Antifoulings sind Stoffe und Zubereitungen, die zur Verhinderung von Bewuchs (Fouling) durch Mikroorganismen, Pflanzen und Tiere auf Schiffskörper oder Wasserbauwerke aufgetragen werden.
ProblemstellungViele der im Wasser vorkommenden Organismen haben ihren natürlichen Lebensraum auf Hartsubstraten. Sie siedeln sich deshalb auch an Schiffsrümpfen, Unterwasserbauwerken, Reusen, Netzen, Bojen usw. an. Vor allem Algen, Muscheln und Seepocken können dort einen ausgeprägten Bewuchs (das sogenannte Fouling) bilden. An der Schiffsaußenhaut bildet sich bereits nach kurzer Zeit ein dünner Film aus Proteinen und anderen Nährstoffen, diese stellen die Grundlage für Bakterien und Einzeller dar. Deren klebrige Ausscheidungen können den Fahrwiderstand bereits um 10 % erhöhen. Im nächsten Schritt siedeln sich Algen, Würmer und Pilze an, die wiederum als Ernährungsbasis für Muscheln, Schnecken und Seetang dienen. Durch Fouling kann bereits nach 6 Monaten eine Gewichtszunahme von 150 kg/m2 auftreten. Für ein großes Überseeschiff mit 40.000 m2 Unterwasserrumpffläche bedeutet das ein zusätzliches Gewicht von 6000 t (Haak, 1996; Stachel & Krinitz, 1999; Nehring, 2000).
Außerdem kann eine verstärkte Korrosion des Schiffsrumpfes durch die Foulingprozesse verursacht werden. Neben der Gewichtszunahme bewirkt der Bewuchs eine Erhöhung der Oberflächenrauheit und des Strömungswiderstandes bei Schiffen. Als Folge verringert sich entweder die Fahrgeschwindigkeit, oder es kommt zu einem erheblichen Mehrbedarf an Treibstoff. Dies führt nicht nur zu erhöhten Kosten für die Reeder, sondern verbraucht auch Ressourcen (fossile Brennstoffe) und führt zu erhöhten Emissionen, z.B. an CO 2.
Ein weiterer Effekt des Aufwuchses an der Schiffsaußenhaut ist die Einschleppung fremder Arten. Da der Bewuchs jedoch in der Regel fest am Schiff haftet, können fremde Arten nur eingeschleppt werden, wenn es zu einem Ablösen lebensfähiger Spezies vom Rumpf kommt oder indem Larven oder Sporen in das Wasser entlassen werden. Da dies nur unter bestimmten Randbedingungen der Fall ist, hat dieser Weg eine deutlich geringere Bedeutung als die Einschleppung über das Ballastwasser. Diese Tendenz wird durch die Verwendung effektiver Antifouling-anstriche noch verstärkt, so dass derzeit der Hauptweg der Einschleppung fremder Arten durch Ballastwasseraustausch vonstatten geht.
Schon im Altertum wurden die Boote geteert oder Blei- und Kupferplatten gegen Bewuchs und Wurmfraß eingesetzt. Als mit der industriellen Revolution maschinengetriebene Schiffe aus Eisen aufkamen, bildeten Kupfer und Eisen im Salzwasser ein galvanisches Element, die Korrosion wurde gefördert. Auf der Suche nach Alternativen wurden verschiedene Materialien wie Kork, Zement, Gummi und sogar Papier erprobt, bis sich im 20. Jahrhundert die Farbanstriche durchsetzten. Die Grundmatrix (Trägerfarbe) enthielt einen giftigen Stoff, der sich im Laufe der Zeit herauslösen und den Bewuchs fernhalten sollte (Bertram, 2000; Nehring, 2000). Die ersten Antifoulinganstriche entstanden auf der Basis von Kupferverbindungen. Bis heute werden Kupfer(I)oxid, Kupferthiocyanat, Kupfersulfat, Kupferresinat, Kupfernaphthenat und Kupfer in metallischer Form verwendet. In den 40er und 50er Jahren wurden Organozinnfarben entwickelt. Am weitesten verbreitet sind heute Tributylzinn-Farben (englisch: Tributyltin, TBT). Neben Kupfer und TBT wurden früher in Antifoulingfarben auch organische Biozide wie DDT, Strychnin, Aldrin, Dieldrin oder hochtoxische Schwermetallverbindungen wie Quecksilber-, Arsen und Organobleikomplexe eingesetzt (Bertram, 2000 ; IMO, 1999).
Beim European Chemicals Bureau ECB (ECB, 2001) sind ca. 180 verschiedene biozid wirksame Verbindungen in Antifouling-Produkten gemeldet. Zur Anwendung kommen derzeit jedoch nur ca. 20 biozide Wirkstoffe. Neben den bekannten Kupfer- und Tributylzinnverbindungen (seit 2003 verboten) werden diverse andere Biozide als biozider Wirkstoff und als Wirkungsverstärker (sog. Co-Toxikanten, Booster) verwendet. Als Beispiele sind Diuron (Harnstoffderivat), Irgarol (ein Triazin), DCOI Sea Nine 211 (ein Isothiazolinon) sowieKupfer- und Zinkpyrithion zu nennen, in geringem Umfang kommen Captan, Folpet, Zineb, Maneb, Pentachlorphenol oder Pyridin zum Einsatz. Einige dieser Verbindungen sind auch in Pflanzenschutzmitteln enthalten. Teerhaltige Produkte werden ebenfalls als bewuchshemmende Stoffe eingesetzt (IMO, 1999). Im Vereinigten Königreich waren im Jahre 2000 etwa 300 TBT-freie Antifoulingprodukte zugelassen (Pesticides Safety Directorate, 2000).
Anmerkung: TBT - Antifoulings wurden ab 2003 entgültig verboten und durch Dikupfer ersetzt.