Nedsmutsning är en utväxt som bildas på föremål nedsänkta i vatten av bosättningar av organismer ( bakterier , alger , ryggradslösa djur ) och mineralpartiklar. Efter storlek delas påväxtorganismer in i mikrobeväxta (bakterier, encelliga organismer) och makrobeväxta ( ryggradslösa djur och alger). Mer än 1700 arter av marina organismer kan delta i påväxt [1] , vilket skapar ett lokalt ekosystem .
Den vanligaste orsaken till nedsmutsning av konstgjorda ytor ( bottnen av ett fartyg , en oljeplattform , etc.) är kolonier av kräftdjur , såsom havstulpaner . De är ordentligt fästa vid föremål i vattnet, de kan endast tas bort genom mekanisk skrapning. Påväxt kan också bilda större ryggradslösa djur, såsom mossor , som skapar solfjäderformade strukturer. Hydroider , havssprutor , kalkmaskar bidrar också till nedsmutsningen, men de fäster endast på orörliga föremål, och på fartyg endast på parkeringsplatserna och faller snabbt av när de går ut på havet.
Skal fästs på undervattensytor genom att släppa ut ett sammandragande medel ("sea duck lim"). Detta ämne bildas av rader av parade körtlar på ytan av havsskalet och hårdnar i vatten på 10-15 minuter. Laboratoriestudier har visat att ett skikt av sea duck-lim på en mikrometer har en skjuvmodul på 5 megapascal, vilket stämmer överens med goda exempel på moderna lim .
Smutsar lever i salt havsvatten ; om ett marint fartyg stannar i sötvatten tillräckligt länge, dör marina organismer. Men tvärtemot en vanlig missuppfattning faller de inte av, utan tvärtom, när de kommer ut i öppet hav skapar de en bra grund för ny nedsmutsning. Det finns material som praktiskt taget inte är föremål för nedsmutsning - gummi , glas , vissa syntetiska ytor.
Intensiteten av marin påväxt beror på vattentemperaturen - påväxten är snabbare på tropiska breddgrader. Under sex månader kan fartygets botten täckas med en uppbyggnad upp till 7 centimeter tjock och väga upp till hundra ton, särskilt om det var långa vistelser i hamnar. Allvarlig nedsmutsning kan få ett fartyg att sakta ner med upp till två knop och öka bränsleförbrukningen med upp till 40 procent [2] .
Sätter sig på ytan av hydrotekniska föremål orsakar föroreningar betydande ekonomisk skada. Marina organismer kan angripa isoleringen av elkablar och skada metallkablar . Nedsmutsning är en av huvudorsakerna till fel på oceanografiska instrument som är i vattnet under lång tid ( strömmätare , hydrofoner ). Samtidigt är vissa påväxtarter, som musslor , värdefulla kommersiella arter.
Den antika världens navigatörer stod också inför problemet med nedsmutsning. Det första omnämnandet av detta problem kan hittas i Plutarch . För att förhindra nedsmutsning använde forntida sjömän vax , tjära , olja , svavel , arsenik , bly [3] . Sedan 1700-talet, för att skydda mot nedsmutsning, var undervattensstrukturer (främst fartygsbotten) mantlade med kopparplåtar . Koppar har giftiga egenskaper, och påväxta ryggradslösa djur dör på den (även om koppar inte kan förhindra att brunalger växter). År 1783 hade hela den engelska flottan kopparplätering, i början av 1800-talet följde Spanien och Frankrike Storbritanniens exempel.
För att förhindra nedsmutsning används för närvarande speciella beläggningar som innehåller koppar eller andra giftiga ämnen ( biocider ), som har större toxicitet och längre livslängd. Under andra hälften av 1900-talet var tennorganiska föreningar populära - på den tiden behandlades upp till 70 procent av fartygen i världen med tributyltenn (C 4 H 9 ) 3 Sn [4] . Beläggningar baserade på tributyltenn gjorde det möjligt att öka perioden mellan behandlingarna upp till fyra år. Miljöstudier har dock visat att giftiga tennföreningar allvarligt förorenar havet och ansamlas i bottensediment . I oktober 2001 förbjöd Internationella sjöfartsorganisationen användningen av beläggningar baserade på tributyltenn [5] . Samtidigt beskrev miljöaktivister det till och med som det giftigaste ämne som någonsin avsiktligt släppts ut i havet [4] .
Under 2000-talet används mer miljövänliga föreningar av zink och vanadin ; det fanns ett förnyat intresse för koppar också . För effektiv verkan måste emellertid sådana beläggningar ha en tillräckligt hög löslighet , därför måste ytbehandling utföras periodiskt. På 2010-talet blev den amerikanska flottan intresserad av utvecklingen av ett nanomaterial som efterliknar strukturen hos hajhud [6] [7] .
Bosättningen av foulers på ytan av en annan organism kallas epibios . Ett speciellt fall av mikropåväxt är bildandet av en bakteriefilm på tänderna , vilket leder till karies .