, it has not been a large focus of study so the extent of the effects is not fully known. More research is needed to fully understand how these paints and the metals in them affect their environments. The Port of San Diego is investigating how to reduce copper input from copper based antifouling coatings, and Washington State has passed a law which may phase in a ban on copper antifouling coatings on recreational vessels beginning in January 2018. However, despite the toxic chemistry of bottom paint and its accumulation in water ways across the globe, a similar ban was rescinded in the Netherlands after the European Union's Scientific Committee on Health and Environmental Risks concluded The Hague had insufficiently justified the law. In an expert opinion, the committee concluded the Netherlands government's explanation "does not provide sufficient sound scientific evidence to show that the use of copper based antifouling paints in leisure boats presents significant environmental risk." "Sloughing bottom paints", or "ablative" paints, are an older type of paint designed to create a hull coating which ablates (wears off) slowly, exposing a fresh layer of biocides. Scrubbing a hull with sloughing bottom paint while it is in the water releases its biocides into the environment. One way to reduce the environmental impact from hulls with sloughing bottom paint is to have them hauled out and cleaned at boatyards with a "closed loop" system. Some innovative bottom paints that do not rely on copper or tin have been developed in response to the increasing scrutiny that copper based ablative bottom paints have received as environmental pollutants. A possible future replacement for antifouling paint may be slime. A mesh would cover a ship's hull beneath which a series of pores would supply the slime compound. The compound would turn into a viscous slime on contact with water and coat the mesh. The slime would constantly slough off, carrying away micro organisms and barnacle larvae.