Исследователь морской среды в Технологическом университете Чалмерса в Швеции Мария Лагерстрём вместе с коллегами из Гетеборгского университета и Шведского института окружающей среды, изучала, являются ли не содержащие биоцидов силиконовые краски жизнеспособной альтернативой краскам на основе меди. Исследование проводилось в течение года на трех объектах в регионе Балтийского моря и Скагерраке.

"Это означает, что теперь у нас есть прекрасная возможность резко сократить выбросы тяжелых металлов в наше чувствительное море. Это первое независимое научное исследование, показывающее, что силиконовая краска более эффективна, чем краска на основе меди в регионе Балтийского моря", — говорит Мария Лагерстрём.

Опасность биоцидов

Медь - это тяжелый металл, который не разлагается в окружающей среде и поэтому вода, отложения и почва в гаванях, портах и верфях сильно загрязнены этим веществом. Более раннее исследование показывает, что на такие покрытия приходится до 40% от общего количества меди, поступающей в Балтийское море.

Старший лектор Таллиннского технического университета Юрий Болобаев, который занимается технологиями очистки воды, но не участвовал в этом исследовании, объяснил, что медь обладает достаточно ярко выраженными биоцидными свойствами. "Биоциды — это вещества, способные тем или иным способом оказывать токсичное воздействие на живые организмы, или подавлять их жизнедеятельность. В кораблестроении соединения меди (в основном ее порошковый оксид) используются в качестве добавки в т.н. противообрастающих покрытиях, которые наносятся на корпус судна, точнее на его дно. Целью является препятствие обрастанию дна микроорганизмами, например моллюсками, водорослями и бактериями. Зарастание дна слоем микроорганизмов негативно сказывается на судоходных характеристиках".

По словам Болобаева, интересен также механизм биоцидного воздействия меди на микроорганизмы. Она способна прикрепляться к ДНК молекуле, нарушая ее функцию. Благодаря своими химическим свойствам, медь участвует в образовании свободных радикалов, которые повреждают клеточную мембрану микроорганизма. Помимо этого, этот металл довольно активно взаимодействует с теми участками пептидной или протеиновой молекулы, которые содержат тиольные группы. Таким образом медь способна деактивировать функции некоторых жизненно важных энзимов.

"Может возникнуть резонный вопрос, почему медь оказывает токсичное воздействие на микроорганизм, будучи природным элементом. В природе все удивительным образом гармонично устроено. Концентрация меди в природных водоемах достаточно мала, чтобы оказывать токсичное воздействие на микроорганизмы, или высшие живые организмы. В недрах земли, где концентрация меди высока, жизнь в целом отсутствует. К сожалению, деятельность человека нарушает этот баланс. Использование меди в противообрастающих покрытиях провоцирует ее попадание в водоемы в высоких концентрациях", — говорит Болобаев.

Экологически чистые краски используются редко

По словам автора исследования Марии Лагерстрём, поскольку Балтийское море является внутренним, для обмена воды требуется 25–30 лет. Это означает, что тяжелый металл сохраняется там в течение очень долгого времени. Поэтому важно знать, какие вещества попадают в воду.
Несмотря на негативное влияние тяжелых металлов на морскую среду, на рынке противообрастающих красок для судов и прогулочных лодок полностью преобладают покрытия на основе меди. Доля рынка красок на силиконовой основе для судоходства составляла 1 процент в 2009 году и увеличилась до 10 процентов в 2014 году. В секторе прогулочных лодок доля судов, окрашенных силиконовой краской, по оценкам, значительно ниже. И хотя на рынке есть более безвредные для окружающей среды варианты, изменения, кажется, трудно осуществить.

"И у судостроительной промышленности, и у сектора прогулочных судов есть одна общая черта: они очень традиционны. Людям нравится использовать продукты, к которым они привыкли, и они также скептически относятся к тому, действительно ли работают нетоксичные альтернативные решения", — говорит Мария Лагерстрём.

Эффективность сохраняется

Исследование противообрастающих красок было завершено спустя двенадцать месяцев после начала, однако ученые оставили покрытые силиконовой краской тестовые панели на одном из полигонов и обнаружили, что даже по прошествии двух лет они не заросли.
Также ученые отмечают, что силиконовые краски могут быть не просто альтернативой традиционным — скорее всего они даже эффективнее.

Применяемые сейчас краски препятствуют обрастанию за счет непрерывного выщелачивания меди и/или других токсичных веществ, ядовитых для морских организмов. Силиконовые покрытия создают гладкую поверхность, которая затрудняет прилипание загрязнений к корпусу. Краски также являются самоочищающимися, что означает, что любое загрязнение, которое успело прилипнуть, удаляется по мере движения судна в воде.

Исследование было опубликовано в журнале Marine Pollution Bulletin.