DE2306845C3 - Mittel zur beschleunigten Beseitigung von Erdölprodukten durch biologischen Abbau - Google Patents

Mittel zur beschleunigten Beseitigung von Erdölprodukten durch biologischen Abbau

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DE2306845C3 DE2306845A DE2306845A DE2306845C3 DE 2306845 C3 DE2306845 C3 DE 2306845C3 DE 2306845 A DE2306845 A DE 2306845A DE 2306845 A DE2306845 A DE 2306845A DE 2306845 C3 DE2306845 C3 DE 2306845C3
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Description

Die Erfindung be trifft ein Mittel zur beschleunigten Beseitigung von Erdölprodukten durch biologischen Abbau.
Um biologisch abbaufähig zu sein, darf eine Emulsion von Erdölprodukten keine Toxizität aufweisen und sie muß Stoffe enthalten, die Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor in ausreichender Menge liefern, um den Mikroorganismen die für den Aufbau lebender Materie notwendigen Elemente zur Verfugung zu stellen. Der biologische Abbau der Erdölprodukte ergibt sich daraus, daß die Mikroorganismen diese Kohlenwasserstoffe als Kohlenstoffquelle benutzen. Es ist daher notwendig, daß die zur Herstellung der Emulsion verwendete Zusammensetzung auch Stoffe enthalt, die Stickstoff in erheblicher Menge und Phosphor in geringerer Menge zur Verfügung stellen können. Diese Lieferanten für Stickstoff und Phosphor sind in den "rüher vorgeschlagenen Zusammensetzungen vorhanden, aber die Herstellung der Emulsion erfolgt mit Hilfe oleophiler Zusätze, die in Wasser löslich sind, oder die stickstoff- und phosphorhaltigen Bestandteile sind nicht innig mit den Molekülen der Kohlenwasserstoffe verknüpft. Fs ergibt sich in allen Fällen eine Dispersion der stickstoff und phosphorhaltigen Stoffe in der verdünnten Emulsion, Wenn diese Verdünnung begrenzt ist, wie bei einem biologischen Abbau in einem Bottich öder einem ähnlichen Behälter, beispielsweise bei einem Abbau zur Um-1 Wandlung der Kohlenwasserstoffe in Düngemittel oder bei Verwendung der Emulsion als Nährmedium für die Mikroorganismen, so finden die Mikroorganismen diestickstoff- und phösphöfhaltigelt Bestandteile in ihrer unmittelbaren Reichweite. Wenn dagegen die Verdünnung sehr stark ist, beispielsweise beim Ableiten in einen Fluß oder ins Meer, so reicht der Gehalt an Stickstoff und Phosphor in dem Medium, das die Moleküle der Kohlenwasserstoffe umgibt, nicht aus,
"' um das Wachstum der Mikroorganismen zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, auch solche Erdölprodukte biologisch abbauen zu können, die stark verdünnt sind oder aufgrund ihres Vorkommens stark verdünnt anfallen.
Erreicht wird das durch ein Mittel, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus einem Gewichtsteil Lecithin, 1 bis 5 Gewichtsteilen eines nichttoxischen, biologisch abbaubaren Emulgators, 1,7 bis 34 Ge-
i"' wichtsteilen Wasser und/oder einem Lösungsmittel, das mit Kohlenwasserstoffen verträglich und frei von Toxizität ist, und außerdem einem Amine Kp id und/ oder anderen biologisch abbaubaren organischen Stoffen aus der Gruppe organische Säuren, Amino-
-'" säuren oder Fettsäuren besteht.
Die Verwendung von Lecithin ist im großen Umfang in den unterschiedlichsten Techniken bekannt. Aus der US-PS 2296933 ist demgegenüber eine Zusammensetzung bekannt, die lediglich Lecithin und
-"· einen Emulgator enthält, der ein Alkyläther des Diäthylenglykols sein kann und wobei die Lecithindispersion als Emulgator zum Emulgieren von Öl in Wasser verwendet wird und auch für Lebensmittel, Schokoladenüberzüge, Brot. Backfette und derglei-
i" chen.
Aus der GB-PS 317 730 ist die Herstellung von Lecithinzubereitungen zur Präparierung von Leder, Textilien und dergleichen bekannt, und dafür wird eine Lösung aus Lecithin, einem Emulgator und einem
>· Lösungsmittel hergestellt.
Aus der GB-PS 475 949 ist es bekannt, wäßrige Losungen von Lipiden herzustellen, bei denen das Lipid mit einem Polyäther eines Fettalkohols eines hohen Molekulargewichts in Gegenwart von Wasser behan-
i» delt «vird.
Die US-PS 3 342 264 befaßt sich demgegenüber mit einem Verfahren zur Entfernung von festen, paraffinartigen Niederschlagen an Bohrlöchern und einer dafür verwendbaren Mischung, die aus einem Lecithin
ι. und einer wäßrigen Alkalilösung besteht. Danach wird zunächst Lecithin in das Innere des Bohrloches gegeben und dieses dann innig mit diesen Niederschlägen in Berührung gebracht, worauf eine wäßrige Lösung eines Alkalis eingeleitet wird, das gc.iug Alkali ent-
.» hält, das Lecithin im Inneren des Bohrloches zu verseif, η und mit diesen Niederschlägen in Berührung zu bringen.
Aus dem Stand der Technik geht also hervor, daß es bekannt ist. Lecithin mit einem Emulgator in eine
μ Emulsion /u überführen und diese zu bestimmten Zwecken einzusetzen oder das Lecithin mit Alkali /u verseifen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Erdölprodukte biologisch abzubauen, und
mi der verwendete Emulgator hat nitht den Zweck, das Lecithiii iffi Wasser zu dispergieren, sondern das Erd* Ölprodükt zu emulgieren, Der Emulgator spielt zwar auch eine Rolle iril Augenblick der Herstellung des Mittels für das Lecithihi äbef durch die überführung
hi des Erdölproduktes in eine Emulsion ist es möglich, ünief Verwendung von Wasser als Vefdünnüngsffilttel, ein Gemisch herzustellen, in weichem nach dem Vermischen mit dem Erdölprodukt das Lecithin Von
diesem gelöst wird. Dieses Phänomen ist wichtig, denn wenn man Lecithin und Kohlenwasserstoff getrennt dispergieren würde, entsteht keine Emulsion, die gleichzeitig die abzubauenden Kohlenwasserstoffmolekiile enthält
Das erfindungsgemäße Mittel enthält also viel mehr Emulgator, als notwendig wäre, um das Lecithin im Wasser zu emulgieren.
Im Verfolg des Erfindungsgedankens ist das Aminolipid 11-Aminoundecansäure und das Lösungsmittel Propylenglykol, Dipropylenglykol und Lösungsmittel aus Erdöl, von denen die aromatischen Fraktionen abgetrennt worden sind. Das Mittel kann weiter durch zusätzliches Wasser verdünnt werden und vermittels mineralischer Füllstoffe, von denen ein Teil ein Oxid ist, in eine Paste oder in ein Pulver überführt werden.
Das Phosphoraminolipid sichert das Angebot an Stickstoff und Phosphor und kann durch Zusatz von Aminolipiden mit Stickstoff angereichert werden. Diese Lipide haben den Vorteil, in den Kohlenwasserstoffen löslich und in Wasser unlöslich zu sein.
Als nichttoxische und vollständig biologisch abbaufähige Emulgatoren geeignet sind Natriumoleylisäthionat, Methylaminoäthansulfonsaures Natrium, Natriumlaurylsulfat, sekundäre sulfonierte Paraffine, sulfonierte a-OIefine, Salze des Sarkosin, 2-Amino-2-hydroxymethyl-1,3-propandioI, Aminomethylpropanol, bestimmte äthoxylierte Fettalkohole, das Oleat des Polyoxyäthylenglvkols.
Die Zusammensetzung kann eventuell noch weitere organische biologisch abbaufähige "toffe enthalten, nämlich: organische Säuren wie Milchsäure, die gleichzeitig als Vehikel fungiert, um di 11-Aminoundecansäure in Lösungzu bringen, ferner Aminosäuren wie Glutaminsäure, Glykokoll, Tyrosin, Leucin, Prolin, Lysin, Valin, Betain, Histidin, Alanin oder Lieferanten für Aminosäuren wie Schlempen und Kasein, endlich Fettsäuren wie Capronsäure, Octansäure, Caprylsäure und ölsäure.
Die Zusammensetzung kann in flüssige Form gebracht werden, besonders wenn sie versprüht oder im Strahl aufgebracht werden soll, was durch Zusatz von Wasser oder einem Lösungsmittel geschieht, das mit .den Kohlenwasserstoffen besser verträglich als Wasser, aber frei von Toxizitat ist wie Propylenglykol, Dipropylenglykol und Lösungsmittel aus Erdöl, von denen die aromatischen Fraktionen abgetrennt sind. Sie kann auch in die Form einer Paste oder eines Pulvers gebracht werden, was durch Zusatz von mineralischen Füllstoffen wie Calciumphosphat, Calciumcarbonat oder Zinkoxid geschieht. Vorzugsweise besteht ein Teil der mineralischen Füllstoffe aus einem Oxid.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung; die angegebenen Prozentsätze sind Gewichtsteile.
Beispiel I
5 Teile 11-Aminoundecansäure werden in 15 Teilen Milchsäure gelost dann werden 10 Teile eines Effililgätörs zugesetzt, der aus einem Teil eiiies athoxylierten (5 Oxyathylgruppen) Fettalkohols (CIOiMi), 2 Teilen Lecithin aus Soja und 68 Teilen Wasser bestand.
Die so erhaltene flüssige Zusammensetzung wurde Verwendet, um Rohöl in eine Emulsion zu Überführen, wobei 3fl Teile der Zusammensetzung auf 100 Teile Rohöl und bei Rückstaridsöl 35 Teile der Zusammen-^ Setzung auf 100 Teile Rückstandsöl angewandt wurden.
Die Emulsionen wurden in Bottiche geschüttet, die das ökologische Mikromilieu des Meeres enthielten. ^ Sie blieben als feine Emulsionen in den Oberflächenteilen der Bottiche und veränderten die Entwicklung der Fauna und Flora nicht.
Der biologische Abbau wurde durch Gaschrom.itographie beobachtet. Die Geschwindigkeit des Abbaus
K) war unterschiedlich und hing von verschiedenen Faktoren wie Temperatur, Belüftung, natürlichem Reichtum des Mediums an Mikroorganismen usw. ab. Der Vergleich mit Testbottichen zeigte, daß der Abbau mindestens zwanzigmal schneller erfolgte als der na-
i» türliche biologische Abbau. Unter Bedingungen, die temperierten Meeren entsprachen, war er innerhalb von 2 bis 3 Monaten vollendet.
Beispiel 2
-'» Zu 5 Teilen Sojalecithin wurden als Emulgator 15 Teile äthoxylierte Fettsäure zugesetzt, dann wurde mit 80 Teilen Wasser verdünnt. 20 g dieser Zusammensetzungwurden auf eine Schicht von 100 g Rohöl aufgesprüht, die auf der Oberfläche eines Bottichs mit
.'"> Meerwasser schwamm, dessen Oberfläche bewegt wurde. Es bildete sich eine feine Emulsion, die die gleichen Eigenschaften der Nichttoxizität und biologischen Abbaufähigkeit besaß wie in Beispiel 1.
„, Beispiel 3
Es wurde eine Zusammensetzung hergestellt, die außer 5 Teilen Lecithin 6 Teile sulfonierte «-Olefine und 8 Teile äthoxylierten Fettalkohol als Emulgatoren sowie 81 Teile Wasser enthielt. Die Anwendungsdosis
ji dieser Zusammensetzung betrug 25 Teile auf 100 Teile Rohöl und 30 Teile auf 100 Teile Rückstandsöl oder schweres Heizöl Nr. 2.
Beispiel 4
in 3 Teile Lecithin und 6 Teile äthoxylierter Fettalkohol als Emulgator wurden innig miteinander vermischt, dann wurden zu dem Gemisch unter gutem Durchrühren 88 Teile Wasser und 3 Teile Natriumlaurylsulfat als Emulgator zugesetzt. Diese Zusam-
ii mensetzung wurde in einer Menge von 25 bis 35 Teilen auf 100 Teile Erdölprodukt je nach der Art desselben zur Anwendung gebracht, und es wurden die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 1 erhalten.
)(l Beispiel 5
5 Teile Lecithin, 4Teile Aminomethylpropanol und 87 Teile Wasser wurden innig miteinander vermischt, dann wurden 4 Teile Natriumlaurylsulfat zugesetzt. Diese flüssige Zusammensetzung wurde in einer >i Menge von 30 Teilen auf 100 Teile Erdölprodukt zum Besprühen einer ölschicht verwendet.
Beispiel 6
2 Teile Lecithin wurden mit K) Teilen Oclansäure
ho vermischt, dann wurden 4 Teile sulfonierte a-Olefine lind 4 Teile äthoxylierter Fettalköhöl als Emulgatoren
sowie 68 Teile Dipropylenglykol als Lösungsmittel zugesetzt,
In einen Bottich« der 100 kg ölrückstände enthielt,
6i Wurden 20 kg der Zusammensetzung eingebracht, es
würde umgerührt, Und die Wände wurden äbgebür^
stef. Das so erhaltene homogene Gemisch wurde in
einen Bottich mit Wasser gepumpt, in dem sich eine
Emulsion bildete. Es wurde ein fortschreitender biologischer Abbau der Emulsion beobachtet, dessen Geschwindigkeit der Abbaugeschwindigkeit der Emulsion von Beispiel 1 entsprach.
Beispie! 7
Es wurde eine Zusammensetzung aus 10 Teilen Lecithin, 40 Teilen Oleat des Polyoxyäthylenglykol und 50 Teilen Testbenzin hergestellt, das von aromatischen Produkten befreit war. 100 Teile Ölriickstände i(l aus der Seeschiffahrt wurden mit 25 Teilen dieser Zusammensetzung durchgerührt, wobei sofort ein Gemisch erhalten wurde; dieses wurde in einen Bottich mit Meerwasser eingebracht, wo der biologische Abbau der Emulsion in der oben beschriebenen Weise ι "> vor sich ging.
Beispiel 8
Ein Gemisch aus 20 Teilen Lecithin, 40 Teilen äthoxyliertem Fettalkohol und 40 Teilen Wasser -'» wurde hergestellt. Dieses Gemisch wurde gelagert. Beiseiner Verwendung wurde das Gemisch verdünnt, wobei 100 Teile des Gemisches auf 100 Teile Meerwasser benutzt wurden. Die verdünnte Zusammensetzung wurde in einer Menge von ungefähr 30 Teilen - > auf 100 Teile Öl auf eine Ölschicht aufgesprüht. Es wurden die gleichen Resultate wie in Beispiel 2 erzielt.
Beispiel 9
Es wurde ein Gemisch aus 10 Teilen Lecithin, 20 ι» Teilen Oleat des Polyoxyäthylenglykol, 20 Teilen äthoxyliertem Fettalkohol und 50 Teilen Dipropyle-»- glykol hergestellt. Zur Behandlung einer frischen Ölschicht auf einem Zementboden wurden 100 Teile des Gemisches mit 100 Teilen Wasser verdünnt. Die öl- r> schicht wurde mit der Zusammensetzung bespritzt und gebürstet, dann wurde mit Wasser nachgewaschen. Die verdünnte Emulsion wurde aufgefangen und als Wasser in einem Aquarium verwendet. Der Boden war vollkommen sauber, die Fauna und die Flora des ■»» Aquariums zeigten keinerlei Zeichen von Entartung, und der biologische Abbau lief in ungefähr acht Wochen ab.
Beispiel 10 4-
Es wurde ein Gemisch aus 10 Teilen Lecithin, 30 Teilen Oleat des Polyoxyäthylenglykol und 60 Teihn Dipropylenglykol hergestellt. Bei ihrer Verwendung wurde die Zusammensetzung Gewicht auf Gewicht mit Wasser verdünnt und in der in Beispiel 2 beschrie- v> benen Weise zur Anwendung gebracht, wobei die gleichen Ergebnisse erzielt wurden.
Beispiel 11
Es wurde ein Gemisch aus 20 Teilen Lecithin, 20 Teilen Oleat des Polyoxyäthylenglykol, 6 Teilen CaI-ciumphosphat, 20 Teilen Calciumcarbonat und 34 Teilen Wasser hergestellt. Die so erhaltene Paste wurde als Streifen auf ein Ufer mit weißem Sand eines Beckens für hydrographische Untersuchungen aufgebracht. In das Becken wurde Rohöl geschüttet, das sich als Schicht an der Oberfläche ausbreitete. Die Ölschicht wurde durch künstliche Strömungen und Wogen gegen das Ufer gelenkt, und der Streifen der Zusammensetzung wurde durch die Wogen mitgerissen und mit dem öl vermischt, wobei ein Emulsion entstand, die in den oberen Schichten des Beckens dispergiert war. Die auf den Sand aufgebrachte Emulsion wurde durch die Strömung weggewaschen und es war keine Spur einer Verunreinigung mehr auf dem Sand festzustellen. Eine Ente, tl-u zum Schwimmen auf das Becken gesetzt wurde, zeigt; keinerlei anormales Verhalten, und die Federn waren frei von anhaftender Emulsion.
Beispiel 12
Zu einem Gemisch aus 10 Teilen Lecithin, 30 Teilen Stearinsäure, 30 Teilen Oleat des Polyoxyäthylenglykol und 30 Teilen Testbenzin wurden 50 Teile Zinkoxid und 500 Teile Calciumcarbonat zugesetzt, wobei ein Pulver erhalten wurde. Dieses Pulver wurde zum Bestäuben einer ölschicht verwendet, was zur Bildung eines Bodenkörpers unter Verschwinden der Ölschicht führte. Der biologische Abbau der in diesem Bodenkörper enthaltenen Produkte wurde durch periodische Entnahmen beobachtet. Es konnte ein fortschreitender und gleichzeitiger Abbau von Lecithin, Stearinsäure, Testbenzin und Erdölprodukten beobachtet werden, wobei der Verbrauch an Phosphor und Stickstoff aus dem Lecithin im Bodenkörper parallel mit dem biologischen Abbau des Öls fortschritt. Der biologische Abbau verlief viel schneller als der sehr langsame natürliche Abbau von mit Kreidepulver aufgesaugtem öl, was auf die Anwesenheit eines Phosphoraminolipids und eines Oxids als Sauerstofflieferant in dem Bodenkörper zurückzuführen ist.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen dienen als Beispiele und erlauben zahlreiche Veränderungen, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Mittel zur beschleunigten Beseitigung von Erdölprodukten durch biologischen Abbau, dadurch gekennzeichnet, daß es aus
einem Gewichtsteil Lecithin,
1 bis 5 Gewichtsteilen eines nichttoxischen, biologisch abbaubaren Emulgators,
1,7 bis 34 Gewichtsteilen Wasser und/oder einem Lösungsmittel, das mit Kohlenwasserstoffen verträglich und frei von Toxizität ist, und
außerdem einem Aminolipid und/oder anderen biologisch abbaubaren organischen Stoffen aus der Gruppe organischer Säuren, Aminosäuren oder Fettsäuren besteht.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aminolipid 11-Aminoundecansäure ist.
3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Propylenglykol, Dipropylenglyko! und Lösungsmittel aus Erdöl, von denen die aromatischen Fraktionen abgetrennt worden sind, ist.
4. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zusätzlich mit weiterem Wasser verdünnt ist oder in die Form einer Paste oder eines Pulvers durch Hinzufügen von mineralischen Füllstoffen gebracht ist, von denen wenigstens ein Teil ein Oxid ist.
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