DE102009013518A1

DE102009013518A1 - Zusammensetzung zur Beseitigung von Algen und zur Verbesserung der Wasserqualität

Info

Publication number: DE102009013518A1
Application number: DE200910013518
Authority: DE
Inventors: Carsten Dr. Gretenkord
Original assignee: DENNERLE GmbH
Current assignee: DENNERLE GmbH
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2010-09-23

Abstract

Zusammensetzung, enthaltend 40 Gew.-% bis 90 Gew.-% eines Alkalicarbonat-Peroxyhydrats, insbesondere Natriumcarbonat-Peroxyhydrat und 10 Gew.-% bis 60 Gew.-% mindestens einer das Alkalicarbonat-Peroxyhydrat stabilisierenden Substanz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Zeolithen und Tonmineralien. Die Zusammensetzung kann zusätzlich noch Eisensalze, Aluminiumsalze oder Lanthansalze zur Phosphatfällung sowie Chelatbildner zur Bindung von Schwermetallen enthalten. Das Alkalicarbonat-Peroxyhydrat liegt vorzugsweise als feines Granulat mit einer Korngröße von 0,1 mm bis 1,0 mm vor. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird insbesondere zur Bekämpfung von Fadenalgen, pathogenen Keimen und von Parasiten in Gewässern eingesetzt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Zusammensetzung enthaltend Alkalicarbonat-Peroxyhydrate und Zeolithe oder Tonmineralien, ein Verfahren zur Beseitigung von Algen und zur Verbesserung der Wasserqualität unter Einsatz dieser Zusammensetzung und die Verwendung dieser Zusammensetzung zur Beseitigung von Algen und zur Verbesserung der Wasserqualität. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Zeolithen und/oder Tonmineralien zum Stabilisieren von Alkalicarbonat-Peroxyhydraten.
Algen sind eine artenreiche und vielgestaltige Pflanzengruppe, die sowohl als Einzeller als auch als Mehrzeller existieren, vielfach deutlich gefärbt sind und im Regelfall im Wasser vorkommen. Bekannte Algengruppen sind u. a. Grünalgen, Goldalgen, Kieselalgen, Braunalgen und Rotalgen. Im Aquarium und in Gartenteichen oder in Nutzteichen siedeln sich häufig auch Fadenalgen an, die systematisch den Grünalgen (Chlorophyta) zuzuordnen sind. Diese Fadenalgen vermehren sich unter den in Aquarien und solchen Teichen häufig günstigen Bedingungen sehr rasch und werden somit zur Plage. Ein Großteil der bekannten Grünalgenarten sind im Süßwasser beheimatet und stellen für viele Gartenteichbesitzer insbesondere im Frühjahr und im Sommer häufig ein ernstes Problem dar, wenn derartige Fadenalgen einen regelrechten Algenteppich ausbilden.
Die Fadenalgen siedeln sich meist direkt an Flächen und Wänden sowie am losen Sediment und am Gestein des Aquariums oder des Gartenteichs an. Fadenalgen wachsen auch gerne zwischen Sumpf- und Wasserpflanzen im Uferbereich. Sie sind aber auch auf technischen Einrichtungen wie Filtern, Pumpen, Leitungen oder Belüftungsvorrichtungen zu finden und verursachen dabei oft eine Beeinträchtigung der technischen Wirksamkeit dieser Geräte durch Verstopfen der Ansaugöffnungen.
Mögliche Ursachen für ein starkes Algenwachstum sind vor allem ein Überangebot an Nährstoffen und an Licht, wie dies in Aquarien und in Gartenteichen häufig anzutreffen ist. Zur Bekämpfung der Fadenalgen ist aus dem Stand der Technik bekannt, schnell wachsende Pflanzen in Aquarien und in Gartenteichen einzusetzen, die mit den Fadenalgen in Konkurrenz um die begrenzten Nährstoffe treten und diesen somit einen Teil der Nährstoffquelle entziehen. Allerdings kann es einige Wochen dauern, bis eine solche Maßnahme zu einer deutlichen Reduktion des Algenwachstums oder gar zum Absterben der Fadenalgen im Aquarium oder Gartenteich führt. Als weitere Maßnahme zur Beseitigung der Fadenalgen wird empfohlen, das Wasser öfters auszutauschen, was aber in der Regel recht aufwändig ist. Voraussetzung dafür ist ein nährstoffarmes Leitungswasser, welches jedoch oft nicht zur Verfügung steht. Ein Teilwasserwechsel mit nährstoffhaltigem Leitungswasser, welches u. a. Phosphate und Nitrate enthält, fördert aber wiederum das Algenwachstum. Eine Verringerung des Lichts ist nur für Aquarien geeignet aber für den Gartenteich oder für andere im Freien vorkommende Gewässer beispielsweise für die Fischzucht praktisch nur begrenzt durchführbar.
Wirksame Algenvernichtungsmittel sind weiterhin chemische Mittel wie u. a. Peroxyhydrate insbesondere auf der Basis von Natriumcarbonat-Peroxyhydrat, welches auch als Natriumcarbonat-Peroxohydrat oder als Dinatriumcarbonat-Verbindung mit Hydrogenperoxid (2:3) oder als Natriumpercarbonat (EG-Nummer: 239-707-6) bezeichnet wird. Natriumcarbonat-Peroxyhydrat gilt bei entsprechender Dosierung als biologisch und ökologisch unbedenklich. Weitere ebenfalls wirksame Algenvernichtungsmittel sind u. a. Herbizide wie Terbutryn und Monolinuron, sowie Salze von Schwermetallen wie Zink, Zinn und Kupfer. Diese Mittel haben aber mit Ausnahme des Natriumcarbonat-Peroxyhydrats den Nachteil, dass sie nicht selektiv wirken und nicht nur Algen wirksam bekämpfen, sondern auch die Wasserqualität verschlechtern und die Gesundheit sowie das Wachstum von Teichpflanzen sowie von Fischen negativ beeinflussen können.
Natriumcarbonat-Peroxyhydrat ist chemisch gesehen ein Addukt aus Natriumcarbonat und Wasserstoffperoxid. Nachteilig am Natriumcarbonat-Peroxyhydrat ist dessen geringe Stabilität und brandfördernde Wirkung in Kombination mit brennbaren, meist organischen Substanzen, insbesondere bei Einfluss von Wärme. Dafür ist die Freisetzung von Sauerstoff aus dem enthaltenden Wasserstoffperoxid verantwortlich. Insbesondere bei längerer oder unsachgemäßer Lagerung oder bei erhöhten Temperaturen kann diese Substanz sich teils rasch zersetzen, sodass sie ihre eigentliche Wirkung nicht mehr entfalten kann.
Wegen ihrer relativ geringen Stabilität und der brandfördernden Wirkung unterliegt Natriumcarbonat-Peroxyhydrat daher Beschränkungen hinsichtlich des Transports sowie seiner Lagerung.
Insgesamt sind Alkalicarbonat-Peroxyhydrate aber ökologisch gut verträgliche Substanzen, die für die Bekämpfung von pathogenen Keimen und von Algen u. a. in der Aquakultur, im Aquariumswasser und in Gartenteichen oder in Nutzteichen sowie zur Wasseraufbereitung gut geeignet sind. Nachteilig an solchen Substanzen ist aber ihre eingeschränkte Transport- und Lagerfähigkeit auf Grund ihres Gefahrenpotentials.
Aus der EP-A 0968 136 ist die Verwendung von Alkalicarbonat-Peroxyhydraten in der Fischzucht bekannt. In dieser Patentschrift wird die Verwendung dieser Substanzen zur Sauerstoff liefernden, neutralisierenden und entkeimenden Aufbereitung von Wasser in Süß- und Salzwasseranlagen und natürlichen Gewässern offenbart. Dabei kommt den Alkalicarbonat-Peroxyhydraten eine besondere entkeimende Wirkung zu.
Gegenstand der WO 2007/041992 ist ebenfalls eine Zusammensetzung auf Basis von Alkalicarbonat-Peroxyhydraten, welche zur Bekämpfung von Fadenalgen und zur Aufbereitung von Gewässern verwendet wird. Um die Alkalicarbonat-Peroxyhydrate zu stabilisieren, wird vorgeschlagen, dass die Zusammensetzung zusätzlich noch Alkalihydrogencarbonat aufweist. Nachteilig an dieser Zusammensetzung ist aber der relativ hohe Anteil an Natriumionen im Wasser, hervorgerufen durch die zusätzliche Anwesenheit des Natriumhydrogencarbonats. Bei hohen Konzentrationen an Natriumionen kann es zu einer Veränderung des Ionen-Standardverhältnisses im Wasser kommen, was ökologisch nicht ganz unbedenklich ist.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zu Grunde, den geschilderten Nachteilen abzuhelfen und eine neuartige Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die das Wachstum der Fadenalgen und anderer pathogener Keime wirksam bekämpft, die Wasserqualität positiv beeinflusst, das Ionen-Standardverhältnis weniger stark verändert und die darüber hinaus sicher transportiert und gelagert werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft demgemäß eine neuartige Zusammensetzung, enthaltend Alkalicarbonat-Peroxyhydrate und Zeolithe oder Tonmineralien, wobei die Alkalicarbonat-Peroxyhydrate in einer Menge von 40 bis 90 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung vorliegen. Der Anteil an Zeolithen oder Tonmineralien bezogen auf die gesamte erfindungsgemäße Zusammensetzung beträgt demnach 10 bis 60 Gew.-%.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist vorzugsweise einen Anteil an Alkalicarbonat-Peroxyhydraten (auch Alkalipercarbonat) auf, der 40 bis 90 Gew.-%, insbesondere 70 bis 90 Gew.-%, speziell 75 bis 90 Gew.-% und besonders bevorzugt 75 bis 85 Gew.-% beträgt. Der entsprechende Anteil an Zeolithen und/oder an Tonmineralien ist dann die Differenz zwischen den Gewichtsprozenten des Alkalicarbonat-Peroxyhydrats und 100%.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann sowohl verschiedene Zeolithe als auch verschiedene Tonmineralien sowohl als alleinige Substanzen als auch als Mischungen von unterschiedlichen Zeolithen und/oder Tonmineralien enthalten. Derartige Substanzen sorgen für eine Stabilisierung des Alkalicarbonat-Peroxyhydrats, so dass dieses gut transportiert und gelagert werden kann und unter üblichen Einsatzbedingungen hinsichtlich Temperatur und Lichteinwirkung keine brandfördernde Wirkung mehr aufweist.
Als Alkalicarbonat-Peroxyhydrate können die entsprechenden Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium- oder die Franciumverbindungen eingesetzt werden, wobei das Natriumcarbonat-Peroxyhydrat besonders bevorzugt ist. Beim Einsatz der Zusammensetzung als Zusatz für Gewässer wie Aquarien und Gartenteiche oder Fischteiche können aber auch geringe Mengen der entsprechenden Kaliumverbindungen enthalten sein. Die Alkalicarbonat-Peroxyhydrate können als feines Granulat mit einer Korngröße von 0,1 mm bis 2,0 mm, speziell 0,1 mm bis 1 mm insbesondere von 0,2 mm bis 1,0 mm und besonders bevorzugt mit einer Korngröße von etwa 0,65 mm in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegen. Als Alkalicarbonat-Peroxyhydrate sollen dabei sowohl die eigentlichen Peroxyhydrate als auch Mischungen aus Alkalicarbonaten und Wasserstoffperoxiden verstanden werden. Die entsprechenden Alkalicarbonat-Peroxyhydrate sind im Fachhandel erhältlich.
Geeignete Zusammensetzungen weisen Zeolithe als für die Peroxyhydrate stabilisierende Verbindungen auf. Unter der Bezeichnung Zeolithe sollen dabei in der Natur vorkommende Verbindungen auf der Basis von kristallinen Silicaten der allgemeinen Formel M₂/zO·Al₂O₃·xSiO₂·yH₂O (1)verstanden werden, wobei M gewöhnlich für ein Alkali- oder für ein Erdalkali-Kation, für Wasserstoff oder für Ammonium steht, z der Wertigkeit des Kations entspricht, x 1,8 bis ca. 12 bedeutet und y für 0 bis ca. 8 steht.
Für Zeolithe ist charakteristisch, dass sie ihr gebundenes Wasser beim Erhitzen stetig und ohne Änderung ihrer Kristallstruktur abgeben, andere Verbindungen anstelle des entfernten Wassers aufnehmen und zusätzlich auch als Ionenaustauscher oder als Katalysatoren wirken können. Es sind mehr als 150 verschiedene Zeolithe bekannt, die sich jeweils durch den Einbau von Fremdatomen in ihrer Struktur modifizieren lassen. Dabei bilden insbesondere die Strukturelemente Al₂O₃ sowie SiO₂ Ringe oder Prismen und andere sekundäre Baueinheiten, die sich zu oft komplexen räumlichen Anordnungen zusammenfügen und die über Sauerstoffbrücken verknüpft sind. Dadurch entstehen Hohlräume, die über Fenster bzw. über Kanäle miteinander verbunden sind und in die andere Atome eingelagert werden können. Ein derartiges Kristallgitter vermag als eine Art Sieb zu wirken, welches Atome oder Moleküle mit kleinerem Querschnitt als die Porenöffnungen in die Hohlräume des Gitters aufnimmt, während größere Atome oder Moleküle nicht eindringen können. Auf diese Weise wirken Zeolithe u. a. als Ionenaustauscher oder als Molekularsiebe.
Die natürlich vorkommenden Zeolithe sind meist farblos und haben eine niedrige Dichte und eine Härte von etwa 3 bis 5 (Härteskala nach Mohs). Nach ihrem Kristallgitter werden natürliche Zeolithe üblicherweise eingeteilt in Faserzeolithe (Natrolith, Laumonit, Mordenit, Thomsonit), in Blätterzeolithe (Klinoptilolith, Heulandit, Stilbit, Phillipsit, Harmotom), in Würfelzeolithe (Faujasit, Gmelinit, Chabasit, Offretit) und in Feldspatoide (Lapislazuli, Sodalith, Nosean, Hauyn, sowie Ultramarin).
In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung können auch Tonmineralien entweder zusammen mit den Zeolithen oder aber als alleinige Substanzen vorliegen. Tonmineralien sind Silicate, welche die Hauptbestandteile der Tone und Tonsteine bilden und auch in Tonschiefern, in manchen Sanden und in Sandsteinen vorkommen. Charakteristisch für Tonmineralien sind ihre meist geringe Teilchengröße und ihre Fähigkeit Kationen austauschen. Die Tonmineralien sind sekundäre Bildungen, die durch Verwitterung aus primären Aluminiumsilicaten oder aus anderen Silicaten in der Natur entstanden sind.
Wichtige Tonmineralien sind u. a. Kaolinit, Bentonit mit seinem Hauptbestandteil Montmorillonit, Halloysit, Hectorit, Palygorskit, Smektit und Sepiolith. Die technisch bedeutsamen Bentonite lassen sich in Calcium-Bentonite, in inaktivierte Bentonite und in Natrium-Bentonite einteilen. Ihr Hauptbestandteil Montmorillonit ist ein Aluminiumsilicat. Smektite gehören zu den Phyllosilicaten und sind stets sehr feinkörnig. In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung werden insbesondere Calcium-Bentonite entweder allein oder aber zusammen mit Zeolithen verwendet.
Zeolithe und/oder Tonmineralien sorgen in der erfindungsgemäßen Mischung nicht nur für eine Stabilisierung des Alkalicarbonat-Peroxyhydrats sondern auch durch ihre Fähigkeit zum Austausch von Ionen für eine reinigende und klärende Wirkung des Wassers im Aquarium, in Gartenteichen sowie in Teichen für die Fischzucht oder aber in natürlichen Gewässern.
Es empfiehlt sich in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung die Zeolithe und/oder die Tonmineralien als Pulver mit einer Korngröße von etwa 1 μm bis etwa 100 μm, insbesondere von etwa 10 μm bis etwa 50 μm und besonders bevorzugt von ca. 20 μm einzusetzen. Derartige Zeolithe und Tonmineralien sind im Fachhandel erhältlich.
Sofern die erfindungsgemäße Zusammensetzung auch als Mittel zur Wasseraufbereitung verwendet werden soll, können noch weitere Komponenten hinzugefügt werden, um so die Qualität des Wassers weiter zu verbessern. Beispiele für Substanzen, die ergänzend enthaltend sein können, sind u. a. Erdalkaliverbindungen wie Calcium oder Magnesiumsalze, Chelatbildner zur Bindung von Schwermetallen (in einer Menge von bis zu 5 Gew.-%, zusätzlich zu 100 Gew.-% der erfindungsgemäßen Mischung), Alginate oder mikrobiologische Kulturen.
Bei der Beseitigung von Fadenalgen bzw. bei dem mikrobiologischen Abbau der Zellsubstanz werden Nitrate und Phosphate freigesetzt, die als Nährstoffe für das Anwachsen neuer Fadenalgen dienen können. Um die Menge der sich bildenden Nährstoffe möglichst gering zu halten, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, der erfindungsgemäßen Zusammensetzung neben den Alkalicarbonat-Peroxyhydraten und den Zeolithen und/oder den Tonmineralien noch Erdalkaliverbindungen, insbesondere Erdalkaliperoxide, vorzugsweise Calciumperoxid, zuzusetzen. Weiterhin können noch Stoffe zur Phosphatentfernung auf Basis von Eisensalzen, Aluminiumsalzen oder Lanthansalzen hinzugefügt werden. Diese Zusatzstoffe können in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einer Menge von bis zu 50 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 10 Gew.-%, insbesondere bis zu 5 Gew.-% enthalten sein, wobei diese Prozentangabe so zu verstehen ist, dass die Mischung aus dem Alkalicarbonat-Peroxyhydrat und den Zeolithen und/oder den Tonmineralien 100 Gew.-% ergeben und die genannten Zusatzstoffe zu dieser Gesamtmenge von 100 Gew.-% zusätzlich hinzugefügt werden.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung noch Mikroorganismen wie Bakterien aufweisen, ausgewählt aus autotrophen und heterotrophen Mikroorganismen, insbesondere aus chemolithoautotrophen Nitrifikanten, wie den Ammoniakoxidanten und den Nitritoxidanten, den heterotrophen Nitrifikanten, wie Pilze der Gattung Aspergillus, Penicillium und Cephalosporium, Algen, Arthrobacter sp., Alcaligenes sp., Nocordia sp., Bacilus azotoformans, Sporosarcina psychrophila, Pseudomonas und weitere beliebige Gemische der voranstehenden, heterotrophen Denitrifikanten wie Paracocus sp. und Pseudomonas sp. und beliebigen Gemischen der voranstehenden. Diese Mikroorganismen dienen dazu, die abgetöteten Algen beschleunigt abzubauen. Die vorstehend genannten Mikroorganismen können in einer Menge von 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-% und insbesondere von 1 Gew.-% bis 3 Gew.-%. zusätzlich zur erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegen.
Die erfindungsgemäße Mischung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass Fadenalgen durch Oxidation ihrer Zellen innerhalb von ca. 24 bis 48 Stunden nach der Anwendung abgetötet werden oder zumindest in ihrem Wachstum wirksam gehemmt werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Beseitigung von Fadenalgen, pathogenen Keimen und Parasiten und zum Aufbereiten von Gewässern wie beispielsweise in Aquarien und in Gartenteichen oder Fischteichen, bei dem die erfindungsgemäße Zusammensetzung in einer Menge von 10 g bis 100 g, insbesondere von 25 g bis 75 g und besonderes bevorzugt von 30 g bis 50 g pro 1000 Liter des Gewässers diesem hinzugefügt wird.
Darüber hinaus erstreckt sich die vorliegende Erfindung auch auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Bekämpfung von Fadenalgen und von pathogenen Keimen und Parasiten in Aquarien, in Gartenteichen, in natürlichen und künstlich angelegten Teichen, Seen und Flüssen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung zur Aufbereitung von Wasser und Sedimenten.
Durch den Zusatz von Zeolithen und Tonmineralien zum Alkalicarbonat-Peroxyhydrat kann dieses deutlich stabilisiert werden, so dass Mischungen, die diese Substanz enthalten, leichter transportiert und gelagert werden können. Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung von Zeolithen und/oder Tonmineralien zur Stabilisierung von Alkalipercarbonat-Peroxyhydrat. Vorzugsweise liegen dabei die Zeolithe und/oder die Tonmineralien in einer Menge von 10 bis 60 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-%, speziell 10 bis 25 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Menge von 15 bis 25 Gew.-% vor, bezogen auf die Gesamtmenge der erfindungsgemäßen Zusammensetzung.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist überdies noch den Vorteil auf, dass der Gehalt an Natrium verglichen mit solchen Zusammensetzungen auf Basis von Alkalicarbonat-Peroxyhydrat und Natriumhydrogencarbonat deutlich verringert ist. Dies hat zur Folge, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung das Ionen-Standardverhältnis im Wasser weniger verändert als solche Zusammensetzungen, die Natriumhydrogencarbonat als Stabilisierungsmittel enthalten. Im Hinblick auf möglichst naturnahe Verhältnisse in Aquarien, in Gartenteichen oder in Fischteichen oder aber auch in natürlichen Gewässern ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung besonders gut geeignet, als biologisch und ökologisch unbedenklicher Zusatz verwendet zu werden. In diesem Zusammenhang ist es auch wesentlich, dass sowohl Zeolithe als auch Tonmineralien Naturstoffe darstellen und nicht durch eine chemische Synthese dargestellt werden.
Weiterhin zeichnet sich die erfindungsgemäße Zusammensetzung durch eine besonders gute Wasser klärende und reinigende Wirkung aus. Diese beruht auf der Fähigkeit von Zeolithen und Tonmineralien, Kationen wirksam auszutauschen. Damit können in Teichen, in Seen, in Flüssen und in Aquarien unerwünschte und teils auch gefährliche Stoffe wie zum Beispiel Ammonium oder Ammoniak, Schwermetalle oder organische Schadstoffe adsorbiert und damit unschädlich gemacht werden. Dadurch wird u. a. die Wasserqualität deutlich erhöht und die Gesundheit von Fischen und anderen Bewohnern von Aquarien und Teichen verbessert. Zudem haben Zeolithe und Tonmineralien auch eine Wasser klärende Wirkung, weil sie Schwebstoffe im Wasser anlagern können und diese anschließend bei der Sedimentation nach unten transportieren. Das darüber stehende Wasser wird dadurch optisch klarer und die Schwebstoffe liegen am Grund des jeweiligen Gewässers in gebundener Form vor.
Die vorliegende Erfindung soll nachstehend an Hand von drei Beispielen 1 bis 3 näher erläutert werden, wobei diese Beispiele nicht einschränkend hinsichtlich des Schutzumfangs der Erfindung zu werten sind.
Beispiele
Beispiel 1:
Vergleich des Gehalts an Natriumionen in Wasser hervorgerufen durch Stabilisierungsmittel aus dem Stand der Technik (Natriumhydrogencarbonat) und aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung (Zeolithe oder Tonmineralien) zur Erläuterung des Einflusses des Stabilisierungsmittels auf das Ionen-Standardverhältnis im Wasser.
Beispiel 2:

Test der brandfördernden Wirkung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung nach der EU Methode A17

Beispiel 3:

Test der brandfördernden Wirkung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung nach der Methode UN-Test 34.4.1 Oxidizing Properties

Beispiel 1: Vergleich des Gehalts an Natriumionen in Wasser aus Natriumhydrogencarbonat und aus Zeolithen sowie aus Tonmineralien:
Aus seiner Molekularstruktur lässt sich der Gehalt an Natrium in Natriumhydrogencarbonat, dem Stabilisierungsmittel für Peroxyhydrate der WO 2007/041992 ermitteln. Dieser beträgt 27,4 Gew.-%.

Natriumhydrogencarbonat: NaHCO₃
Molmasse: 84 – Gehalt an Natrium: 27,4 Gew.-%

Natriumhydrogencarbonat löst sich sehr gut in Wasser (Löslichkeit 96 g/Liter), so dass in einer wässrigen Lösung von beispielsweise 10 g Natriumhydrogencarbonat pro 1000 Liter praktisch die gesamte Menge an Natrium als Natriumionen gelöst vorliegt.
Setzt man gemäß der Lehre der WO 2007/041992 eine Mischung aus 80 Gew.-% Natriumcarbonat-Peroxyhydrat und 20 Gew.-% Natriumhydrogencarbonat zur Algenbekämpfung in einem Gewässer ein, so ergibt sich bei einer Dosierung von 50 g der Mischung auf 1000 l Wasser ein Gehalt von 10 g Natriumhydrogencarbonat auf 1000 l Wasser. Diese 10 g Natriumhydrogencarbonat setzen in 1000 l Wasser pro Liter 2,74 mg Natriumionen frei.
Süßwasser enthält in der Regel 5 mg bis 30 mg Natriumionen pro Liter Wasser. Daraus ergibt sich, dass bei Einsatz einer Mischung mit 20 Gew.-% Natriumhydrogencarbonat und einer Dosierung von 50 g auf 1.000 Liter Wasser für Süßwasser dessen Ionen-Standardverhältns beeinflusst wird, da 2,74 mg pro Liter Natriumionen hinzukommen.
Aus Leitfähigkeitsmessungen bei erfindungsgemäßen Zusammensetzungen (mit einem Anteil von 20 Gew.-% Zeolithen) in Süßwasser ergibt sich, dass Zeolithe weniger als 0,1 mg Natriumionen pro Liter Wasser freisetzen. Das Natrium ist in Zeolithen in gebundener Form vorhanden und nicht in Form eines Ions, so dass sich, wenn überhaupt, nur ein geringer Bruchteil davon tatsächlich in Wasser löst. Daraus folgt, dass die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen das Ionen-Standardverhältnis in Wasser praktisch weit weniger beeinflussen als eine Mischung, die Natriumhydrogencarbonat anstelle von Zeolithen enthält.
Auch Tonmineralien setzen, wenn überhaupt, nur sehr geringe Mengen an Natriumionen in wässrigen Lösungen frei und beeinflussen damit das Ionen-Standardverhältnis in Wasser kaum. Das in der erfindungsgemäßen Mischung ebenfalls bevorzugt verwendete Calcium-Bentonit setzt keine Natriumionen frei.
Beispiel 2: Test der brandfördernden Wirkung einer Zusammensetzung aus Natriumcarbonat-Peroxyhydrat und Calcium-Bentonit bzw. Zeolith:
Es wurden Vortests auf brandfördernde Wirkung mit einer Mischung aus Natriumcarbonat-Peroxyhydrat und Calcium-Bentonit bzw. Zeolith gemäß der Vorschrift EU-Methode A.17 durchgeführt. Dabei wurde ein Kegel, der aus der zu testenden Mischung und Cellulose besteht, entzündet. Die Cellulose, das Calcium-Bentonit und das Zeolith wurden vorher im Trockenschrank bei 105°C getrocknet und fein verrieben. Die Abbrandzeit wurde gemessen, alle Versuche wurden als Doppelbestimmungen durchgeführt.
Verwendete Substanzen:

Natriumcarbonat-Peroxyhydrat: Na₂CO₃·1,5H₂O₂
Zeolith: (Ca, K₂, Na₂, Mg)₄ Al₈Si₄₀O₉₆·24H₂O
Calcium-Bentonit
Referenz: Bariumnitrat

Substanz:	Zusatz:	Abbrandzeit (Sekunden) (Mittelwert)	Brandfördernd:
Referenz	-	48 sek	ja
Na₂CO₃·1,5H₂O₂	25 Gew.-% Bentonit	75 sek	nein
Na₂CO3·1,5H₂O₂	20 Gew.-% Bentonit	58 sek	nein
Na₂CO₃·1,5H₂O₂	25 Gew.-% Zeolith	89 sek	nein
Na₂CO₃·1,5H₂O₂	20 Gew.-% Zeolith	74 sek	nein
Na₂CO₃·1,5H₂O₂	15 Gew.-% Zeolith	65 sek	nein
Na₂CO₃·1,5H₂O₂	10 Gew.-% Zeolith	53 sek	nein

Verglichen mit der Referenz Bariumnitrat zeigen die erfindungsgemäßen Zusammen-Setzungen keine brandfördernden Wirkungen.
Beispiel 3: Test der brandfördernden Wirkung einer Zusammensetzung aus Natriumcarbonat-Peroxyhydrat und einem Zeolith:
Nach der Methode UN Handbuch 34.4.1 „Test 0.1: Test for oxydizing solids” wurde eine Mischung aus 80 Gew.-% Natriumcarbonat-Peroxyhydrat und 20 Gew.-% eines Zeoliths auf seine brandfördernde Wirkung getestet. Dazu wurde die erfindungsgemäße Zusammensetzung und die Referenzsubstanz (Bariumnitrat) mit Cellulose vermischt. Anschließend wurde die erhaltene Mischung mit Hilfe eines Trichters zu einer jeweils gleichartigen Form auf eine Keramikplatte gegeben und dann wurde mit Hilfe einer Stromquelle die Mischung angezündet. Die dadurch initiierten Brände wurden visuell und zeitlich untersucht.
Verwendete Substanzen:

Natriumcarbonat-Peroxyhydrat: Na₂CO₃·1,5H₂O₂
Zeolith: (Ca, K₂, Na₂, Mg)₄ Al₈Si₄₀O₉₆·24H₂O
Referenz: Bariumnitrat
Mischung REF: Referenz 3:7: Mischung aus 9 g Bariumnitrat und 21 g Cellulose
Mischung A: Mischung aus 24 g einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung aus 80 Gew.-% Natriumcarbonat-Peroxyhydrat und 20 Gew.-% eines Zeoliths und 6 g Cellulose
Mischung B: Mischung aus 15 g einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung aus 80 Gew.-% Natriumcarbonat-Peroxyhydrat und 20 Gew.-% eines Zeoliths und 15 g Cellulose.

Ergebnisse:

Testsubstanzen:	Brennzeit (Sekunden-Mittelwert):	Beobachtung einer Flamme:
Mischung REF	126	ja, bereits nach 5 Sekunden
Mischung A	> 180	nein, während des Tests
Mischung B	> 180	nein, während des Tests

Aus den Versuchen ergibt sich, dass die Referenzmischung (Mischung REF) bereits nach wenigen Sekunden Feuer fing und mit blaugelber Flamme abbrannte. Während des Brennvorgangs der erfindungsgemäßen Mischungen A und B beobachtete man lediglich Rauchentwicklung und Blasenbildung. In Folge der deutlich längeren Abbrandzeit als die Referenz sowie des Fehlens einer Flammenerscheinung sind die erfindungsgemäßen Mischungen nicht brandfördernd.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0968136 A [0009]
- WO 2007/041992 [0010, 0034, 0036]

Claims

Zusammensetzung enthaltend 40 Gew.-% bis 90 Gew.-% eines Alkalicarbonat-Peroxyhydrats und 10 Gew.-% bis 60 Gew.-% mindestens einer das Alkalicarbonat-Peroxyhydrat stabilisierenden Substanz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zeolithen und Tonmineralien.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei als Alkalicarbonat-Peroxyhydrat das Natriumcarbonat-Peroxyhydrat verwendet wird.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Alkalicarbonat-Peroxyhydrat in einer Menge von 75 Gew.-% bis 90 Gew.-% und die das Alkalicarbonat-Peroxyhydrat stabilisierenden Substanzen in einer Menge von 10 Gew.-% bis 25 Gew.-% vorkommen.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Alkalicarbonat-Peroxyhydrat stabilisierende Substanzen nur Zeolithe eingesetzt werden.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Alkalicarbonat-Peroxyhydrat stabilisierende Substanzen nur Tonmineralien eingesetzt werden.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Alkalicarbonat-Peroxyhydrat stabilisierende Substanzen eine Mischung aus Zeolithen und Tonmineralien eingesetzt wird.
Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung zusätzlich noch bis zu 50 Gew.-% Eisensalze, Aluminiumsalze oder Lanthansalze zur Phosphatfällung enthalten kann.
Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung zusätzlich noch bis zu 5 Gew.-% Mikroorganismen zum Abbau von Algen enthalten kann.
Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung zusätzlich noch bis zu 5 Gew.-% Chelatbildner zur Bindung von Schwermetallen enthalten kann.
Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Tonminerale Calcium-Bentonite verwendet werden.
Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Alkalicarbonat-Peroxyhydrat als feines Granulat mit einer Korngröße von 0,1 mm bis 1,0 mm vorliegt.
Verfahren zur Beseitigung von Fadenalgen, pathogenen Keimen und Parasiten in Gewässern, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 in einer Menge von 10 g bis 100 g pro 1000 Liter des Gewässers diesem hinzugefügt wird.
Verfahren zur Beseitigung von Fadenagen, pathogenen Keimen und Parasiten in Gewässern, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 in einer Menge von 25 g bis 75 g pro 1000 Liter des Gewässers diesem hinzugefügt wird.
Verwendung einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Bekämpfung von Fadenalgen, pathogenen Keimen und Parasiten in Gewässern.
Verwendung einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Aufbereitung von Wasser und von Sedimenten.
Verwendung von Zeolithen und/oder Tonmineralien zur Stabilisierung von Alkalicarbonat-Peroxyhydraten, so dass die Alkalicarbonat-Peroxyhydrate keine brandfördernde Wirkung mehr aufweisen.