NO812526L - Kontrollert avgivelse av sporelementer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører regulert frigjøring av sporelementer i vann, spesielt, men ikke utelukkende i drikkevann for dyr.

Sporelementer slik som kobber, kobolt og selen er

en nødvendig del av dietten til husdyr. Man vet f.eks. at kobbermangel er en hovedårsak til dårlig vekst og dårlig helse hos kyr. Det antas at en fullt utvokst ku krever 65-250 mg kobber pr. dag for å opprettholde helsemessig riktig nivå av kobber.

For 0,08-0,1 mg kobolt kreves 1 kg tørrstoff i f6r-inntak av husdyr for å hindre vitamin Bl2-mangel. Videre,

for 0,05-0,08 mg selen kreves 1 kg tørrstoff i forinntak av husdyr for å hindre vitamin E-mangel.

Supplement til dietten til husdyr oppnås lett ved å inkludere sporelementforbindelser i deres for. Dette er imidlertid vanskelig å oppnå på jevn måte for gressende buskap.

Parenteral administrasjon av kobberforbindelser har blitt foreslått, men dette er tidskrevene og kostbart fordi det innebærer hyppig håndtering av dyrene.

Det har også vært foreslått at man skal gi gressende dyr kobberholdige mineraler på et fritt valg-grunnlag, men dette resulterer i en stor variasjon av kobberinntaket fra dyr til dyr. Et høyt inntak av kobber kan også være farlig slik at denne ukontrollerte administrasjon av kobber er heller ikke tilfredsstillende utfra et sikkerhetssynspunkt.

Den enkleste måte å administrere et sporelement, slik som kobber, til dyr på, er klart via deres vanntilførsel fordi alle dyr må drikke og f.eks. vil en fullt utvokst ku vanligvis drikke 30-40 1 vann pr. dag. Derfor, ved siden av å utmåle den nødvendige mengde oppløselig kobber, f.eks.

i form at kobbersulfat, er det ikke nødvendig med noen ytterligere overvåkning. Det er imidlertid den mulighet at et dyr kan drikke for mye vann og således innta en farlig mengde kobber.

Det har vært foreslått å tilveiebringe utmålingsan-ordninger forbundet med en vanntilførsel og som vil utdele en fast mengde oppløselig kobber i vanntilførselen i et drikke--trau. Disse utmålingsanordningene er kostbare og også vanskelig å flytte fra område til område med mindre en er montert på hvert område hvilket ytterligere vil forøke omkostningene.

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å tilveiebringe en anordning for tilsetting av et sporelement, slik som kobber, til en vanntilførsel på regulert måte.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en sammensetning omfattende en sporelementforbindelse i en relativt uoppløselig form, hvorved tilsetningen av sammensetningen til vann resulterer i et vesentlig regulert nivå av oppløst sporelement.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en fremgangsmåte for oppnåelse av et vesentlig regulert nivå av oppløst sporelement i vann, omfattende tilsetning til vannet av en sammensetning omfattende et sporelement i en relativt uoppløselig form.

En slik sammensetning omfatter fortrinnsvis en relativt uoppløselig sporelementforbindelse blandet med bindemiddel.

Sporelementene som kan inkorporeres i sammensetningen ifølge oppfinnelsen er kobber, kobolt, magnesium, mangan, sink, selen, jern, nikkel, arsen, krom, vanadium, jod og fluor.

En hvilken som helst relativt uoppløselig forbindelse av de ovenfor nevnte sporelementer kan benyttes. For en kobberbasert sammensetning inkluderer egnede relativt uoppløselige kobberforbindelser kobberhydroksyd, kobberkarbonat, kobber-oksyklorid, kupro-oksyd, kupri-oksyd, basisk kobbersulfat (dannet ved omsetning av kobbersulfat med kalk) og basisk kobberkarbonat (dannet ved omsetning av kobbersulfat med natriumkarbonat). For kobolt innbefatter passende relativt uoppløselige forbindelser koboltoksyder, Co,^ eller Co304, koboltkarbonat, kobolthydroksyd, koboltjodid, basisk koboltkarbonat og basisk kobbersulfat. For selen innbefatter egnede relativt uoppløselige forbindelser selenoksyd og selensulfid.

Oppløselige sporelementforbindelser kan benyttes i sammensetninger ifølge oppfinnelsen forutsatt at når de er blandet med bindemidlet, vil de resultere i en sammensetning som har lav regulert oppløselighet. Eksempler på slike opp-løselige sporelementforbindelser er natriumselenitt og natrium-selenat.

Egnet bindemiddel eller blanding av bindemidler kan benyttes, men fortrinnsvis er bindemidlet et som i blanding med sporelementforbindelsen vil gi en sammensetning som har et forskjellig oppløselighetsprodukt fra det til sporelementforbindelsen. Bindemidlet og sporelementet kan således velges slik at det tilveiebringes et ønsket oppløselighets-produkt. Bindemidlet er fordelaktig et som vil danne en sedimenterbar sammensetning som kan formes til faste blokker eller tabletter.

Videre er det ønskelig at bindemidlet er ikke-toksisk og kjemisk stabilt med hensyn til tid, varme og vann.

For estetiske og identifikasjonsgrunner er bindemidlet fortrinnsvis hvitt slik at den naturlige fargen til spor-elementf orbindelsen gir fargen til sammensetningen eller slik at farging av sammensetningen lettes.

Et foretrukket bindemiddel er eller omfatter vesentlig CaSO^-^I^O, slik som gips.

Når sammensetningene ifølge oppfinnelsen tilsettes til drikkevannet til dyr, kan forurensninger slik som avsetninger av slam, leire, organisk materiale og lignende, i vannet undertrykke nivået for oppløste sporelementer. Det antas at slike forurensninger har en matriseform som opptar visse ioner. F.eks. opptas kobberioner av slam og lignende.

Foreliggende sammensetninger omfatter fordelaktig en forbindelse som vil hindre at sporelementionene opptas av forurensninger.

Hindringen av opptak av sporelemention av forurensninger kan oppnås på en av to måter. Det kan anvendes en forbindelse som blokkerer punkter på forurensningsmidlets grunn-masse eller matrise selektivt i forhold til sporelementionene. Det kan alternativt anvendes en forbindelse som vil kompleks-danne sporelementioner og således holde dem i oppløsning.

Valget av blokkerende/kompleksdannende forbindelse

kan avhenge av sporelementet i sammensetningen. F.eks. for en kobberbasert sammensetning er et fosfat slik som natriumheksametafosfat hensiktsmessig. Mengden av blokkerende/ kompleksdannende forbindelse i sammensetningene ifølge oppfinnelsen behøver bare være temmelig liten, f.eks. 0,7 5-1,0

vekt-%, men den mengde som velges kan avhenge av sporelementet og av mengden av oppløst sporelement som er nødvendig.

Ytterligere stoffer kan tilsettes til sammensetningene ifølge oppfinnelsen for å endre oppløseligheten og oppløs-ningshastigheten for sporelementforbindelsen etter ønske.

Hvis det er ønsket å retardere oppløsningshastigheten for sporelementforbindelsen, kan et retarderingsmiddel slik som en silikonforbindelse eller stearinsyre eller salt derav,

slik som magnesium- eller kalsiumstearat, tilsettes til sammensetningen.

På den annen side kan det være ønskelig å øke oppløs-ningshastigheten for sporelementforbindelsen og i dette til-fellet kan akseleratorer slik som lignosulfonat, reduserende sukkere, etylenglykol eller basiske forbindelser slik som lesket kalk, tilsettes til sammensetningen. Eksempler på reduserende sukkere er fruktose og glukose.

Foreliggende sammensetninger kan fremstilles på en hvilken som helst egnet måte. Blanding av bestanddelene i sammensetningen med vann fulgt av forming og tørking er funnet å være tilfredsstillende. Tørketemperaturene må imidlertid ikke være så høye at man forårsaker nedbrytning. Temperaturer på opptil 60°C, fortrinnsvis 30-40°C, iløpet av ca. 14-16 timer antas å være passende.

Foreliggende sammensetninger kan fremstilles i en hvilket som helst egnet form skjønt det vil forstås at over-flatearealet og strukturen kan påvirke oppløselighetshastig-heter. Sammensetningen kan hensiktsmessig formes til blokker, tabletter eller granulater som kan anbringes i et vanntrau, fortrinnsvis i en permeabel beholder eller membran for å hindre at dyr svelger hele blokken eller en stor mengde av tablettene eller granulatene. Dette vil også redusere mengden av suspendert uoppløselig sporelementforbindelse som resulterer i vanntrauet ved disintegrering av blokken, tablettene og granulatene og hindre oppsamling av bindemidlet på bunnen av trauet.

I en foretrukken utførelse er foreliggende sammensetninger i form av tabletter som selges i pakker som omfatter f.eks. en ukes tilførsel. Brukeren tømmer således innholdet av pakken i en permeabel beholder som plasseres i et vanntrau. Ved slutten av uken fjernes beholderen fra trauet, vaskes og fylles med en annen ukes tilførsel av tabletter.

Ved forming av blokker osv. under anvendelse av

gips som bindemiddel, er det funnet fordelaktig å inkludere en liten mengde av et stoff for å forbedre bearbeidbarheten av gipsen. Egnede slike stoffer er natriumcitrat og natriumheksametafosfat.

Foreliggende sammensetninger gir når de er tilsatt til vann et vesentlig konstant nivå av oppløst sporelement i vannet og dette nivå er betydelig forskjellig fra, vanligvis lavere enn den forventede oppløselighet av sporelementforbindelsen alene. En sammensetning av basisk kobbersulfat (hydrat) og gips vil f.eks. gi et nivå mellom 2,8 og 4,2 mg kupri-ion pr. liter vann (avhengig av forholdende for komponentene), mens derimot basisk kobbersulfat alene vil gi omkring 13-14 mg kupri-ion pr. liter. Mekanismen ved hvilken dette oppnås er sannsynligvis ved en gittermodifikasjon av bindemiddelfor-bindelsen hvilket resulterer i nye egenskaper for sporelement-oppløselighet.

Oppfinnelsen tilveiebringer således en hensiktsmessig og sikker metode for tilføring til dyr av sporelementer ved å regulere mengden av sporelement i deres vanntilførsel til et nivå for deres nødvendige inntak og under det som ville ha skadelig innvirkning på dem, selv om den totale tilsetning kan inneholde en skadelig mengde sporelement.

En dietisk nødvendig mengde av bestemte sporelementer for dyr slik som kobber, kan også anvendes for å utrydde skadelige bløtdyr og alger. Sammensetningene ifølge oppfinnelsen kan således anvendes for å drepe snegler og ikter og er således nyttig innen ørretoppdrett. Sammensetningene kan også ha nyttevirkning i østersproduksjon og også i rensing av vannveier for bekjempelse av alger.

Sporelementforbindelsen og bindemidlet bør velges slik at det tilveiebringes et nivå av oppløst sporelement som ikke er skadelig for dyr andre enn de som skal utryddes.

Et kobbernivå på 2 ppm er f.eks. effektivt når det gjelder

å utrydde snegler osv., men høyere nivåer er skadelige for ørret og østers.

Det vil forstås at forskjellige faktorer har innvirkning på nivået av oppløst sporelement tilveiebragt i vann gjennom foreliggende sammensetninger slik som vannhårdhet. Forbindelsene som befinner seg i vann som forårsaker hård-

het kan konkurrere med sporelementioner for den tilgjengelige blokkerende/kompleksdannende forbindelse, dersom en slik er tilstede. Også forskjellige typer av dyr har forskjellige sporelementbehov. Mengdene av bestanddelene i foreliggende sammensetning kan således velges slik at man tilveiebringer de nødvendige nivåer av oppløst sporelement.

Oppfinnelsen skal i det følgende ytterligere beskrives under henvisning til nedenstående eksempler.

Eksempel 1

En 100 g sylindrisk blokk ble fremstilt ved å blande 25 g "hydrat", 75 g gips (CaS<0>4•^<H>20) og 50 ml vann. Den resulterende blanding ble anbragt i en form og tørket i en ovn ved 50-60°C i ca. 16 timer. ("Hydrat" er reaksjonsproduktet av kobbersulfatoppløsning og en kalksuspensjon.)

For å bedømme egenskapene til denne blokken, ble den anbragt i en beholder inneholdende en liter vann og innholdet av kupri-ioner i vannet ble målt ved intervaller. Etter 24 timer ble vannet avdrenert og erstattet med en liter friskt vann og igjen ble innholdet av kurpi-ioner målt ved intervaller. Dette ble gjentatt for en tredje dag.

Resultatene er vist på de medfølgende tegninger hvor: Fig. 1, 2 og 3 er grafiske fremstillinger av mg kupri-ion/liter mot antall timer forløpt den første dagen, andre og tredje dagen, respektivt.

Som det fremgår fra tegningene steg innholdet av kupri-ioner hver dag hurtig iløpet av de første to-tre timene, men stabiliserte seg ved en temmelig konstant verdi resten av dagen. Dette lar seg med fordel sammenligne med situasjonen i et drikketrau ute i marken hvor vann drikkes av dyrene og erstattes av ferskvann. Det høyeste innhold av kupri-ioner som ble nådd var annen dag ved 4,6 mg liter. Maksima ved dager 1 og 3 var henholdsvis 2,6 og 3,7, respektivt.

Under normale forhold er oppløselighetsproduktet for "hydrat" omtrent 13-14 mg kurpi-ion/liter. Det er derfor signifikant at inkorporeringen av hydrat i en matrise i vesentlig grad senker oppløselighetsproduktet og holder dette ved temmelig konstant nivå.

Det antas at et kobberinntak på 5 mg pr. liter vann hver dag er nødvendig for f.eks. kuer, og det fremgår at eksempelblokken ville gi en hovedandel av dette inntak og, under hensyntagen til tilstedeværelsen av suspendert kobber, det fulle inntaksbehov.

Det har også blitt utført forsøk med lignende blokker til de i eksemplet ovenfor, men med forskjellige forhold mellom "hydrat" og gips. Disse forsøk antyder at forhold på 25:75 hydrat til gips og mindre gir et generelt konstant nivå av oppløst kobber, men at høyere andeler av hydrater har tendens til å resultere i en viss innledende disintegrering av blokkene. Eksempel 2

Tabletter (ca. 1 g hver) ble fremstilt fra en sammensetning av 125 g hydrat (27% Cu), 231 g gips, og 1 g natriumcitrat ble tilsatt til 1 liter vann og ga et nivå av opp-

løst kobber på 4,8 ppm. Tilsetningen av 4 g slam til vannet reduserte dette nivå til 0,6 ppm.

1 g natriumheksametafosfat tilsatt til dette vann

øket kobbernivået til 4,8 ppm.

(Hydrat er reaksjonsproduktet av kobbersulfatoppløs-ning og en kalksuspensjon.)

Eksempel 3

Tabletter (ca. 1 g hver) ble fremstilt fra en sammensetning av følgende bestanddeler:

Disse tabletter ga 4-5 ppm oppløst kobber når de

ble tilsatt til vann og var tilstrekkelig for 25 kuer i 1 uke.

Eksempel 4

Tabletter (ca. 0,7 g hver) ble fremstilt ved forming og tørking av en blanding av 595,7 g gips, 1,3 g selensulfid, 235 ml vann og 33 ml av en 0,5 vekt-% vandig oppløsning av

natriumheksametafosfat.

Resultater fra forsøk i marken med slike tabletter er vist på fig. 4. Tablettene ble anbragt i en permeabel beholder i et drikketrau for dyr og mengden av oppløst selen i prøver av vannet ble målt ved intervaller på ca. en uke. Ettersom vannet i trauet ble drukket av dyrene, ble det etterfylt. Det fremgår at mengden av oppløst selen forble ved ca. 0,07 mg/liter. De.små variasjonene i mengdene skyldes sannsynligvis de aktuelle tidspunkt da resultatene ble oppnådd, dvs. dersom resultatene ble oppnådd like etter etterfyllingen av vannet, ville mengden av selen være lavt, men dersom resultatene ble oppnådd like før etterfylling, ville mengden være høy.

Eksempel 5

Tabletter (ca. 0,7 g hver) ble fremstilt ved forming av tørking av en blanding av 5 95,7 g gips, 1,3 g koboltkarbonat, 235 ml vann og 33 ml av en 0,5 vekt-% oppløsning av natriumheksametafosfat.

Resultatene fra forsøk i marken (som beskrevet i eksempel 4) med slike tabletter, er vist på fig. 5 med unntagelse av at mengden av oppløst kobolt ble målt hver dag. Som det fremgår forble mengden av oppløst kobolt temmelig konstant ved ca. 0,03 6 mg/l.

Eksempel 6

-Tabletter (ca. 0,7 g hver) ble fremstilt ved forming og tørking av en blanding av 329,1 g hydrat (27% Cu), 270,9 g gips, 365 ml vann og 33 ml av en 0,5 vekt-% oppløsning av natriumheksametafosfat.

Resultatene fra forsøk i marken (som beskrevet i eksempel 4) med slike tabletter er vist på fig. 6, med den unntagelse av at mengden av oppløst kobber ble målt hver annen dag. Som det fremgår forble mengden av. oppløst kobber temmelig konstant ved ca. 4 mg/liter.

Claims (10)

1. Sammensetning, karakterisert ved at den omfatter en sporelementforbindelse i en relativt uoppløselig form, hvorved tilsetningen av sammensetningen til vann resulterer i et vesentlig regulert nivå av oppløst sporelement.

2. Sammensetning ifølge krav 1, karakterisert ved at sammensetningen omfatter en relativt uoppløselig sporelementforbindelse blandet med et bindemiddel ;

3. Sammensetning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at sporelementet er kobber, kobolt eller selen.

4. Sammensetning ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at bindemidlet er et som blandet med sporelementforbindelsen vil gi en sammensetning som har et oppløselighetsprodukt som er forskjellig fra det til sporelementforbindelsen.

5. Sammensetning ifølge krav 2, 3, eller 4, karakterisert ved at bindemidlet omfatter vesentlig CaS04 ^H2 0.

6. Sammensetning ifølge hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at den inneholder en blokkerende/kompleksdannende forbindelse for å hindre at sporelementioner opptas av forurensninger.

7. Sammensetning ifølge hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at den inneholder et stoff for å retardere oppløsningshastigheten for spor-elementf orbindelsen .

8. Sammensetning ifølge hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at den inneholder et stoff for å akselerere oppløsningshastigheten for spor-elementf orbindelsen .

9. Fremgangsmåte for tilveiebringelse av et vesentlig regulert nivå av oppløst sporelement i vann, karakterisert ved at man til vannet tilsetter en sammensetning ifølge hvilket som helst av kravene 1-8.

10. Fremgangsmåte for fremstilling av en sammensetning ifølge hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at man blander bestanddelene med vann, former blandingen og tørker den formede blanding.