Біологічні пошкодження, контент-платформа
В. Д.ІЛЬІЧЕВ
Під біологічними ушкодженнями (биоповреждения) маються на увазі такі еколого-технологічні ситуації, коли живі організми своєю діяльністю і присутністю викликають зміни (порушення) структурних та функціональних характеристик антропогенних або природних об'єктів, а також сировини.
Людина завжди захищався від молі, кожеедов, термітів, гризунів. Очищаючи днища кораблів від оброста, стародавні люди, ймовірно, не думали, що стоять біля витоків великої проблеми, яку пізніше назвуть «Захист від біопошкоджень». Зараз її відносять до числа найбільш важливих проблем в екології людини, і стосується вона багатьох галузей промисловості.
Скільки коштують биоповреждения
В даний час щорічний збиток від біопошкоджень в світі оцінюється в 40 млрд доларів. А ще в 1950-х рр. розмір матеріальної шкоди прирівнювалася до 2% вартості всієї промислової продукції, виробленої людиною на планеті. З чого складаються ці цифри? Ось деякі приклади.
Поселяясь на днищах судів, молюски, гідроїди, балянуси, водорості збільшують витрату палива на 20%, знижуючи швидкість руху на 30%. Обростають і водоводи, що забезпечують водою теплові електростанції і заводи. Втрати від порушення водопостачання через заростання відвідав тільки в Англії досягають 1 млн фунтів стерлінгів.
Все більшого значення набувають прісноводні обростання, зокрема, двостулковим молюском дрейссеной. Обростання цим молюском решіток водорозбірних споруд, систем охолодження і т. П. Призводить до серйозних порушень в енергетиці, металургії та інших галузях народного господарства.
Але дрейссена - не єдиний небажаний сусід. З давніх-давен берегове господарство страждало від червиць і камнеточцев, які руйнували моли, палі, навігаційні віхи, сплавний ліс. Однак в останні роки в зв'язку зі збільшенням обсягу прибережного будівництва це явище набуло характеру справжнього лиха і веде до великих матеріальних втрат.
Птахи створюють серйозні перешкоди в роботі електричних мереж. Крім того щорічно з птахами стикається близько 4 тис. Повітряних суден. Попадання в двигун птаха завбільшки з голуба викликає його серйозні пошкодження і необхідність заміни. Витрати на ремонт пошкоджених літаків тільки по країнах Західної Європи та Північної Америки перевищують 14 млн доларів. На думку фахівців, в цивільній авіації в масштабах СНД щорічно стикаються з птахами більше 1 тис. Повітряних суден, в середньому відбувається 1-5 сутичок на 1 тис. Польотів. Трапляються і катастрофи.
Через корозію втрачається майже 20% металу, і вона посилюється під дією железобактерий, тіонових, нитрифицирующих і сульфатредуцирующих бактерій. З діяльністю бактерій пов'язане 77% випадків корозії нафтового обладнання. Вартість заміни підземних труб, пошкоджених бактеріями, тільки в США досягає 2 млрд доларів щорічно.
Частка пошкодження грибами всіх вироблених людством пластмас перевищує 25%. Великі втрати, викликані грибним пошкодженням деревини, яка до сих пір широко використовується в енергетиці, будівництві та на транспорті. Так, річні втрати деревини від грибів тільки в нашій країні становлять 21 млн м3. З точки зору охорони навколишнього середовища не зайве зауважити, що для заповнення цих втрат ми щорічно вирубувати 100 тис. Га лісу.
Еколого-технологічна концепція
До середини XX в. людство зіткнулося з екологічним фактором, хоча і не новим, але які опинилися надзвичайно важливим.
Чому це сталось? Перш за все тому, що багато разів зріс загальний обсяг виробів, які стали витісняти зі звичних місць існування різні живі істоти.
По-друге, людина стала створювати такі пристрої, які екологічно виявилися привабливими для живих істот, в одних випадках нагадуючи екологічні прототипи, якими ті давно користувалися в природі, в інших опинившись несподівано корисними як нові джерела живлення або притулку. Живі організми, використовуючи ці вироби і пристрої, стали їх руйнувати або створювати перешкоди для їх експлуатації.
По-третє, людина стала в величезній кількості виробляти пластмаси та пластмасові вироби, замінюючи ними там, де це можливо, метал, деревину та інші матеріали. Цю тенденцію, безсумнівно, успадковує і XXI ст. але одночасно успадковується і інша тенденція - руйнування пластмас грибами.
Таким чином, биоповреждения стали, на жаль, неминучим супутником технічного прогресу, реакцією біосфери на діяльність людини, яка не подбали заздалегідь про те, щоб його матеріали та вироби вписалися в біосферні процеси безболісно для обох сторін. Ця реакція схожа з реакцією біосфери на забруднення навколишнього середовища. Однак при забрудненнях біосфера реагує на відпрацьовані пластмаси, деревину і т. Д. Що корисно, оскільки позбавляє планету від надлишку сміття. У разі биоповреждений це не так: живі організми атакують діючі вироби, що знаходяться в експлуатації.
Де ж вихід?
Биоповреждения виникають в результаті взаємодій матеріалів і виробів з компонентами біосфери. Отже, вирішення проблеми зводиться до оптимізації цих відносин. Людині потрібно, щоб створювані їм вироби були захищені від згубного впливу живих організмів протягом усього терміну експлуатації, після чого їх руйнування не тільки не забороняється, але навіть стимулюється (біоруйнування відходів займається новий перспективний напрямок науки і промисловості).
Важливо відзначити, що «золотий ключик» в захисті від біопошкоджень створити неможливо. Спробуємо хоча б у найзагальнішому вигляді уявити собі все ситуації, з якими доводиться мати справу.
Немає матеріалів і, відповідно, виробів з них, які не розривалися би бактеріями, грибами, лишайниками, водоростями, вищими рослинами, тваринами (від найпростіших до ссавців). Взаємовідносини між організмами і пошкоджує ними об'єктами носять складний, мозаїчний характер і до того ж постійно ускладнюються. Людина безперервно створює нові і нові матеріали і вироби, насичує ними біосферу, і все нові види організмів набувають біоповреждающую активність. Як все це передбачити, створюючи нові матеріали і нову техніку?
Перш за все, вивчають величезний практичний досвід, накопичений за багато століть і, головним чином, в останні роки. В даний час ми маємо у своєму розпорядженні цілий арсенал захисних засобів. Ось деякі з них.
У розпорядженні суднобудівників і моряків є протівообрастающіе лакофарбові матеріали, такі як закис міді і біс (дігідрофенарсазін) оксиди (II-оксид), оловоорганические з'єднання (бістібутіл-оксид), хлорфеноксарсін і інші. За кордоном створені так звані самополірующіеся протівообрастающіе сополімери, здатні при русі корпусу судна зменшувати шорсткість поверхні і протягом двох років захищати судно від обростання. Покриття цього типу екологічно менш небезпечні, ніж містять хлор, ртутьорганічних і свинцево-органічні біоциди. Вони можуть захищати не тільки суду, але і будь-які підводні поверхні.
Деревину захищають від ураження грибами, просочуючи антисептиками (біхромат натрію, фтористий і кремнефторістий натрій, пентахлорфенолят натрію, нафтенат міді, антраценовое масло і ін.). Це збільшує термін її служби в 2-3 р, що в масштабах країни дає величезний економічний ефект.
Для захисту від біопошкоджень синтетичних полімерних матеріалів успішно використовуються саліціланілід, 8-оксіхінолят міді, мишьякоорганіческіе і оловоорганические речовини, тіурам, цимида, 2-оксидифенил, трілан і ін.
Розроблено технічні пристрої з застосуванням біоакустичні і екологічних коштів, що відлякують птахів від ЛЕП, електропідстанцій, архітектурних пам'яток.
Загальним для більшості захисних заходів пороком є їх вузька спеціалізація: одні об'єкти вони захищають добре, інші погано. Їх розробники домагаються високої ефективності в окремих конкретних випадках, зате найменша зміна еколого-господарської ситуації зводить позитивний ефект до нуля.
Оскільки розробка і впровадження кожного нового засобу вимагає величезних витрат, а окупаються вони далеко не відразу, набагато доцільніше зосереджувати зусилля на комплексному захисті від біопошкоджень, яка об'єднує як екологічні, так і технологічні методи і придатною для обслуговування широкого кола ситуацій.
Ще зовсім недавно одним з головних засобів відлякування птахів від аеродромів, де відбувається близько 60% всіх зіткнень, були газові хлопавки, що імітують рушничний постріл. В даний час тут використовується ціла система запобігання льотних пригод з вини птахів. За допомогою локатора виявляються і відслідковуються масові скупчення птахів. З сусідніх аеродромів надходять оповіщення про наближення мігруючих зграй. При необхідності вживаються заходи, які роблять район аеродрому і його околиці екологічно непривабливими для птахів. Нарешті, при появі птахів на злітній смузі включаються потужні звукові відлякують пристрої. В результаті вдається поліпшити статистику зіткнень на 10-18%. Зниження небезпеки зіткнення досягають внесенням змін до конструкції двигунів, скління та інших вузлів, після чого проводиться спеціальна перевірка обладнання і конструкцій на «птіцестойкость», і літаку видається сертифікат.
Одне з головних умов, що стоять перед розробниками нових захисних комплексів, - екологічна безпека. Якщо безпека не гарантована, то застосування багатьох високоефективних, але токсичних для людини і навколишнього середовища препаратів, обмежується або забороняється.