DE102012018180A1

DE102012018180A1 - Zusammensetzung zur Vernichtung von Grünalgen in Gewässern

Info

Publication number: DE102012018180A1
Application number: DE102012018180.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-16
Filing date: 2012-09-16
Publication date: 2014-03-20
Also published as: WO2014040673A1; DE202012013038U1

Abstract

Beschrieben ist die Verwendung einer einen oder mehrere wasserlösliche Farbstoffe enthaltenden Zusammensetzung zur Bekämpfung von Grünalgen, vorzugsweise Fadenalgen, in Gewässern. Bei den Farbstoffen kann es sich um Lebensmittelfarbstoffe handeln, beispielsweise Patentblau V und Gelborange S.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer wasserlösliche Farbstoffe enthaltenden Zusammensetzung zur Bekämpfung von Grünalgen, vorzugsweise Fadenalgen, in Gewässern.
Algen, beispielsweise Fadenalgen, werden sowohl im Aquarium als auch im Gartenteich oftmals zur Plage. Systematisch betrachtet gehören die Fadenalgen zu den niederen Pflanzen und werden dem Stamm der Grünalgen (Chlorophyta) zugeordnet. Ein Grossteil der bekannten Grünalgenarten ist im Süsswasser beheimatet. Arten der Gattungen Ulothrix, Spirogyra und Cladophora stellen für viele Gartenteichbesitzer im Frühjahr und Sommer regelmäßig ein großes Ärgernis dar, wenn diese Algenarten aufgrund von Massenvermehrungen dann einen regelrechten Algenteppich ausbilden, der nur noch schwer aus dem Wasser zu entfernen ist.
Die Fadenalgen siedeln sich in der Regel auch direkt an Flächen und Wandungen, vorzugsweise am Boden, sowie auf technischen Einrichtungen wie Filtern, Pumpen, Leitungen, Belüftungseinrichtungen etc. an, so dass es auch zu Beeinträchtigungen daran kommen kann.
Die Ursachen für das Algenwachstum sind häufig ein Überangebot von Nährstoffen und Licht. Als Maßnahmen zur Bekämpfung ist aus dem Stand der Technik bekannt, schnellwachsende Pflanzen in das Aquarium bzw. den Gartenteich zu setzen, um den Fadenalgen die Nährstoffquelle zu entziehen. Auch kann durch Verwendung von Phosphat-bindenden Stoffen, z. B. Zeolithe, das Algenwachstum reduziert werden. Bis eine solche Maßnahme Wirkung zeigt, kann es einige Wochen dauern, ein vollkommen algenfreies Aquarium bzw. ein Gartenteich wird in der Regel nicht erhalten. Es hat sich aber gezeigt, dass auch die Gegenwart von kaum mehr nachweisbaren Phosphatmengen zum Wachstum von Grünalgen ausreicht. Außerdem kann nach starken Regenfällen beispielsweise durch Einspülung von Rasendünger aus dem den Teich umgebenden Rasen der Phosphatgehalt sprunghaft ansteigen. Als weitere schnelle Maßnahme zur Reduzierung wird ein Wasserwechsel empfohlen. Auch diese Maßnahme ist vielfach nicht praktikabel. Gleiches gilt für die Reduzierung der Beleuchtung, was zwar für ein Aquarium möglich wäre, nicht aber für den Gartenteich.
Weitere schnell wirkende und wirksame Mittel sind Algizide, die Wirkstoffe wie Terbutryn, Monilinuron, Zink- und Kupfersalze enthalten. Keines der bekannten Präparate hat jedoch eine selektive Wirkung auf Fadenalgen. Durch den Einsatz von derartigen Algenbekämpfungsmitteln wird somit (a) die Wasserqualität verschlechtert, (b) das Wachstum von Wasserpflanzen verringert bzw. vollkommen unterbunden und (c) auch eine toxische Wirkung auf evtl. eingesetzte Fische und biologische Filteranlagen ausgeübt.
Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, eine Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die das Grünalgenwachstum in Gewässern unterdrückt, vorzugsweise vollständig hemmt, und dabei keine toxische Wirkung auf in dem Gewässer befindliche Tiere, beispielsweise Fische, hat.
Die Lösung dieses technischen Problems erfolgt durch die in den Ansprüchen beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Das Chlorophyll oder Blattgrün bezeichnet eine Klasse natürlicher Farbstoffe, die von Organismen gebildet werden, die Photosynthese betreiben. Insbesondere Landpflanzen und Grünalgen erlangen ihre grüne Farbe durch Chlorophyllmoleküle, d. h. Chlorophyll b mit zwei Absorptionsmaxima bei 453 bzw. 642 nm. Es wurde nun gefunden, dass die Photosynthese und somit das Wachstum der Grünalgen dadurch wirkungsvoll gehemmt werden kann, dass man dem Wasser einen Farbstoff bzw. ein Farbstoffgemisch zusetzt, die vor allem den Bereich des sichtbaren Lichts absorbieren, der den beiden Absorptionsmaxima von Chlorophyll b entspricht. Während sich bei den zu der vorliegenden Erfindungen führenden Experimenten zeigte, dass die Anwendung eines Farbstoffs, der lediglich eine Wirkung hinsichtlich eines Absorptionsmaximums von Chorophyll b hat, eine leichte Hemmung des Algenwachstums bewirkte, so zeigte die Anwendung eines Farbstoffs bzw. Gemisches, das zwei Absorptionsmaxima im Bereich der Absorptionsmaxima von Chlorophyll b aufweist einen synergistischen Effekt: Bei im Vergleich zu den Einzelfarbstoffen gleicher Konzentration konnte das Algenwachstum vollständig gehemmt werden.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer einen wasserlöslichen Farbstoff oder ein Farbstoffgemisch enthaltenden Zusammensetzung zur Hemmung des Wachstums von Grünalgen in Gewässern, wobei dieser Farbstoff bzw. das Farbstoffgemisch Absorptionsmaxima aufweisen, die im Bereich der beiden Absorptionsmaxima von Chlorophyll b liegen.
Der hier verwendete begriff Definition „wobei dieser Farbstoff bzw. das Farbstoffgemisch Absorptionsmaxima aufweisen, die im Bereich der beiden Absorptionsmaxima von Chlorophyll b liegen” bedeutet, dass sich die Absorptionsmaxima von Chlorophyll b und dem/den Farbstoff(en) so überschneiden, dass eine wirksame Hemmung der Photosynthese der Grünalgen erzielt wird.
Bei den Gewässern kann es sich um Aquakultur, künstlich angelegte Teiche, wie Gartenteiche und natürliche Teiche, Seen und Aquarien handeln.
Bei den Farbstoffen handelt es sich vorzugsweise um Farbstoffe, die für Tiere, z. B. Fische, Muscheln und sonstige Meeresfrüchte, nicht toxisch und/oder chemisch stabil sind, z. B. lichtecht, d. h. beständig gegen UV-Strahlung. Vorzugsweise handelt es sich dabei um Lebensmittelfarbstoffe.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Farbstoff bzw. das Gemisch Absorptionsmaxima im Bereich von (a) 413–493 nm und (b) 602–682 nm, vorzugsweise im Bereich von 433–473 nm und 622–662 nm auf. Mehr bevorzugt ist ein Bereich von 443–463 nm und 632–653 nm. Am meisten bevorzugt für den Bereich (a) ist der Lebensmittelfarbstoff Gelborange S (E 110) mit einem Absorptionsmaximum bei 482 nm und für den Bereich (b) der Lebensmittelfarbstoff Patentblau V (E 131) mit einem Absorptionsmaximum bei 639 nm.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei den zu hemmenden Algen um Fadenalgen.
Die für eine wirkungsvolle Hemmung der Photosynthese benötigte Konzentration des Farbstoff bzw. des Gemischs im Gewässer kann leicht ermittelt werden und hängt unter anderem von der Tiefe des Gewässers, der Beleuchtungsstärke, der Art des Farbstoffs und der gewünschten Hemmwirkung ab. Eine geeignete Farbstoff-Konzentration liegt bei 0,02–2 mg/L, vorzugsweise 0,04–1 mg/L. Noch mehr bevorzugt ist eine Konzentration im Bereich von 0,1–0,4 mg/L.
Als weitere Komponenten kann das erfindungsgemäße Gemisch Mikroorganismen enthalten. Die Mikroorganismen können ausgewählt sein aus autotrophen und heterotrophen Mikroorganismen, insbesondere aus chemolithoautotrophen Nitrifikanten, wie den Ammoniakoxidanten und den Nitritoxidanten, heterotrophe Nitrifikanten, wie Pilze der Gattung Aspergillus, Penicillium und Cephalosporium, Arthrobacter sp., Alcaligenes sp., Nocordia sp., Bacilus azotoformans, Sporosarcina psychrophila, Paracocus sp. und Pseudomonas sp. und beliebigen Gemischen der voranstehenden.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung gemäß der vorstehenden Charakterisierung zeichnet sich dadurch aus, dass sie die Photosynthese von Grünalgen, vorzugsweise Fadenalgen hemmt. Das heißt somit, die Grünalgen „verhungern” und sterben ab.
Das nachstehende Beispiel veranschaulicht die vorliegende Erfindung.
Beispiel

Vier künstlich angelegte Teiche mit einer Tiefe von 1,50 und einem Wasservolumen von 20.000 Litern wurden bei einer Wassertemperatur von 22°C und einem unter der Nachweisgrenze von 0,03 ppm liegenden Phosphatgehalt 3 Wochen einer täglichen Sonnenbestrahlung ausgesetzt. Nach ca. 2 Wochen zeigte sich ein starker Fadenalgenbewuchs, vor allem an der Bodenfläche und Oberfläche des Teichs. Die Fadenalgen wurden durch den von ihnen gebildeten Sauerstoff, der als kleine Bläschen in dem Algengeflecht vorlag, an die Oberfläche des Teichs getrieben. Zu diesem Zeitpunkt wurden folgende Farbstoffe zugesetzt:

Teich a:	Kontrolle; keine Farbstoffzugabe
Teich b:	Zugabe von 4 g Patentblau V (0,2 mg/L).
Teich c:	Zugabe von 4 g Gelborange S (0,2 mg/L).
Teich d:	Zugabe von 4 g Patentblau V (0,2 mg/L) und 4 g
	Gelborange S (0,2 mg/L).

Ergebnis: Erwartungsgemäß hielt die Bildung von Fadenalgen in Teich an. In den Teichen b und c wurde eine geringfügige Verringerung des Algenwachstums beobachtet. In Teich d ergab sich eine Reduktion der Lichtintensität des Spektrums im Bereich der Absorptionsmaxima der beiden Farbstoffe von ca. 35 pro 50 cm Wassertiefe. Überraschenderweise wurde trotzdem in Teich d bereits nach einem Tag eine vollständige Hemmung des Algenwachstums beobachtet. Diese hielt auch während des Beobachtunsgzeitraums (3 Monate) an. Innerhalb dieses Zeitraums wurde auch keine Verringerung der Konzentration der Farbstoffe festgestellt.

Claims

Verwendung eines wasserlöslichen Farbstoffs, eines Farbstoffgemischs oder einer diesen/dieses enthaltenden Zusammensetzung zur Hemmung des Wachstums von Grünalgen in Gewässern, wobei dieser Farbstoff bzw. das Farbstoffgemisch Absorptionsmaxima aufweisen, die im Bereich der beiden Absorptionsmaxima von Chlorophyll b liegen.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Gewässer eine Aquakultur, ein künstlich angelegter Teich, ein natürlicher Teich, See oder Aquarium ist.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Farbstoffe für Tiere nicht toxisch und/oder gegen UV-Strahlung stabil sind.
Verwendung nach Anspruch 3, wobei die Farbstoffe Lebensmittelfarbstoffe sind.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Farbstoff bzw. das Gemisch Absorptionsmaxima im Bereich von (a) 413–493 nm und (b) 602–682 nm aufweisen.
Verwendung nach Anspruch 5, wobei das Gemisch Gelborange S (E 110) und/oder Patentblau V enthält.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Grünalgen Fadenalgen sind.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Farbstoff bzw. die einzelnen Farbstoffe des Gemischs so dosiert sind, dass sie in dem Gewässer in einer Konzentration von 0,02–2 mg/L vorliegen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Gemisch zusätzlich Mikroorganismen enthält.
Farbstoffgemisch oder dieses Gemisch enthaltende Zusammensetzung wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert zur Hemmung des Wachstums von Grünalgen in Gewässern.