Bir geminin dibi, bir balık kafesi veya bir petrol platformunun deniziyle temas eden yüzeyi olsun, deniz suyuyla temas eden korumasız herhangi bir yüzey, tamamen deniz organizmaları ile kaplanacaktır. Su ile temas eden yüzeyde kısa sürede biyokimyasal olaylar meydana gelir; Glikoproteinler, proteoglikanlar ve polisakkaritler yüzeyde oluşmaya başlayacaktır. Su ile temastan sonraki birkaç saat içinde de bakteri üremesi görülebilir. Bu oluşumları diatom, maya ve protozoa oluşumları izleyecektir. Hemen ardından yüzeyde larva ve alg spor oluşumları, farklılaşma ve büyüme gözlendi.
Ahşap yüzeylerde gemi kurdu (örneğin sümüklü böcek) gibi organizmalar gözlenmiştir. Gördüğümüz gibi, organizmaların çeşitliliği çok yüksektir. Barnacles, hydrodin, tubeworms, bryozoan, seaweeds gibi yaklaşık 4.000 filtrat türü vardır.
Kirlenme, geçmişte denizcilik endüstrisi için büyük bir sorundu. Geçmişte ahşap gemiler zararlı organizmalar tarafından ciddi şekilde hasar görmüş ve bir kısmı denizde batmıştır. Modern çelik gövdeli gemiler, ahşap gemileri yok eden organizmalardan elbette etkilenmezler. Onların sorunu farklı. Bu kapların çelik yüzeyleri, kirli organizmalar tarafından yutulması için çok uygundur. Gemilerin yüzeyleri sık aralıklarla bakım yapılmazsa tamamen kirli organizmalarla kaplanabilir. Örneğin 40.000 metrekarelik bir geminin güvertesinde yaklaşık 6.000 ton ağırlığındaki organizmalar toplanacak. Bu ağırlıktaki bir yük sadece taşıma kapasitesini değil aynı zamanda geminin manevra kabiliyetini ve hızını da etkileyecektir.
Bu zararlar nedeniyle geçmişten günümüze gemilerde görülen kirlilik azaltılmaya veya tamamen engellenmeye çalışılmıştır. Kartacalılar ve Fenikeliler gemilerinin altını bitüm ve bakırla kaplayarak çevre kirliliğini önlemeye çalıştılar. Daha sonra gemilerinin tabanlarını arsenik ve kükürtlü maddelerle kapladılar. Öte yandan Yunanlılar ve Romalılar kurşunlu boyayı önlem olarak kullanmışlardır. 17. yüzyılda bakır kaplama yeniden keşfedildi ve kirlenme önleyici olarak kullanıldı. 18. yüzyılın sonunda çelik gemiler kullanılmaya başlandığında, bakır kaplama gereksiz bir yöntem haline geldi. Çünkü galvanik korozyon, çelik gemilerin karşılaştığı en önemli sorunlardan biridir. Çözüm, 19. yüzyılın ortalarında zehirli boyaların keşfine kadar sürdü.
Boyama teknolojisi geçmişten günümüze büyük bir gelişim göstermiştir. Bu gelişme anti-fouling boyalar için de geçerlidir. Değişmeyen tek şey, bu boyaların anti-fouling etkisi olan bir biyosit ajan içermesidir. Bu biyosit, boyadan yavaşça çözünür ve kapla temas eden tüm organizmaları etkisiz hale getirir; Bu her zaman mantıktır.
Kirlenme önleyici boyanın ilk zamanlarında bakır oksit kullanılıyordu. İlerleyen dönemde organik cıva, kurşun, arsenik içeren bileşikler ve DDT gibi kimyasallar çürüme önleyici boyalarda biyosit olarak kullanılmaya başlandı. 1960’larda TBT’nin piyasaya sürülmesi, zehirli boyalar için bir dönüm noktası oldu.
Tribütiltin (TBT) tek başına değil, tribütiltin dioksit (TBTO), tribütiltin florür, (poli)tribütiltinmetakrilat-metil metakrilat gibi bileşiklerin yapısında bulunur. İlk başta TBT’nin çevreye ve insanlara daha az zararlı olduğu düşünülüyordu (daha sonra yapılan araştırmalar TBT’nin çevreye ve deniz canlılarına zararlı olduğunu ortaya çıkardı). Antifouling boyaların yapısında bulunan TBT bileşikleri, boya uygulaması sırasında önlem alınmazsa cilt tahrişine ve solunum problemlerine neden olabilir. Yaklaşık otuz yıldır TBT, zehirli boyalar için vazgeçilmez olmuştur. TBT içeren boyalar cıvayı, kurşun içeren boyalar cıvayı uzaklaştırır.
Kirlenme önleyici boyaların matris özellikleri önemlidir. Bu özellikler difüzyon hızı ve biyositin kaplamadaki etki süresi gibi iki önemli parametrenin belirlenmesinde etkilidir. İdeal durumlarda biyosit, boya yapısını oluşturan reçineli yapı içinde dağılmalı ve bu yapı, boya su ile temas ettikten sonra biyositleri yavaşça suya bırakmalıdır. Biyosit su ile temas ettikten sonra hızla yayılırsa, boyanın çürüme önleyici etkisi kısa ömürlü olacaktır. Yosun önleyici boya teknolojisinin ilk yıllarında boyaların etki ömürleri 12 ay ile sınırlıydı. Daha sonra, yapıları boyamak için kauçuk ve klorlu vinil reçineler kullanılmaya başlandı. Bu gelişme boyaların etki süresini iki yıla kadar uzatmıştır. Bununla birlikte, kendi kendini cilalayan kopolimer boyaların piyasaya sürülmesi, kirlenme önleyici kaplama teknolojisindeki dönüm noktalarından biriydi.
Bu boyalara self-polishing boyalar denmektedir çünkü boyanın yüzeyi yavaş yavaş aşındıkça biyosit yayılmaktadır. İlk yıllarda kullanılan asetatsız boyalar, kendinden cilalı boyalara göre daha etkisizdir.
Bu boyaların eski boyalardan temel farkı, biyosit ile kopolimer reçine sistemi arasında kimyasal bir bağ olmasıdır. (organik kalay – ester bağı).
Kaplama su ile temas ettikten sonra kaplama yüzeyindeki ester grupları hidrolize edilerek biyositin yavaş ve kontrollü bir şekilde suya difüzyonu sağlanır. Kaplama tabliyeye tabakalar halinde uygulandığı için bir tabakadaki biyosit tükendiğinde yeni tabakadaki biyosit yayılmaya başlar. Bu, tüm boya bitene kadar devam eder.
Bu teknik, tert-bütilkalay kopolimeri ((poli)tert-bütilmetakrilat-metil metakrilat) ile başarılı bir bağ oluşturdu. Kaplama yapısında TBT’nin yanı sıra bakır oksit ve diğer yardımcı biyositler kullanılmıştır. TBT kirlenmesi çoğu organizmaya karşı etkili olmasına rağmen, bazı diyatomlara karşı etkili değildir.
TBT bazlı self-polishing kopolimer anti-fouling sistemleri (TBT SPC sistemleri) denizcilik endüstrisine önemli katkılar sağlamıştır. Bu sistemler gemiler için en az 5 yıla kadar koruma sağlıyordu. Gemilerin yakıt maliyetleri önemli ölçüde düştü ve gemiler bakım için limanları daha az ziyaret etti. 1990’ların ortaları için bu, denizcilik endüstrisi için yaklaşık 5,7 milyar dolarlık daha düşük harcama anlamına geliyordu.
Çevresel etkileri de inkar edilemez. Daha az petrol kullanmak, daha az hava kirliliği ve asit yağmuruna neden olan daha az sera gazı anlamına gelir.
TBT tabanlı çürüme önleyici sistemlerin kullanımı dolaylı olarak yıllık 7,2 milyon ton daha az yağ kullanılması, 22 milyon ton daha az karbondioksit emisyonu ve 0,6 milyon ton daha az kükürt dioksit emisyonu ile sonuçlandı. Ayrıca olumlu etkisi, zararlı türlerin gemiler yardımıyla farklı alanlara taşınmasının engellenmesi olmuştur.
Bu olumlu özellikler, TBT tabanlı zehirli boya sistemlerinin dünyada yaygın olarak kullanılmasını sağlamıştır.
TBT tabanlı sistemler ve çevre sorunları
İdeal bir çürüme önleyici sistem, biyositlerin su ile temas ettikten sonra pis bakterileri öldürmesini ve ardından ekosisteme zarar vermeyen türlere ayrılmasını bekler.
Bu olumlu özelliklere rağmen maalesef TBT içeren çürüme önleyici sistemler ideal olmaktan uzaktır. TBT’nin suda parçalanması birkaç gün sürer ve yarılanma ömrü yaklaşık bir yıldır. Bu süre, TBT’nin organizmalarda ve tortularda birikmesi için yeterlidir. TBT’nin deniz yaşamı üzerinde çok toksik bir etkisi olduğunu üzülerek söylüyoruz.
Özellikle TBT kullanımının ilk yıllarında denizci bilinç kaybının etkisiyle çok fazla TBT’ye maruz kalmıştır. Özellikle kapalı koylarda, limanlarda ve demirleme yerlerinde yoğun bir yığılma oldu.
TBT, bu alanlarda türlerin ölümüne veya genetik yapılarında değişikliklere neden olmuştur. TBT dokularda biriktiği için sadece deniz canlılarını değil, besin zinciri nedeniyle onları tüketen diğer hayvanları da etkiler.
Çevre üzerinde bu tür olumsuz etkileri olan bir kimyasalın kullanımının kontrol altına alınması için bazı kısıtlamalar getirilmiştir. TBT, 1982 yılında 25 metreden kısa tekneler için yasaklandı. Bu kuralları uygulayan ilk ülke Fransa olmuştur. 1987’de İngiltere, 1988’de Amerika ve ardından diğer ülkeler TBT kullanımına kısmi yasak getirdi.
Bu yasakların etkileri sonraki dönemde ortaya çıktı. TBT bileşiklerinin miktarları azalmaya başladı; Olumsuz etkiler de orantılı olarak azaldı.
alternatif arayışı içinde
TBT’nin yasaklanmasının ardından ister istemez yeni arayışlar başladı. Araştırmacılar, çevreye en az zarar veren ve en etkili çürüme önleyici etkiye sahip olan biyositleri kullanmaya çalıştılar.
İdeal sistemi bulmak için çeşitli kimyasallar denendi. Bakır piriton, çinko piriton içeren ürünler ile triazin, dikloro-izotiyahalon ve diklorofenil-dimetilüre içeren ürünler çeşitli markalar altında pazarlanmaya başlandı. Kullanıcı deneyimleri, bu çürüme önleyici biyositlerin, en azından şimdilik, TBT’nin yerine geçmediğini göstermektedir.
Diğer bir gelişme ise silikon elastomer teknolojisine dayalı yapışmaz yüzeylerin geliştirilmesidir. Kirletici organizmalar düşük enerjili yüzeye yapışamaz ve çürüme önleyici etki biyositler tarafından üretilmez, bu nedenle çevre kirliliği minimum düzeydedir. Ne yazık ki, bu sistemlerin dezavantajı kısa ömürlü olmalarıdır. Bu nedenle denizde kısa süre kalan tekneler, sürat tekneleri vb. Bu şekilde kullanmak uygundur.
Sonuç olarak, deniz endüstrisinde çürüme önleyici boyalar vazgeçilmezdir. Çalışmaların daha uzun süreli etkiye sahip, daha düşük toksisite sergileyen ve doğada kalma süresi en az olan anti-fouling sistemlerinin keşfedilmesine yol açacağını umuyoruz.
Kaynak:
Kirlenme Önleyici Malzemeler, SM Evans, Newcastle Üniversitesi, “Tyne and Wear, BK”
Deniz Zehirli Boya Kaplamalarına Modern Yaklaşımlar “LD Chambers, KR Stokes, FC Walsh ve RJK Wood”
Deniz Boyaları: Zehirli Boyaların Özel Durumu “Elisabete Almeida,, Teresa C. Diamantino, Orlando de Sousa”
katip:Nihat Kelis
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]