Прикордонне очищення або очищення судин у воді Визначення екологічних ризиків та наука

Процеси прибережного океану

Ця стаття є частиною Теми дослідження

Міждисциплінарні морські дослідження: нові інструменти та соціальні інтерфейси Переглянути всі 8 статей

Редаговано
Даніель Рітсхоф

Університет Дьюка, США

Переглянуто
Джастін І. Макдональд

Департамент первинної промисловості та регіонального розвитку Західної Австралії (DPIRD), Австралія

Ерік Холм

Центр військово-морської війни Carderock Division, США

Соня Горгула

Департамент сільського господарства та водних ресурсів (Австралія), Австралія

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

прикордонне

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

Огляди політики та практики СТАТТЯ

  • 1 Програма морських інвазивних видів, Комісія штату Каліфорнія, Сакраменто, Каліфорнія, США
  • 2 Дирекція з питань біологічної безпеки та оцінки ризиків, Міністерство первинної промисловості, Веллінгтон, Нова Зеландія

Вступ

Біозабруднення - це скупчення водних організмів на занурених поверхнях. Біозабруднення на морських суднах є постійним тягарем для власників та операторів (розглянуто Океанографічним інститутом Woods Hole [WHOI], 1952), що впливає на швидкість, маневреність, працездатність та довговічність. Наприклад, біозабруднення на корпусі судна може призвести до зниження швидкості на певному рівні потужності внаслідок збільшення гідродинамічного опору тертя (Schultz, 2007; Buhaug et al., 2009; Schultz et al., 2011). Тобто, для отримання підвищеної потужності, необхідної для досягнення заданої швидкості, потрібна вища норма використання палива. Такий вплив має далекосяжні наслідки, оскільки збільшене споживання палива також впливає на викиди парникових газів, викликані судноплавством (Міжнародна морська організація [ІМО], 2011).

Біозабруднення судин також є важливим шляхом для транспортування, що опосередковується людиною, морських не корінних видів (ННГ). Наприклад, шлях біообрастання є потенційним засобом перенесення понад 80% морських та лиманних НДІ Нової Зеландії та 60% Каліфорнії (Kospartov et al., 2008; Ruiz et al., 2011). Крім того, велика частка морських НІС на Гаваях, у Північній Америці, в затоці Порт-Філіп (Австралія) та Японії, ймовірно, потрапляла цим шляхом (Eldredge and Carlton, 2002; Fofonoff et al., 2003; Hewitt et al., 2004; Отані, 2006).

Незважаючи на те, що не всі ННГ мають пов'язані з ними впливи, підгрупа ННГ має широкий спектр впливів на морське середовище та людей, які на нього покладаються (див. ). Конкретні наслідки морських передач ННГ, пов’язані з біообращенням суден, викликають зростаюче глобальне занепокоєння, враховуючи, що морське середовище є ключовою частиною більшості світових економічних, екологічних та соціально-культурних цінностей (Міжнародна морська організація [ІМО], 2017; Продовольча та сільськогосподарська організація ООН [FAO], 2018; Carlton et al., 2019). Наприклад, Hayward (1997) та Hayward et al. (1999) приписував основні екологічні зміни в гавані Уейтемата, Окленд, Нова Зеландія, двостулковим молюскам, що не є корінними Magallana gigas і Arcuatula senhousia. Двостулковий молюск Mytilus galloprovincialis спричинив екологічні наслідки в Південній Африці, включаючи витіснення видів та збільшення біомаси між припливами (Robinson et al., 2005; Hanekom, 2008). Крім того, біозабруднення НІС на культивованих молюсках згубно впливає на ріст і стан, а також на зовнішній вигляд, товарність та виробничі витрати (Fitridge et al., 2014; Forrest et al., 2014; Davidson et al., 2017).

Таблиця 1. Скорочення, що описують різні методи очищення або обробки у воді (VICT).

Існує два підходи до VICT:

Ініціативний очищення у воді (PIC) або обробка (PIT), яке для цілей цього огляду включає догляд за корпусом (наприклад, Tribou and Swain, 2015), використовується для запобігання або зменшення прикріплення та росту мікрозабруднень (тобто слизу) на посудині та видалити знову прикріплені (тобто мікроскопічні) стадії макрообрастаючих організмів. Економічна вигода від видалення шламового шару ПІК була предметом багатьох досліджень (наприклад, Шульц та ін., 2011), і, хоча величина економічної вигоди вимагає подальшої ясності, ПІК узгоджується із зусиллями Міжнародної морської організації (ІМО ) для зменшення викидів парникових газів шляхом оптимізації паливної ефективності суден (Міжнародна морська організація [ІМО], 2011). ПДФО також розроблено з використанням тепла як механізму дії (Inglis et al., 2012). Проактивна система очищення та захоплення у воді (PICC) включає захоплення та очищення стоків. PIC (та PICC), використовуючи засоби для чищення, такі як м’які щітки, струмені води або безконтактні системи, є ключовим компонентом постійного обслуговування занурених поверхонь судна, оскільки він запобігає накопиченню макрозабруднень і, таким чином, мінімізує ризик біозахисту (Департамент навколишнього середовища [DOE] та Міністерство первинної промисловості Нової Зеландії [MPI], 2015; Georgiades et al., 2018).

Випадкові кількості макрообрастання можуть утворюватися на занурених поверхнях судна навіть за найкращих практик управління (Georgiades and Kluza, 2017). Реактивне очищення у воді (RIC) або обробка (RIT) застосовується для видалення або обробки біозабруднень (тобто макрозабруднення) з таких суден та тих, для яких профілактичне управління було неефективним, тих, які не підтримувались належним чином, або з районів, де антиобрастание покриття були погано нанесені або пошкоджені. Видалити макрообращення важче, ніж шар слизу, і він може містити різноманітний організм, який є репродуктивно зрілим (Davidson et al., 2013; Morrisey et al., 2013; Департамент навколишнього середовища [DOE] та Міністерство первинної справи Нової Зеландії Industries [MPI], 2015). RIC або RIT не є підходящими рутинними підходами до управління біозабрудненням суден з кількох причин, про які йдеться в цьому рукописі, включаючи пошкодження, що призводять до передчасного виснаження або виходу з ладу захисних матеріалів. Однак RIC та RIT залишаються важливими інструментами реагування для зменшення ймовірності заснування видів із суден, що мають макрообращення.

Незалежно від підходу (тобто активного чи реактивного), виділено два типи екологічного ризику, які можуть вимагати управління (рис. 1):

Фігура 1. Визначення ризиків біозахисту [B] та хімічного забруднення [C], пов’язаних із функціонуванням реактивних систем очищення та захоплення у воді (RICC) [Адаптовано з Morrisey and Woods (2015) та Морського екологічного ресурсного центру Alliance for Coastal Technologies [ACT/MERC ] (2019)].

(1) Вивільнення та накопичення в навколишньому середовищі хімічних забруднювачів, пов’язаних із системами покриття, що не захищає; і