Обрастание корпусов моллюсками

Обрастание корпусов моллюсками — это процесс колонизации подводных поверхностей (корпусов судов, гидротехнических сооружений, буёв, трубопроводов) морскими и пресноводными моллюсками, являющийся одной из наиболее распространённых и экономически значимых форм биообрастания. В отличие от микрообрастания (бактерии, водоросли), моллюски относятся к макрообрастателям, формирующим устойчивые и трудноудаляемые сообщества.

Причины и механизмы обрастания

Обрастание начинается с адсорбции на поверхности органических молекул (белков, полисахаридов), образующих кондиционирующую плёнку. На эту плёнку оседают бактерии и одноклеточные водоросли, создавая микробный слой. Личинки моллюсков (велигеры) активно или пассивно (с током воды) прикрепляются к этому слою.

Факторы, способствующие обрастанию:

• Скорость течения и движение судна: Многие моллюски (например, мидии) предпочитают участки с умеренным течением, обеспечивающим приток пищи (планктона) и кислорода. Однако при стоянке судна в порту обрастание ускоряется.
• Температура воды: В тёплых морях (тропики, субтропики) обрастание происходит круглогодично и более интенсивно. В умеренных широтах пик приходится на весенне-летний период.
• Солёность: Большинство обрастающих моллюсков — морские виды, но некоторые (например, дрейссена) успешно колонизируют пресные и солоноватые воды.
• Шероховатость поверхности: Неровности, царапины, старая краска облегчают прикрепление личинок.
• Наличие света: Для моллюсков, питающихся фильтрацией, свет не является обязательным, но водоросли, служащие субстратом, требуют освещения.

Основные виды моллюсков-обрастателей

Морские виды

• Мидии (Mytilus edulis, Mytilus galloprovincialis) — наиболее распространённые обрастатели в умеренных и холодных водах. Образуют плотные друзы (скопления), прикрепляясь биссусными нитями. Могут достигать биомассы до 10–20 кг/м².
• Устрицы (Crassostrea gigas, Ostrea edulis) — прикрепляются цементом (одна створка врастает в субстрат). Встречаются реже мидий, но создают прочные, трудноудаляемые колонии.
• Морские желуди (Balanus spp.) — хотя формально относятся к усоногим ракам, часто ошибочно причисляются к моллюскам из-за внешнего сходства с раковинами. Их известковые домики прочно срастаются с поверхностью.
• Камнеточцы (Lithophaga, Barnea) — сверлящие моллюски, внедряющиеся в деревянные корпуса, бетон или известняк, вызывая структурные повреждения.

Пресноводные виды

• Дрейссена (Dreissena polymorpha) — речная дрейссена, один из самых агрессивных инвазивных видов. Массово обрастает водозаборные трубы, гидротурбины, корпуса судов в реках и озёрах (Волга, Кама, Ладожское озеро). Прикрепляется биссусом, образуя монокультуры.
• Шаровки (Sphaerium, Pisidium) — мелкие двустворчатые моллюски, встречающиеся в обрастаниях на медленных течениях.

Последствия обрастания

Для судоходства

• Увеличение сопротивления корпуса: Обрастание толщиной 1 мм может увеличить сопротивление на 15–20%, что ведёт к росту расхода топлива на 20–40%. Для крупных судов (танкеры, контейнеровозы) это означает дополнительные миллионы долларов ежегодно.
• Снижение скорости хода: Скопления моллюсков массой 10–20 т на судне водоизмещением 50 000 т снижают скорость на 10–15%.
• Повреждение покрытий: Биссусные нити и цемент разрушают антиобрастающие краски, ускоряя коррозию.
• Затруднение маневрирования: Обрастание рулей, винтов и забортных отверстий (кингстонов) нарушает управляемость и охлаждение двигателей.

Для гидротехнических сооружений

• Закупорка водозаборов: Дрейссена в трубах диаметром 100–500 мм может полностью перекрыть сечение за 1–2 года, вызывая аварии на электростанциях и водопроводах.
• Утяжеление конструкций: Плавучие доки, буи и платформы теряют плавучесть из-за нарастания биомассы.
• Биокоррозия: Некоторые моллюски (камнеточцы) разрушают бетон и дерево, сокращая срок службы сооружений.

Экологические последствия

• Инвазии: Дрейссена, попавшая в Великие озёра Северной Америки (1980-е годы) с балластными водами, вызвала массовое обрастание и вытеснение местных видов.
• Изменение биоценозов: Обрастания на судах служат «плотами» для переноса чужеродных видов в новые акватории.

Методы борьбы с обрастанием

Профилактические (пассивные)

• Антиобрастающие покрытия (краски): Содержат биоциды (медь, цинк, органические соединения) или создают скользкую поверхность (силиконовые, фторполимерные). Наиболее эффективны против личинок моллюсков. В РФ используются краски на основе закиси меди (например, «Нержа»), разрешённые для гражданского флота.
• Электрохимическая защита: Подача слабого тока на корпус (импульсные системы) уничтожает личинки и подавляет рост. Применяется на судах и в трубах.
• Ультразвуковые излучатели: Создают вибрации, отпугивающие личинки, но эффективны только в замкнутых объёмах.

Активные (очистка)

• Механическая очистка: Водолазы, роботы (например, HullBUG), щётки, гидроструи высокого давления (до 3000 бар). Проводится в доках или на плаву.
• Термическая обработка: Подача горячей воды (60–80 °C) в забортные каналы или прогрев корпуса паром. Убивает моллюсков, но требует остановки оборудования.
• Химическая обработка: Использование хлора, окислителей или кислот в замкнутых системах (водозаборы). В открытых водоёмах запрещена из-за экологического вреда.

Биологические методы

• Введение хищников: Морские звёзды, крабы, рыбы (например, бычки) могут контролировать численность моллюсков, но их применение в искусственных экосистемах ограничено.
• Конкуренция: Использование необрастающих поверхностей (медь, латунь, нержавеющая сталь) или создание условий, неблагоприятных для моллюсков (например, сильное течение).

Экономическое значение

По оценкам Международной морской организации (IMO), глобальный экономический ущерб от биообрастания (включая моллюсков) составляет от 150 до 250 миллиардов долларов США в год. Основные статьи расходов:

• Дополнительное топливо (40–60% затрат).
• Докование и очистка (20–30%).
• Ремонт повреждённых покрытий и корпусов (10–15%).
• Простои судов и аварии на водозаборах (5–10%).

В России проблема обрастания особенно актуальна для судов на Волге, Каме и в Чёрном море. Например, на Волжской ГЭС ежегодные затраты на очистку водозаборов от дрейссены достигают 50–70 миллионов рублей.

Интересные факты

• Самый массовый случай обрастания зафиксирован в 1990-х годах на судне «Академик Шокальский» (Россия): за 2 года стоянки в порту Владивосток на корпусе наросло 40 тонн мидий.
• Дрейссена, попавшая в Великие озёра, за 10 лет забила водозаборы электростанций, вызвав ущерб в 5 миллиардов долларов.
• В Древнем Риме для защиты корпусов от обрастания использовали медные пластины (медь токсична для личинок моллюсков).
• Некоторые моллюски (например, устрицы) в обрастаниях могут достигать возраста 10–15 лет, если судно редко выходит в море.

Источники

• Международная морская организация (IMO). Guidelines for the control and management of ships' biofouling. 2011.
• РД 31.04.01-90. Руководство по борьбе с обрастанием судов и гидротехнических сооружений. М.: Мортехинформреклама, 1990.
• Христофорова Н.К., Богданов В.Д. Биообрастание в морях и внутренних водоёмах России. Владивосток: Дальнаука, 2018.
• Ковалёв В.А., Соколов В.А. Дрейссена в водозаборах: проблемы и решения. М.: Энергоатомиздат, 2005.
• Lewis J.A., Coutts A.D.M. Biofouling and its control in marine systems. Springer, 2010.