DE3150104A1

DE3150104A1 - Organische bodenverbesserungsmittel, ihre herstellung und verwendung

Info

Publication number: DE3150104A1
Application number: DE19813150104
Authority: DE
Inventors: Bernard 69960 Communay Bossand; Jacques 20000 Ajaccio Eppe; Alain 42400 St. Chamond Faure; Gilles 69390 Vernaison Leygue
Original assignee: Elf France SA
Current assignee: Elf Antar France
Priority date: 1980-12-17
Filing date: 1981-12-17
Publication date: 1982-07-01
Also published as: JPS57125286A; GB2090824B; ES508054A0; US4684391A; NL8105673A; GR76378B; ES8300076A1; GB2090824A; IT8125587A0; FR2496093A1; CA1179113A; FR2496093B1

Description

ELF FRANCE
75oo7 Paris, Frankreich

Organische Bodenverbesserungsmittel, ihre Herstellung und Verwendung

Die Erfindung betrifft feste oder flüssige organische Bodenverbesserungsmittel, die durch eine Kohlenwasserstoff struktur geschützt sind, ihre Herstellung sowie ihre Verwendung zur Verbesserung der Fruchtbarkeit sowie der Struktur von an organischen Stoffen armen Böden.

Die Verbesserung der Erträge von Kulturen auf Böden mit geringen Gehalten an organischen Stoffen ist in der Praxis schwierig. Der Mangel an organischen Stoffen in Böden äußerst sich in ungenügender biologischer Aktivität im Boden, unzureichendem Retentionsvermögen für.Wasser, ungenügender Ionenaustauschkapazität und schlechter Strukturstabilität des Bodens.

Bei zahlreichen Vorgängen kommt es ferner zu einer Absenkung des Gehalts der Böden an organischen Stoffen. In den Fällen trockener oder lateri-

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tischer Böden oder von Wüstenbo'den kommen zu den Verlusten durch Auswaschung und Auslaugung noch die Verluste durch physikalisch-chemisch bedingte Oxidation (etwa durch Wärme oder UV-Strahlung) hinzu, wodurch der Gehalt an organischen Stoffen zeitlich außerordentlich rasch abfällt, was wiederum zu einer bedeutenden Absenkung der biologischen Aktivität führt. Gleichartige Phänomene werden bei verbrannten Böden beobachtet, bei denen eine praktisch vollständige Zerstörung des organischen Materials und eine Sterilisation des Bodens festzustellen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, feste oder flüssige organische Bodenverbesserungsmittel, die durch eine biologisch abbaubare Kohlenwasserstoffstruktur geschützt sind, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung anzugeben.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Die erfindungsgemäßen organischen Bodenverbesserungsmittel erlauben eine Verringerung des Verlusts an organischen Stoffen durch photochemischen Abbau aufgrund des Vorliegen einer Schutzhülle, die die UV-Strahlung absorbiert (Kohlenwasserstoff struktur) , sowie durch Auswaschung und Auslaugen aufgrund der durch die Kohlenwasserstoffstruktur geänderten Hydrophilie des Bodenverbesserungsmittels, da bei den erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmitteln eine bedeutende Beschleunigung der Extraktion des organischen Materials durch Mine-

ralisation und Perkolation festzustellen ist, während die durch die Pumpwirkung der Haarwurzeln bedingte Extraktion nur sehr wenig geändert ist.

Ein weiterer bedeutender Vorteil, der auf dem Schutz des organischen Materials beruht, liegt darin, daß die Entwicklung von Mikroorganismen begünstigt wird, da das Innere der Körner des organischen Materials gegenüber einem Angriff von außen (etwa durch Wärme und UV-Strahlung) isoliert ist.

Die Halbwertszeit des ausgewählten biologisch abbaubaren Kohlenwasserstoff-Grundmaterials im Boden ist ausreichend lang, um einen dauerhaften Schutz (mehr als 2 Jahre) zu ermöglichen, der langfristig wieder zu einem Gleichgewicht des Bodens an organischen Stoffen führt.

Die erfindungsgemäßen, mit einer Kohlenwasserstoff struktur geschützten organischen Bodenverbesserungsmittel werden aus "an organischen Stoffen reichen Materialien hergestellt, die in feinverteilter Form fermentierbar sind und mit einem feinen überzug des Kohlenwasserstoff-Grundmaterials überzogen werden.

Erfindungsgemäß geeignete an organischen Stoffen reiche Materialien sind beispielsweise Torf, Humus, Ackererde, Fluß- oder Sumpfschlick, Moorboden, natürlicher entwässerter oder künstlicher Dung, Weintrester, Kompost, Holz- bzw Baumrinde, pflanzliche Rückstände, Champignonerde, zersetzter oder unzersetzter Frischschlamm oder Klärschlamm, beispielsweise von Stadt-

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abwassern, oder beliebige andere an organischen Stoffen reiche Materialien.

Als Kohlenwasserstoff-Grundmaterialien eignen sich beispielsweise durch direkte Destillation erhaltene Bitumina, Rückstände der Destillation unter Normaldruck oder der Vakuumdestillation von Erdöl, Viskoreduktionsrückstände oder beliebige andere schwere Erdölprodukte, die in einem organischen Lösungsmittel verdünnt sind, beispielsweise Asphalte oder Asphaltene.

Die erfindungsgemäßen organischen Bodenverbesserungsmittel werden

a) durch langsames Einbringen einer wäßrigen Emulsion des Kohlenwasserstoff-Grundmaterials unter Rühren in eine wäßrige Suspension des an organischen Stoffen reichen Materials

oder
b) durch Verkneten des vorzugsweise auf einen Wassergehalt von 50 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das organische Material, eingestellten Suspension des organischen Materials mit der wäßrigen Emulsion des Kohlenwasserstoff-Grundmaterials

hergestellt, wobei der prozentuale Anteil der Kohlenwasserstoffe vorzugsweise 0,25 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das trockene Material, beträgt. Die wäßrigen Emulsionen sind vom gleichen Typ wie die für Straßenbeläge verwendeten Emulsionen und enthalten vorzugsweise 20 bis 70 Gew.-% Kohlenwasserstoffe bzw Bitumen, 70 bis 20 Gew.-% Wasser und 1 bis 10 Gew.-% eines kationi-

schen Emulgators, beispielsweise Fettamine oder entsprechende Diamine, die gegebenenfalls polyoxyäthyliert sind; diese kationischen grenzflächenaktiven Mittel besitzen den Vorteil, daß sie leicht in sämtlichen Materialien absorbiert werden, die mineralische oder polare Anteile enthalten.

Nach 15 min bis 2 h Rühren bei einer Temperatur von 20 bis 70 ⁰C wird das Gemisch filtriert und getrocknet, wodurch ein festes organisches Bodenverbesserungsmittel erhalten wird, das eine Kohlenwasserstoff struktur aufweist.

Die hergestellten Gemische können direkt in flüssiger Form ohne Filtration oder Trocknung verwendet werden und besitzen aufgrund des Vorliegens des grenzflächenaktiven Mittels, das als Dispergiermittel wirkt, sehr gute Stabilität, setzen sich also nicht ab. Diese Stabilität kann durch Zusatz verschiedener grenzflächenaktiver oder polymerer Additive noch erhöht werden, die unter Phenolen, Alkoholen, äthoxylierten Säuren, Sulfonaten und Metallseifen oder Polymethacrylaten ausgewählt werden können.

Diese Gemische entsprechen flüssigen erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmitteln.

Die festen erfindungsgemäßen Bodenverbesserungs-

zwi sehen mittel können bei Großkulturen in Dosen 5 und 10 t/ha sowie im Gartenbau in Dosen von 5 bis 100 t/ha und vorzugsweise 10 bis 50 t/ha verwendet werden.

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Die festen erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel können ferner in besonders vorteilhafter Weise bei der Wiederaufforstung trockener oder arider Gebiete oder bei der Wiederaufforstung nach Bränden eingesetzt werden. In diesem Fall erfolgt die Ausbringung des Bodenverbesserungsmittels vorzugsweise im Pflanzloch bzw am Baumfuß. Die Dosen betragen in diesem Pail 5 bis 50 kg und vorzugsweise 10 bis 40 kg/Baum.

Die erfindungsgemäßen flüssigen Bodenverbesserungsmittel können ferner auch vorteilhaft als Ballast für Schiffe, insbesondere Erdöltanker, verwendet werden, die zu den entsprechenden Produktionsorten zurückkehren, insbesondere den Mittleren Orient, dh in aride Länder, wo der Aufbau einer landwirtschaftlichen Produktion das Einbringen von organischen Materialien in den Boden erfordert. Die flüssigen Bodenverbesserungsmittel können ferner auch in bewässerten Gebieten verwendet werden, wobei dann das Material durch das existierende Bewässerungsnetz verteilt werden kann, da die erfindungsgemäßen Bodenverbesserungsmittel sehr gute Pumpfähigkeit besitzen.

Ein weiterer bedeutender Vorteil der erfindungsgemäßen festen Bodenverbesserungsmittel besteht darin, daß sehr leicht nicht wasserlösliche Düngemittel wie Tricalciumphosphate eingebracht werden können. Hierzu genügt es, die erforderliche Menge des entsprechenden Düngemittels vor der Zugabe des emulgierten Kohlenwasserstoff-Grundmaterials in den Reaktor einzubringen.

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Die Herstellung der erfindungsgemäßen festen oder flüssigen organischen Bodenverbesserungsmittel, die durch eine Kohlenwasserstoffstruktur geschützt sind, wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Prozentangaben sind gewichtsbe zögen.

Beispiel 1

970 g Noir de Bridre (Material mit Eigenschaften zwischen Sumpf bzw Schlick und Torf, das im französischen Departement de la Loire Atiantique gefunden wird) werden mit 1 1 Wasser dispergiert; der Suspension werden langsam unter Rühren bei Umgebungstemperatur' 51 ,8 g einer 58,5-%igen Emulsion von Straßenbitumen 40/50 in Wasser zugesetzt.

Nach 1 h Rühren wird das Gemisch bei Umgebungstemperatur und Atmosphärendruck filtriert und getrocknet, wonach ein organisches Bodenverbesserungsmittel mit 28 % Trockensubstanz und 17,5 % Kohlenwasserstoffen, bezogen auf die Trockensubstanz, anfällt.

Beispiel 2

Es wird wie in Beispiel 1 verfahren mit dem Unterschied, daß 6 g Kreide vor dem Einbringen der Bitumenemulsion (41 g anstelle von 51 g) zugegeben werden. Es resultiert ein organisches Bodenverbesserungsmittel mit 22 % Trockensubstanz, 14 % Bitumen,

bezogen auf die Trockensubstanz, und 4,5 % Kreide.

Beispiel 3

970 g Kompost aus Haushaltmüll (Hersteller Societe Biotec, Chalon-sur-Saöne) werden in 2,5 1 Wasser unter Rühren bei Umgebungstemperatur 30 min dispergiert. Anschließend werden 17 g einer 60-%igen Straßenbitumenemulsion 40/50 (Hersteller Societe Gerland) zugesetzt, wonach das Gemisch 1 h bei 25 ⁰C gerührt wird.

Nach Filtration enthält das erhaltene Bodenverbesserungsmittel 44 % Trockensubstanz und 12 % Bitumen, bezogen auf die Trockensubstanz.

Beispiel 4

50 kg Champignonerde werden in einem Betonmischer mit 25 kg Wasser und 1 kg einer 50-%igen wäßrigen Emulsion eines mit leichtem Heizöl auf eine

—5 2 kinematische Viskosität von 8 χ 10 m/s (80 cSt) bei 100 ⁰C eingestellten Viskoreduktionsrückstands verknetet. Das erhaltene Produkt wird filtriert und ergibt ein organisches Bodenverbesserungsmittel mit 35 %

Beispiel 5

100 kg Schlammboden wie in Beispiel 1 werden

mit 100 1 Wasser stark verrührt, worauf 2 kg einer 60-%igen wäßrigen Emulsion eines Bitumens 40/50 zugegeben werden. Nach 1 h starkem Rühren kann das so erhaltene, sehr stabile flüssige Gemisch, das 12 % Trockensubstanz und 5 % Bitumen enthält, verwendet werden.

Claims

Ans ρ r ü c h e

1. Feste und flüssige organische Bodenverbesserungsmittel, erhältlich dur.ch

langsames Einbringen einer wäßrigen Suspension eines an organischen Stoffen reichen Materials in eine wäßrige Emulsion eines Kohlenwasserstoff-Grundmaterials unter Rühren bei 20 bis 70 ⁰C

und gegebenenfalls Filtration zur Abtrennung von überschüssigem Wasser.

2. Feste und flüssige organische Bodenverbesserungsmittel, erhältlich durch Verkneten einer wäßrigen Suspension eines an organischen Stoffen reichen Materials mit einer wäßrigen Emulsion eines Kohlenwasserstoff-Grundmaterials .

3= Bodenverbesserungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Düngemitteln und/ oder Stabilisierungsmitteln.

4. Bodenverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, erhältlich unter Verwendung von Torf, Humus, Ackererde, Fluß- oder Sumpfschlick, Moorboden, natürlichem entwässerten oder künstlichem Dung, Weintrester, Kompost, Holzrinde, pflanzlichen Rückständen, Champignonerde, zersetztem oder unzersetztem Frischschlamm oder Klärschlamm sowie beliebigen anderen an organischen Stoffen reichen Materialien.

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5. Bodenverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, erhältlich unter Verwendung von Rückständen der Erdöldestillation unter Atmosphärendruck oder im Vakuum, durch direkte Destillation erhaltenen Bitumina, Viskoreduktionsrückständen und beliebigen anderen schweren Erdölprodukten wie Asphalten und Asphaltenen, die in einem organischen Lösungsmittel verdünnt sind, als Kohlenwasserstoff-Grundmaterial.

6. Bodenverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5 _r erhältlich unter Verwendung einer wäßrigen Suspension des an organischen Stoffen reichen Ma- . terials mit einem Wassergehalt von 50 bis 100 %, bezogen auf das Gewicht des organischen Materials.

7. Bodenverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, erhältlich unter Verwendung einer wäßrigen Emulsion des Kohlenwasserstoff-Grundmaterials, die 20 bis 70 Gew.-% Kohlenwasserstoffe, 70 bis 20 Gew.-% Wasser und 1 bis 10 Gew.-% eines kationischen grenzflächenaktiven Mittels enthält.

8. Bodenverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, erhältlich unter Verwendung eines solchen Mengenanteils der wäßrigen Emulsion des Kohlenwasserstof f-Grundmaterials, daß der Kohlenwasserstoff gehalt, bezogen auf die im resultierenden Bodenverbesserungsmittel enthaltene Trockensubstanz, 0,25 bis 25 Gew.-% beträgt.

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9. Bodenverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch 1 bis 20 Gew.-% Düngemittel, bezogen auf die Trockensubstanz.

10. Bodenverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch 0,01 bis 1 Gew.-% Stabilisierungsmittel.

11. Bodenverbesserungsmittel nach Anspruch 10,gekennzeichnet durch grenzflächenaktive Mittel und/oder Polymerzusätze als Stabilisierungsmittel.

12. Bodenverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie flüssig sind und 5 bis 20 Gew.-% Trockensubstanz enthalten.

13. Bodenverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie fest sind
und 20 bis 85 Gew.-% Trockensubstanz enthalten.

14. Verfahren zur Herstellung der organischen Bodenverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 13,

gekennzeichnet durch

und gegebenenfalls Filtration zur Abtrennung von
überschüssigem Wasser und Zugabe von Düngemitteln
und/oder Stabilisierungsmitteln.

15. Verfahren zur Herstellung der organischen Bodenverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 2 bis 13, erhältlich durch Verkneten einer wäßrigen Suspension

eines an organischen Stoffen reichen Materials mit einer wäßrigen Emulsion eines Kohlenwasserstoff-Grundmaterials

und gegebenenfalls Zugabe von Düngemitteln und/oder Stabilisierungsmitteln.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß als an organischen Stoffen reiches Material Torf, Humus, Ackererde, Fluß- oder Sumpfschlick, Moorboden, natürlicher entwässerter oder künstlicher Dung, Weintrester, Kompost, Holzrinde, pflanzliche Rückstände, Champignonerde, zersetzter oder unzersetzter Frischschlamm oder Klärschlamm aus Stadtabwässern sowie beliebige andere Materialien mit hohem Gehalt an organischen Stoffen verwendet werden.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenwasserstoff-Grundmaterial Rückstände der Erdöldestillation unter Atmosphärendruck oder der Vakuumdestillation von Erdöl, durch direkte Destillation erhaltene Bitumina, Viskoreduktionsrückstände sowie beliebige schwere Erdölprodukte wie Asphalte und Asphaltene, die in einem organischen Lösungsmittel verdünnt sind, verwendet werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Suspension des an organischen Stoffen reichen Materials auf einen Wassergehalt von 50 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des organischen Materials, gebracht wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Emulsion des Kohlenwasserstoff-Grundmaterials verwendet wird, die 20 bis 70 Gew.-% Kohlenwasserstoffe, 70 bis 20 Gew.-% Wasser und 1 bis 10 Gew.-% eines kationischen grenz-

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flächenaktiven Mittels enthält.

2O. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19» dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Emulsion des Kohlenwasserstoff— Grundmaterials in einem solchen Mengenanteil eingesetzt wird, daß der Kohlenwasserstoffgehalt, bezogen auf die im resultierenden Bodenverbesserungsmittelenthaltene Trockensubstanz, 0,25 bis 25 Gew.-% beträgt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß 1 bis 20 Gew.-% Düngemittel, bezogen auf die Trockensubstanz, zugesetzt werden.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21» dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung flüssiger organischer Bodenverbesserungsmittel das Gemisch durch Zusatz verschiedener, unter grenzflächenaktiven Mitteln und polymeren Additiven ausgewählten Stabilisierungsmitteln in einer Menge von 0,01 bis 1 Gew.-% stabilisiert wird.

23. Verwendung der organischen Bodenverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Bodenverbesserung in Großkulturen in Dosen von 5 bis 50 t/ha, im Gartenbau in Dosen von 10 bis 50 t/ha und bei der Wiederaufforstung auf trockenen,ariden oder verbrannten Böden in Dosen von 5 bis 50 kg/Baum.

24. Verwendung der Bodenverbesserungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Ballast für zu den Produktionsstätten zurückkehrende öltanker und Frachtschiffe, insbesondere für Mineralien und Erze.