طرح مشارکت GEF-UNDP-IMO Glofouling (2017) یک ابتکار جهانی برای مقابله با موضوع زیست محیطی گونههای مهاجم آبزی (IAS) و اکولوژیک مضر ناشی از آن است. این طرح زمانی اجرا میشود که چنین رویدادهای تهاجمی نظیر رسوب زیستی بر روی بدنه کشتیها و سایر سازههای در صنایع نفت و گاز، از سوی محیطزیست رخ داده و آسیب مالی وارد کند. یکی از اهداف کلیدی پروژه Glofouling، توسعه یک مرکز دانش جهانی برای درک نحوه انتقال IAS از طریق رسوب زیستی در کشتیها در سطح محلی و بینالمللی است. نقاط تاریک زیادی در دانش ما پیرامون رسوبات زیستی و گونههای مهاجم آبزی وجود دارد. یکی از این نقاط تاریک جایی است که احتمالا اسکلههای مرطوب محصور یک پناهگاه و پلتفرم انتقال پیشرفته برای IAS برای جابجایی بین کشتیها در اسکلههای داخل تأسیسات فراهم میکند. ماهیت این پدیده انتقال و برخی اقدامات بالقوه برای کاهش تهدید موردنظر که کشتیها و اسکلهها باید بکار گیرند، به طور خلاصه در ادامه توضیح داده شده است. کشتیهایی که از سایر مناطق زیستی به بنادر میرسند میتوانند طیف گستردهای از گونههای آبی مهاجم را از طریق رسوب زیستی انباشته شده روی بدنهشان و سایر زائدههای زیر آب وارد محیط جدید کنند.
برای تعیین سطح خطر ناشی از کشتیرانی در بنادر خاص، کارهایی برای توسعه روشهای ارزیابی ریسک انجام شده است که میتوان به کمک آنها کمیت خطر زیستی را تعیین کرد. از جمله این موارد میتوان به موارد توصیه شده توسط وزارت کشاورزی، ماهیگیری و جنگل استرالیا (DAFF، ۲۰۱۱) اشاره کرد که عوامل تعیین کننده رویدادهای تلقیح بندر را تجزیه و تحلیل میکند.
هنگام بررسی انتقال گونههای رسوب زیستی در یک بندر، محیط هیدرودینامیکی محلی عاملی است که میتواند شدت رسوب را هم بر روی بسترهایی مانند سازههای بندر و هم بر روی بدنه کشتیهایی که در بندر رفت و آمد دارند، افزایش دهد. ابزارهای بندری مانند موج شکنها، آرایش اسکله و کانالهای ورودی محدود، همگی بر فلاشینگ جزر و مدی و تجمع احتمالی سلولهای زنده برای انتقال رسوبات زیستی تأثیر دارند. اسکلههای مرطوب تأسیسات بندری هستند که در آنها آب محصور شده و در سطح معینی نگهداری میشود تا امکان بارگیری و تخلیه کشتیها فراهم شود. یک آرایش اسکله مرطوب در ادامه قابل مشاهده است. چنین اسکلههایی اغلب در بالادست رودخانهها یافت میشوند و شرایط را برای عملیات بارگیری کشتی در نزدیکی مناطق صنعتی، بدون توجه به محدودیتهای جزر و مدی فراهم میکند. این اسکلهها شرایطی را فراهم میکنند که کشتی بتواند همواره شناور بماند. دسترسی کشتی به اسکله از طریق یک فضای محصور و مجهز به دروازههای آببندی شده و پمپهایی برای تنظیم سطح آب محصور است که ارتفاع آب را از جزرومد جریانهای خارجی مستقل میکند.
پس از پهلو گرفتن کشتی در چنین اسکلههایی، انتقال متعارف رسوبات زیستی بدنه ممکن است از طریق رسوب مواد بیولوژیکی جدا شده در آب حوضچه از طریق تماس فیزیکی با بدنهی یدک کشها و گلگیرهای اسکله یا انتشار خود به خود سلولهای بارور شده ناشی از سایر محرکها مانند تغییرات دما و شوری آب رخ دهد. با توجه به ماهیت محفظه آب در یک بندر مرطوب، میتوان نتیجه گرفت که خطر رسوب زیستی در مقایسه با بنادری که در محیطهای دریا یا رودخانههای باز افزایش قابل توجه دارد. تاکنون در مورد مکانیسمهای انتقال رسوبات زیستی در چنین مناطق بندری محصور، مطالعهی دقیقی صورت نگرفته است. نکتهای که به طور خاص باید مورد توجه قرار بگیرد، تخلیه سیستم آب خنک کننده کشتیها در این اسکلهها و تاثیر احتمالی آن بر روی کشتیهای پهلو گرفته و تبادل سریع گونههای مختلف رسوب زیستی در محدوده خود اسکله است. سطوح بدنه کشتیها یک وسیلهی حمل و نقل عمومی برای رسوبات زیستی و IAS میباشد؛ همچنین مطالعاتی برای بررسی رسوبات زیستی انباشته شده در سیستمهای خنککننده داخلی کشتیها و افزایش خطر امنیت زیستی ناشی از آن، انجام شده است. برای کشتیها، از آب دریا یا اسکله خارجی به عنوان منبع خنک کننده موتورهای اصلی و کمکی به وسیلهی یک سیستم مبدل حرارتی داخلی استفاده میشود.
برای کشتیهایی که در اسکله مرطوب پهلو گرفتهاند، آب موجود در اسکله در دمای محیط از طریق مکندههای دریایی و صافی آن وارد سیستم خنککننده میشود. پمپ موجود در کشتی، جریان آب دریا را به مبدل حرارتی وارد کرده و با گردش سریع آن عملیات خنککاری را انجام میدهد. مبدل حرارتی حاوی آب شیرین گرم شده است که در مدار بسته از اقلام مختلف ماشین آلات موجود در کشتی مانند موتورهای دیزلی، خنککنندههای روغن و محفظهی تبرید عبور میکند. آب حوضچه از طریق مبدل در لولهها یا صفحات آببندیشده عبور کرده و با مدار آب شیرین گرم اطراف ماشینآلات در تماس است. گرما هنگام عبور از مبدل به آب حوض پمپ شده منتقل میشود. سپس آب شیرین خنک شده به مدار توزیع ماشینآلات برگردانده شده در حالی که آب گرم شده حوضچه دوباره به حوضچه منتقل میشود. سیستمهای خنککننده اغلب با انجام بعضی اقدامات در داخل سیستم از رشد رسوب زیستی جلوگیری میکنند، اما همانطور که از شکل فوق مشاهده میشود، آنها همیشه در از بین بردن کل تجمع رسوبات زیستی موثر نیستند.
برای درک مقیاس آب جابجا شده دارای رسوب زیستی توسط مخزن آب خنککنندهی کشتیها در اسکلههای مرطوب، حجم آب خنککنندهای که کشتیها میتوانند در اسکله بگیرند و یا تخلیه کنند باید در نظر گرفته شوند.
با توجه به کشتیهای بزرگتر به طول ۲۰۰ متر، علیرغم اینکه موتورهای اصلی در اسکله کار نمیکنند، همچنان ممکن است تقاضای آب برای عملیات خنککاری وجود داشته باشد که برای نیازهای انرژی اضافی ژنراتور مصرف میشود. با توجه به نوع و اندازهی کشتی، میتوان حجم آب مکیده شده به داخل کشتی برابر با پمپاژ ۴۵۰ متر مکعب در ساعت آب از اسکله به سیستم خنککننده داخلی و خروج مجدد به اسکله باشد. مجموع ظرفیت آب ذخیره شده اسکله در شکل اول، با عمق عملیاتی ۱۵ متر، تقریبا ۵،۴۰۰،۰۰۰ متر مکعب خواهد بود. بنابراین، با پنج کشتی در بندر که در مجموع تقریباً ۵۴۰۰۰ متر آب اسکله را در هر ۲۴ ساعت مبادله میکنند، حدود ۱۰ درصد از کل آب موجود روزانه از طریق سیستمهای آب خنککننده کشتیهای پهلو گرفته مورد استفاده قرار میگیرد. این مقدار قابل توجهی از آب گردشی اسکله است که هر روز که کشتیها در بندر میمانند، این مقدار دو برابر میشود. همانطور که قبلا گفته شد استفاده از دریچههای آببند ورودی باعث تبادل آب حوضچه با مصب رودخانه مجاور یا منطقه ساحلی میشود؛ همچنین نظارت بر کیفیت آب و تطبیق آن با استانداردها، با استفاده از پمپها برای تبادل آب انجام میگیرد.
اقدامات پیشنهادی برای کاهش خطر نهفته رسوبات زیستی و انتقال IAS زمانی که کشتیها در اسکله مرطوب پهلو گرفتهاند، شامل موارد زیر میباشد: رسوبات زیستی یک سیستم آب خنککننده کشتی به طور سنتی با استفاده از عوامل بیوسیدال مانند یونهای مس تولید شده توسط آندهای تغذیه الکتریکی مطابق شکل زیر با تزریق مستقیم مواد شیمیایی پاک کننده با غلظت پایین کنترل میشوند. مواد شیمیایی مانند هیپوکلریت سدیم که یا در بشکههای حجیم به کشتی عرضه میشود یا توسط سیستمهای الکترولیز موجود در کشتی تولید میشود.
یک سیستم آند معمولی از یونهای مس برای کنترل رسوبات زیستی و یونهای آلومینیوم برای کنترل خوردگی استفاده میکند. این روشها در صورت نگهداری صحیح میتوانند موفقیتآمیز باشند، اما ممکن است با عبور دادن مواد سمی کم غلظت به داخل آب اسکله، اثرات مضری داشته باشند و به طور بالقوه بر سایر ارگانیسمهای غیر هدف موجود در آب حوضچه تأثیر بگذارند. اثرات جانبی شیمیایی نامطلوب سیستمهای نوع بیوسیدال و وضعیت زیستمحیطی مشکوک آنها منجر به توسعه راهحلهای سازگارتر با محیط زیست شده است، مانند مواردی که مطابق شکل زیر از مبدلهای نصب شده استفاده میکنند.
اینها برای انتقال فرکانسهای اولتراسونیک طراحی شدهاند و حفرهای غیر اینرسی ایجاد میکنند که برای از بین بردن رسوبات زیستی در سیستم خنککننده به صورت موضعی و بدون استفاده از ترکیبات مضر طراحی شدهاند. استفاده از این فناوری اولتراسونیک به سیستمهای خنککننده آب دریا محدود نمیشود و برای مقابله با رسوبات زیستی دریایی در سایر نواحی کشتی مانند پروانهها و سکانها به کار گرفته شده است.
با توجه به مقدار زیاد آب خنککننده که توسط پمپهای نصبشده در یک کشتی مکیده و تخلیه میشود، اغلب ظرفیت پمپ آب خنککننده روی نرخ ثابتی تنظیم میشود تا تمام نیازهای تبادل حرارت را برآورده کند. این مقدار متناسب با موتورهای اصلی و سایر ماشین آلات مرتبط در دریا است.
احتمالاً مؤثرترین اقدام برای مبارزه با حرکت IAS در یک اسکله مرطوب و در هر تأسیسات بندری، استفاده نکردن از ماشینآلات کشتی برای تولید برق در هنگام توقف در اسکله بوده و به جای آن استفاده از منبع برق ساحلی پیشنهاد میشود.
این فناوری «اتو سرد» نامیده میشود و اولین بار چندین سال پیش به عنوان اقدامی برای کاهش انتشار گازهای گلخانهای توسط کشتیها در بندر معرفی شد. با حذف موثر تقاضا برای توان تولیدی، نیاز به مقادیر قابل توجهی از آب خنککننده نیز حذف میشود و پمپهای آب خنککننده ممکن است به طور کلی بسته به طراحی مخزن متوقف شوند. این موضوع به طور قابل توجهی خطر انتقال IAS از سیستم آب خنک کننده را کاهش میدهد. این فناوری اکنون در چندین بندر آمریکای شمالی و اروپا در دسترس است و در حال گسترش است. درک دقیقتر پیچیدگی مکانیسمهای بیولوژیکی اسکله مرطوب، با اشاره خاص به تأثیر فرآیندهای کشتی، میتواند به مدیریت مؤثرتر محیط زیست بندر کمک کند، خطر انتقال IAS را کاهش دهد و انطباق با سایر الزامات نظارتی مانند دستورالعملهای کیفیت آب را ارتقا دهد.