УПРОЩЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССА БИООБРАСТАНИЯ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТА ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ ФРАГМЕНТОВ В УСЛОВИЯХ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ
- Авторы: Соколов А.Н1,2, Чубаренко Б.В1
-
Учреждения:
- Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
- Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта
- Выпуск: Том 18, № 3 (2022)
- Страницы: 35-42
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.eco-vector.com/2500-0640/article/view/630764
- DOI: https://doi.org/10.7868/S25000640220305
- ID: 630764
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Фрагменты оплетки габионной сетки – это один из видов пластиковых загрязнителей Мирового океана. Габионы, расположенные вблизи уреза, подвергаются разрушительному волновому воздействию, а фрагменты пластиковой оплетки, имеющие положительную плавучесть, переносятся течениями на значительные расстояния. Траектории движения фрагментов в море зависят от их гидродинамических свойств. Попадая в морскую среду, любое твердое тело подвергается биообрастанию, то есть на поверхности субстрата появляется слой микро-, а затем и макроводорослей. Естественно, появление биопленки приводит к изменению как геометрии, так и плотности объекта, влияя на его гидродинамические характеристики. В работе предложена методика расчета объема биоматериала на фрагменте оплетки в зависимости от времени нахождения в морской среде. Предполагается, что концентрация микроводорослей в воде постоянна, а каждая микроводоросль имеет известный объем. Количество микроводорослей на фрагменте оплетки может увеличиваться как в силу разности скоростей движения микроводорослей и фрагмента, так и в силу обычного экспоненциального роста численности колонии микроорганизмов. Приведено решение системы уравнений для расчета объема биоматериала на модельном объекте – цилиндре конечной длины. По известному объему биоматериала произведен расчет толщины биопленки и эффективного диаметра объекта «фрагмент оплетки + биопленка» в зависимости от времени нахождения в морской среде. Результаты моделирования сравниваются с экспериментальными данными по биообрастанию в прибрежной зоне Гданьского залива Балтийского моря. Полученные зависимости эффективного диаметра от времени предполагается использовать для последующего моделирования траекторий движения фрагментов оплетки габионной сетки в Балтийском море.
Ключевые слова
Об авторах
А. Н Соколов
Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук; Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта
Email: tengritag@gmail.com
Российская Федерация, 117997, г. Москва; Российская Федерация, 236041, г. Калининград
Б. В Чубаренко
Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Email: chuboris@mail.ru
Российская Федерация, 117997, г. Москва
Список литературы
- Domnin D., Burnashov E. 2022. Geographical information dataset “geosynthetics in coastal protection of the South-East Baltic”. Data in Brief. 40: 107693. doi: 10.1016/j.dib.2021.107693
- Chubarenko B., Kileso А., Esiukova E., Pinchuk V., Simon F.-G. 2022. Dataset on geosynthetic material debris contamination of the South-East Baltic shore. Data in Brief. 40: 107778. doi: 10.1016/j.dib.2021.107778
- Kooi M., van Nes E.H., Scheffer M., Koelmans A.A. 2017. Ups and downs in the ocean: effects of biofouling on vertical transport of microplastics. Environmental Science and Technology. 51(14): 7963–7971. doi: 10.1021/acs.est.6b04702
- Eberl H., Morgenroth E., Noguera D., Picioreanu C., Rittmann B., van Loosdrecht M., Wanner O. 2006. Mathematical modeling of biofilms. IWA publishing: 208 p. doi: 10.2166/9781780402482
- Olofsson M., Suikkanen S., Kobos J., Wasmund N., Karlson B. 2020. Basin-specific changes in filamentous cyanobacteria community composition across four decades in the Baltic Sea. Harmful Algae. 91: 101685. doi: 10.1016/j.hal.2019.101685
- Munkes B., Löptien U., Dietze H. 2021. Cyanobacteria blooms in the Baltic Sea: a review of models and facts. Biogeosciences. 18: 2347–2378. doi: 10.5194/bg-18-2347-2021
- Olenina I., Hajdu S., Edler L., Andersson A., Wasmund N., Busch S., Göbel J., Gromisz S., Huseby S., Huttunen M., Jaanus A., Kokkonen P., Ledaine I., Niemkiewicz E. 2006. Biovolumes and size-classes of phytoplankton in the Baltic Sea. Baltic Sea Environment Proceedings. 106: 1‒144.
- Jaanus A., Jakobsen H.H., Johansen M., Johansson M., Jurgensone I., Kraśniewski W., Lehtinen S., Olenina I., Weber M., Wasmund N. Cyanobacteria biomass 1990–2018. HELCOM. Available at: http://www.helcom.fi/baltic-seatrends/environment-fact-sheets/eutrophication/cyanobacteriabiomass/ (accessed 2 August 2021).
- Grzegorczyk M., Pogorzelski S.J., Pospiech A., Boniewicz-Szmyt K. 2018. Monitoring of marine biofilm formation dynamics at submerged solid surfaces with multitechnique sensors. Frontiers in Marine Science. 5: 363. doi: 10.3389/fmars.2018.00363