На борьбу с проблемой морского обрастания в мире ежегодно тратится свыше 100 миллиардов долларов. Однако один из основных промышленных способов, который сегодня применяют для защиты судна, — нанесение красок и лаков с токсичными соединениями меди. Ядовитые вещества в составе таких покрытий не только убивают живые организмы, но и накапливаются в воде и в обитающих в ней организмах, переносятся по цепям питания. Этот процесс приводит к нарушению целых экосистем и даже к негативному влиянию на человека. Так, известны случаи отравления морской рыбой из-за содержащейся в ней меди.
Российские и зарубежные ученые много лет ищут альтернативу токсичным веществам. Доктора биологических наук СПбГУ — морской зоолог Александр Раилкин и профессор-биохимик Надежда Кулева — обнаружили экологически безопасные соединения, которые могут войти в состав покрытий, защищающих от биообрастания. Специалисты протестировали найденные вещества в природных условиях — в Белом и Южно-Китайском морях, а сейчас работают с морскими звездами и спорами морской бурой водоросли (морской капусты) в ресурсном центре «Обсерватория экологической безопасности» СПбГУ.
Чтобы подобрать компоненты для создания нового покрытия, ученые на молекулярном уровне изучили, вредны ли они для живых организмов. Дело в том, что некоторые химические вещества могут окислять биологические макромолекулы (жиры, углеводы и белки), что приводит к гибели обрастателей.
«Я создал специальный индекс, который позволяет сравнить эффективность наших веществ и промышленных красок с соединениями меди. Выяснилось, что новое покрытие почти на 100% защищает от обрастания и ничем не уступает уже используемому, но при этом не вредит экологии», — рассказал Александр Раилкин.
Кроме того, специалисты обратили внимание на общие закономерности прикрепления морских организмов к твердым поверхностям. «И споры водорослей, и личинки многих беспозвоночных прикрепляются на определенной стадии развития — сначала временно, а потом и постоянно. Этот биологический процесс обусловлен тем, что в условиях сильного течения им необходимо крепко прирасти к судну, чтобы их не унесло», — пояснил доктор Раилкин.
Ученые СПбГУ предлагают воздействовать на организмы нетоксичными веществами на стадии «временного прикрепления» — еще до того, как обрастатели прирастут к судну окончательно. Эта технология позволит создать универсальное судовое противообрастающее покрытие.
Университетские специалисты совместно с химиками из НИИ синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева продолжают поиски новых веществ, защищающих от биообрастания. В ближайшее время исследователи планируют протестировать оксид азота. Дело в том, что молекула NO, будучи сигнальной, способна обратимо изменять функции белков. По словам профессора СПбГУ Надежды Кулевой, оксид азота может образовываться в морских организмах и напрямую влиять на способность личинок к прикреплению. Кроме того, ученые продолжают работать с соединениями меди и ищут способы понизить ее токсичность.
Исследователи уверены, что в ближайшее время их разработки окажутся востребованными не только в России, но и во всем мире. «Мы близки к стадии, когда можно будет перейти от экспериментальных исследований к опытно-конструкторским работам, то есть приблизиться к созданию экологичных покрытий в промышленных масштабах», — сказал Александр Раилкин.
Материал предоставлен пресс-службой СПбГУ.
