AT409262B

AT409262B - Mittel zur suspendierung fester oder flüssiger, fetthaltiger oder fettiger verunreinigungen

Info

Publication number: AT409262B
Application number: AT0085500A
Authority: AT
Original assignee: Panning Peter
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2002-07-25
Also published as: AU2001259928A1; WO2001087780A1; ATA8552000A

Description

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Suspendierung fester oder flüssiger, fetthaltiger oder fettiger Verunreinigungen, beispielsweise zum Binden von auf Wasser bzw. Meerwasser schwimmenden und/oder im Bereich des Gestades sowie am Federkleid oder Fell von Tieren befindlichen flüssigen Verunreinigungen, insbesondere Erdöl, Rohöl oder russhaltiger Verunreinigungen auf Oberflächen von Gebäuden, Tunnel, Planen, wobei dieses Mittel mindestens Ester niederer Alkohole, wie beispielsweise Fettsäuremethylester sowie Tenside enthält.

Es ist bekannt, dass die Schäden, die immer wieder durch Unfälle von Öltankschiffen angerichtet werden, unabsehbar sind. Unmittelbar sichtbar ist zunächst die Ölpest an den Küsten, insbesondere das qualvolle Sterben von Tieren durch Verklebung des Gefieders von Vögeln oder des Felles von im Wasser lebenden Säugetieren. Vernichtung ganzer Ernten von Muschelfarmen, enorme Einbussen im lokalen Fischfang, das Ausbleiben von Gästen in Bade- und Tourismusgebieten sind einige der offensichtlichen und unmittelbaren wirtschaftlichen Begleiterscheinungen solcher Ölunfälle. Lange Zeit noch leidet die Region an den Spätfolgen der Ölpest.

Aus der EP 0 971 012 A1 ist ein Mittel zur Reinigung von ölverschmutzten Oberflächen bekannt, wobei dieses Mittel Ester von Fettsäuren mit Methanol oder Ethanol und auch anionische oder nichtionische Tenside enthält. Bei Verwendung dieses Mittels tritt folgende Wirkung ein : Ester lösen sich nur in geringen Ausmass, nämlich weit unter 5%, mit den genannten Tensiden und liegen offensichtlich als Emulsion vor.

Nachteilig bei diesem bekannten Mittel ist, dass durch die oben erwähnten Gründe des nur sehr langsamen biologischen Abbaues, diese Mittel beispielsweise in der Ostsee nicht eingesetzt werden, da die nicht abgebauten Ölreste verklumpen und lange Zeit am Meeresgrund liegen, so dass eine Gefährdung der Biologie durch Kontamination gegeben ist
Weiters ist es aus der Veröffentlichung der Port Technology International, London, 1998, und einer Abhandlung von Randall von Wedel bekannt, dass Erdöl mit Pflanzen-01-Estern gelöst werden kann. Dies bildet jedoch noch keine Emulsion, sondern es ergibt sich ein Verdünnungseffekt, der die Abscheidbarkeit von Wasser erleichtert oder einen biologischen Koabbau der Kohlenwasserstoffe des Erdöls durch die biologisch leicht abbaubaren Ester bewirkt.

Entsprechend den Ausführungen in dieser Druckschrift erfolgt der biologische Abbau im gemässigten Klima innerhalb einiger Monate.

Weiters ist aus der EP 106 526 A2 die Verwendung von Fettsäureestern bekannt. Dabei wird zwar das dispergierende Mittel direkt in das Öl aufgenommen, wobei jedoch dies über zugesetzte Kohlenwasserstoffe erreicht wird. In den Kohlenwasserstoffen sind noch dazu bis zu 3% aromatische Kohlenwasserstoffe enthalten, welche ein hohes biologisches Gefahrenpotential beinhalten.

Nachteiligerweise wird also eine höhere Konzentration an Kohlenwasserstoffen erreicht.

Ferner ist aus der GB 1 343 401 A ein Verfahren zur Emulgierung und Dispergierung von Ölslicks auf der Wasseroberfläche bekannt. Auch hier werden aliphatische, zyklische oder sogar aromatische Kohlenwasserstoffe verwendet, die als äusserst umweltgefährdend ausgewiesen sind.

In der US 3 793 218 A ist ebenfalls ein Verfahren zur Dispergierung von Ölslicks beschrieben.

Da diese in dieser Druckschrift angeführten Mittel synthetische, oberflächenaktive Mittel sind, sind sie durch ihre verzweigten Ketten relativ zäh und müssen zum leichteren Agitieren mit paraffinischen, zyklischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen verdünnt werden, deren biologische Schädlichkeit aus zahlreichen Publikationen bekannt ist. Dieses bekannte Mittel fördert zwar die Dispersion des Ölslicks, hemmt aber durch seine biologische Schädlichkeit den mikrobiellen Abbau.

Abschliessend ist noch aus der Veröffentlichung der Environmental Protection Agency (EPA) vom 1. 3.1999 ein Verfahren zur Suspendierung fester oder flüssiger, fetthaltiger oder fettiger Verunreinigungen bekannt. Auch in dieser Veröffentlichung ist die Problematik der Toxizität der Mittel angeführt und nur die Dispergierung des Ölfilms erwähnt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Mittel der eingangs zitierten Art zu schaffen, das einerseits die obigen Nachteile zumindest verringert und das anderseits umweltschonend ist und der Natur nicht einen weiteren Schaden zufügt.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Erfindung gelöst.

Das erfindungsgemässe Mittel ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 3 Gew.%, insbesondere 5-15 Gew. % Ester niederer Alkohole und 10-45 Gew. % Tenside, insbesondere in Form von anionischen Fettsäuren, wie beispielsweise Seifen, insbesondere Kaliseifen sowie Polyole und

Emulgatoren in Form von Mono- oder Digliceriden, Phosphatiden oder eine Mischung derselben und niedere Alkohole enthalten sind und dieses Mittel gegebenenfalls mit Wasser oder Meerwasser verdünnt ist.

Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, feste oder flüssige, fetthaltige Verunreinigungen biologisch zu entfernen. So kann beispielsweise ein Ölfilm auf der Wasseroberfläche oder auch ein Ölfilm am Gestade mit dem ebenfalls erfindungsgemässen Mittel rasch aufgelöst werden, wodurch die Sauerstoffsperren wegfallen und die oben aufgezeigten nachteiligen Folgen weitestgehend vermieden werden. Ferner erfährt der biologische Abbau der suspendierten Bindemittel-Ölkomplexe eine Beschleunigung.

Der Ablauf des Einsatzes des erfindungsgemässen Mittels wird nachstehend aufgezeigt. Das Mittel wird auf den Ölfilm aufgebracht, wobei bei einem relativ dicken Ölfilm das Mittel in adequaten Mengen aufgetragen wird. Wenn sich das das Wasser verschmutzende Öl auf einer grossen Fläche verbreitet hat, wird mit einem Sprühvorgang das Mittel aufgebracht. Ist nun dieses erfindungsgemässe Mittel auf dem Ölfilm aufgebracht, so verbindet sich das Mittel mit dem Öl mit einer Einwirkzeit im Sekundenbereich, der Ölfilm verschwindet durch die natürliche oder herbeigeführte Bewegung des Wassers und die Suspension zeigt sich zunächst als intensive, milchig weisse Trübung.

Gemäss den Versuchen verdünnt sich der ÖI-Suspensionsmittelkomplex durch die fortwährende Vermischung mit Wasser und es bleibt eine Trübung des Wassers in der Nähe der Oberfläche. Die die Trübung verursachenden Partikelchen schweben oder sinken zu Boden.

Es ist bekannt, dass Erdöl prinzipiell biologisch abbaubar ist. Der Grund, dass dieser biologische Abbau bei Ölunfällen so lange dauert, ist darin zu suchen, dass das Öl zuerst als Film auf der Wasseroberfläche vorliegt, der den Zutritt von Luftsauerstoff, den die Mikroben zum Abbau benötigen, verhindert. Der Luftzutritt wird erst dann möglich, wenn sich das Öl mit der Zeit zu kompakten Klumpen formiert. Aber auch diese Klumpen haben eine im Verhältnis kleine Oberfläche, so dass der natürliche Abbau durch die Mikroben nur langsam erfolgt. Ausserdem verarmt das betroffene Wasser an essentiellen Nährstoffen für die Mikroben. Das Wachstum der Mikroben und damit der Abbau des Öls verlangsamt sich dadurch weiter und etabliert sich dann auf einem niederen Niveau.

Mit dem erfindungsgemässen Mittel wird der Abbau substanziell beschleunigt, da der Ölfilm rasch aufgelöst wird und dadurch der Luftsauerstoff für die Tätigkeit der Mikroben zur Verfügung steht.

Die Hauptaufgabe des Ester niederer Alkohole ist darin zusehen, dass das Erdöl bzw. Rohöl durch den Ester verdünnt wird und durch die Tenside in so kleine Einheiten dispergiert wird, dass dieser Komplex gleich schwer oder schwerer wie Wasser wird. Die Dispergierung bewirkt eine enorme Vergrösserung der Oberfläche des Rohöl-Ester-Gemisches. Entsprechend dem Viskositätsgrad des Öles wird der Anteil an Ester gewählt. Bevorzugt wird als Ester Fettsäuremethylester verwendet. Dieser eignet sich ganz besonders zur Verdünnung des Erd- oder Rohöles.

Das erfindungsgemässe Mittel emulgiert das Erdöl oder Rohöl. Dadurch wird die Wasseroberfläche frei für den Zutritt von Sauerstoff. Diesen Sauerstoff benötigen die aeroben Mikroben für ihre Vermehrung und Abbautätigkeit der Kohlenwasserstoffe.

Da das umgebende Wasser an notwendigen Nährstoffen verarmen und sich damit die Abbaurate auf einem sehr niedrigen Niveau einpendeln würde, sind in dem Mittel gemäss der Erfindung notwendige Nährstoffe in Form von Kali aus der Kaliseife bzw. Stickstoff und Phosphor in Form von Phosphatiden enthalten, so dass der biologische Abbau der Kohlenwasserstoffe durch die erhöhte Mikrobentätigkeit unvergleichlich rascher erfolgt.

In dem erfindungsgemässen Mittel sind 10-45 Gew. % Tenside, wie beispielsweise Kaliseifen, enthalten. Statt Kaliseifen können auch gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoff-Carboxilate, Sulfonate, Phosphate, quarternäre Ammoniumverbindungen, anionische, kationische oder nichtionische Tenside sowie deren Mischungen, Kaliumcarboxilate oder Mischungen dieser Stoffe Verwendung finden. Durch die Zugabe von Tensiden werden die Oberflächen der Rohöl-Ester-Tröpfchen quasi umhüllt. Es ergibt sich ein sehr ähnlicher Effekt, wie der sogenannte Waschmitteleffekt. Durch die Umhüllung der einzelnen Tröpfchen wird aber dem Erd- bzw. Rohöl die Giftigkeit und Aggressivität genommen. Die im Öl befindlichen krebserregenden Stoffe, wie beispielsweise Antrancen oder ein- und mehrwertige Aromate, werden praktisch isoliert.

Die Mengenzugabe der Tenside hängt wieder vom Viskositätsgrad des 01/Ester-Gemisches ab.

Gemäss einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind 2-8 Gew.% Kalilauge enthalten.

Die Kalilauge verstärkt die Tensidwirkung der Seifen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind 20-45 Gew.% Polyole, wie beispielsweise Glycerin, enthalten. Als wasserlösliche Substanzen können einfach oder mehrfach bzw. höhere, mehrwertige Alkohole wie Polyäthylenglycol, Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,4-Butandiol oder 2,3-Butandiol aber auch Sorbitole oder Polysorbitole Verwendung finden. Auch der Einsatz von Zucker oder zuckerähnlichen Stoffen ist denkbar. Diese hygroskopischen Substanzen bewirken eine sehr rasche Vermischung mit Wasser.

Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung sind 1-10 Gew.% Emulgatoren enthalten. Derartige Emulgatoren, wie auch Lecitine oder Amino-Alkohole, haben die Aufgabe, da sie schwerer als Wasser und nichtlöslich sind, das spezifische Gewicht der Erd- bzw. Rohölpartikel durch Anlagerung an diese mit polaren Kräften zu erhöhen. Darüber hinaus bilden beispielsweise die Phosphatide ein Nährstoff-Reservoir für die Mikroben.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind 5-15 Gew.% niedere Alkohole, wie beispielsweise Methanol, Äthanol, n-,i-Propanol, i-, neo-, Butanol enthalten. Diese Substanzen verbessern die Aufsprühfähigkeit des Mittels.

Als Beispiel für ein erfindungsgemässes Mittel kann die nachfolgende Zusammensetzung für die Suspendierung von 10 000t Rohöl im Meer verwendet werden:
Fettsäuremethylester 500t
Tenside, insbesondere Schmierseife 2 500t
Wasserlösliche Substanzen, insbesondere Polyole 1 000t
Niedere Alkohole 500t
Emulgatoren 500t
Dieses derart zusammengesetzte Mittel wird mit gleicher Menge Wasser oder Meerwasser vermischt und zur Bekämpfung der Ölverschmutzung eingesetzt.

Durch den Einsatz des erfindungsgemässen Mittels verschwindet der Ölfilm von der Oberfläche des Meerwassers und zwar zusammengefasst aus folgenden Gründen: - durch die millionenfache Vergrösserung der Oberfläche durch Dispergierung des Öls, - durch Absinken der dispergierten Mikropartikel und damit der Ermöglichung des Sauerstoffaustausches mit der Luft an der Wasseroberfläche, - durch Gehalt von essentiellen Nährstoffen im Dispensionsmittel in der Menge, welche die Mikroben für ihre Vermehrung und Abbautätigkeit brauchen - alle Bestandteile des Mittels sind ausserdem selbst rasch und vollständig biologisch abbau- bar und fördern auch durch diesen Umstand den Abbau der Kohlenwasserstoffe.

Die oben genannten Faktoren verhindern eine Verseuchung des Wassers und der Küste und damit alle eingangs erwähnten nachteiligen Folgen des Standes der Technik für die betroffenen Regionen, soferne dieses Mittel rasch genug nach dem Ölaustritt eingesetzt wird.

Sollte aber schon eine Kontamination der Gestade oder der Strandgebiete erfolgt sein, wird durch Auftrag dieses erfindungsgemässen Mittels und anschliessendem Spülen mit Wasser das Öl als Suspension weggespült und damit die ärgsten Schäden vermieden. Insbesonders ist es auch durch die Verträglichkeit des erfindungsgemässen Mittels möglich, Lebewesen damit zu besprühen und mit Wasser anschliessend das Öl als Suspension abzuspülen, dadurch deren Leben zu retten und sie von den Qualen der Ölverklebung zu befreien.

Die Herstellung dieses erfindungsgemässen Mittels erfolgt aus pflanzlichen Rohstoffen, wobei sich die Kosten in Grenzen halten und erspart bei rechtzeitiger Anwendung Schäden, die ein Vielfaches an Kosten dieses erfindungsgemässen Mittels verursachen.

Darüber hinaus kann das erfindungsgemässe Mittel auch zur Entfernung von fettigen Verunreinigungen auf Oberflächen, wie beispielsweise auf Oberflächen von Gebäuden oder Oberflächen von Fahrzeugen oder Oberflächen von Tunneln verwendet werden. Es ist aber durchaus denkbar, auch Nikotinrückstände in Flugzeuginnenräumen oder auf der Aussenhaut des Flugzeuges zu entfernen. Dieses Mittel kann also generell als Reinigungsmittel eingesetzt werde. Die Oberflächenbeschaffenheit ist nicht von vordringlicher Bedeutung. Es können Beton- oder Holzoberflächen, genauso wie abwaschbare Anstriche, Lacke, beschichtete Oberflächen, Kunststoffoberflächen, aber auch Textilien einer Reinigung mit dem erfindungsgemässen Mittel unterzogen werden.

Das Mischungsverhältnis des zur Reinigung herangezogenen, erfindungsgemässen Mittels richtet sich nach dem Fettanteil der Verunreinigung. Je mehr Fett in der Verunreinigung enthalten ist, desto mehr Gew.% Ester wird das Mittel aufweisen.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Mittel zur Suspendierung fester oder flüssiger, fetthaltiger oder fettiger Verunreinigungen, beispielsweise zum Binden von auf Wasser bzw. Meerwasser schwimmenden und/oder im
Bereich des Gestades sowie am Federkleid oder Fell von Tieren befindlichen flüssigen
Verunreinigungen, insbesondere Erdöl, Rohöl oder russhaltiger Verunreinigungen auf Ober- flächen von Gebäuden, Tunnel, Planen, wobei dieses Mittel mindestens Ester niederer Al- kohole, wie beispielsweise Fettsäuremethylester sowie Tenside enthält, dadurch gekenn- zeichnet, dass mindestens 3 Gew. %, insbesondere 5-15 Gew.

% Ester niederer Alkohole und 10-45 Gew.% Tenside, insbesondere in Form von anionischen Fettsäuren, wie bei- spielsweise Seifen, insbesondere Kaliseifen sowie Polyole und Emulgatoren in Form von
Mono- oder Digliceriden, Phosphatiden oder eine Mischung derselben und niedere Alkoho- le enthalten sind und dieses Mittel gegebenenfalls mit Wasser oder Meerwasser verdünnt ist.

Claims

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 2-8 Gew.% Kalilauge enthalten sind.

3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass 20-45 Gew.% Polyole, wie beispielsweise Glycerin, enthalten sind.

4. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass 1-10 Gew.% Emulgatoren enthalten sind.

5. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass 5-15 Gew. % niedere Alkohole, wie beispielsweise Methanol, Äthanol, n-,i-Propanol, i-, neo-, Butanol enthalten sind.

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