PL125679B2 - Agent for controlling biological vegetation in industrial water systems,especially in cooling systems - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest srodek do zwalcza¬ nia obrostów biologicznych w przemyslowych ukla¬ dach wodnych, a zwlaszcza w ukladach chlodni¬ czych.Znan3 srodki do zwalczania obrostów biologicz¬ nych w przemyslowych ukladach wodnych to sub¬ stancje nieorganiczne typu siarczanu miedzi i nie¬ organiczne zwiazki chloru.Zasadnicza niedogodnoscia tych srodków jest ko¬ niecznosc stosowania dodatkowych urzadzen typu chlorownic cisnieniowych lub koniecznosc prowa¬ dzenia syntezy bezposrednio przed uzyciem ze wzgledu na nietrwalosc zwiazku, jak np.- pod¬ chloryny.Dalsza niedogodnoscia jest to, ze stosowanie substancji nieorganicznych typu siarczanu miedzi stwarza niebezpieczenstwo akumulacji jonów mie¬ dzi w mikroorganizmach i dostania sie ich do wód powierzchniowych po obumarciu obrostów i zrzucie wód pochlodniczych do zbiorników lub cieków wodnych.Znane srodki do zwalczania obrostów biologicz¬ nych w przemyslowych ukladach wodnych to sze¬ reg biocydów o charakterze organicznym, do któ¬ rych naleza czwartorzedowe sole amoniowe z dlu¬ gim lancuchem alkilowym rzedu 10—12 atomów wegla aktywne jako srodki dezynfekcyjne, zwane mydlami inwertowanymi.Zasadnicza niedogodnoscia tych srodków jest to, 10 15 20 25 30 ze dzialaja toksycznie na cala mikroflore ukladów wodnych, co moze doprowadzic latwo do znisz¬ czenia zycia biologicznego w wodach powierzchnio¬ wych po zrzucie wód pochlodniczych do zbiorni¬ ków i cieków wodnych.Z opisu polskiego patentu nr 101 435 znany jest srodek do zwalczania obrostów biologicznych w przemyslowych ukladach wodnych, w którym jako substancje czynna stosuje sie czwartorzedowe sole amoniowe.Zasadnicza niedogodnoscia tego srodka jest ko¬ niecznosc stosowania wysokich stezen biocydu dla skutecznego zwalczania obrostów biologicznych.Nieoczekiwanie stwierdzono, ze isrodek w sklad którego wchodza jako substancje czynne zwiazki o ogólnym wzorze 1, gdzie Rj i R2 stanowia rod¬ nik alkilowy lub hydroksyalkilowy (Ci—C4), wzglednie Ri i R2 wraz z atomem azotu stanowia pierscien o wzorze 2, gdzie W stanowi grupe me¬ tylenowa lub atom tlenu, U i T stanowia pod¬ stawniki metylowe lub atomy wodoru, a n ma wartosc 1—20, natomiast F stanowi grupe formy- lowa, cyjanowa lub nitroalkenylowa o wzorze 3, gdzie R3 stanowi atom wodoru lub podstawnik alkilowy (Ci—C4), zas Y stanowi grupe hydroksy¬ lowa, nitrowa lub alkoksylowa albo alkilowa (Ci— —C4), a m oznacza ilosc podstawników Y i wynosi 0—4, natomiast X stanowi atom chlorowca, silnie hamuje wzrost nitkowatych bakterii i glonów tworzacych obrosty biologiczne przy stezeniach 125 6793 znacznie nizszych od stosowanych stezen dotych¬ czas znanych srodków.Tabela I przedstawia budowe niektórych zwiaz¬ ków o ogólnym wzorze 1, zas tabela II charakte- przTrje ich» akj&y/nesc biologiczna, wyrazajaca sie hamowaniem V(z£pstu mikroorganizmów testowych ¦wyizolowanych z przemyslowych ukladów chlodni¬ czych. c t ;Test ^ Sinica pscillatoria sp. przeprowadzono na pozywce^TriiTieraiBcj L5m. Po 14 dniowym okresie hodowli glonów w obecnosci zwiazków o ogólnym wzorze 1 oznaczono zawartosc chlorofilu w pró¬ bach. Podany w tabeli II procent hamowania roz¬ woju sinicy obliczono w stosunku do próby kon¬ trolnej bez dodatku biocydu, w kórej zawartosc chlorofilu przyjeto za 100%.Test z bakteria Sphaerotilus natans przeprowa¬ dzono na pozywce mineralnej L^m, oznaczajac po 72 godzinach inkubacji przyrost biomasy bakterii w obecnosci badanego biocydu. Podany w tabeli II procent hamowania wzrostu bakterii obliczono w stosunku do próby kontrolnej bez dodatku biocy¬ du, w której przyrost biomasy przyjeto za 100%.Aktywnosc glonobójcza i bakteriobójcza zwiazku o ogólnym wzorze 1 porównywano z nastepujacy¬ mi standardami* opisanymi w polskim patencie nr 101 435: Standard I — chlorek N-cykloheksylo-NjN-dime- tylo-N-N-etoksymetyleno amoniowy, Standard II — chlorek N-oetyloksymetyleno-N,N, N-trimetyloamoniowy, Standard III — chlorek N-dodecyloksymetyleno- -N,N,N-trietyloamoniowy, Standard IV — chlorek N-dodecylQksymetyleno- -N,N,N-trimetyloamoniowy.Dane zamieszczone w tabeli II wskazuja, ze ba¬ dane zwiazki o ogólnym wzorze 1 wykazuja wy¬ jatkowo silne dzialanie hamujace w stosunku do Sinicy Oscillatoria sp., przewyzszajace znacznie dzialanie hamujace standardów, przy podobnej ak¬ tywnosci w stosunku do bakterii Sphaerotilus na¬ tans.Zwiazki o ogólnym wzorze 1 otrzymuje sie w reakcji czwartorzedowania trzeciorzedowych amin RaR2CnH2n+iN, gdzie R1, R2 i n maja wyzej poda¬ ne znaczenie, halogenkami benzylowymi przedsta¬ wionymi wzorem 4. Czwartorzedowanie prowadzic mozna w roztworze rozpuszczalnika takiego jak np. benzen, acetonitryl, dwumetyloformamid wzgle¬ dnie mieszaniu rozpuszczalników. Zwiazki przed¬ stawione wzorem 1 mozna otrzymac równiez przez czwartorzedowanie chlorowcoalkilami amin przed¬ stawionych wzorem 5.Srodek wedlug wynalazku stanowi mieszanine substancji czynnej o ogólnym wzorze 1, wody i/lub substancji przeciwpieniacej, takiej jak oleje mety- 5 679 4 lo-silikonowe typu Silpian i/lub srodka powierzch- niowo-czynnego, takiego jak produkt addycji tlen¬ ku etylenu do nasyconych kwasów tluszczowych i/ /lub srodka antykorozyjnego typu krzemianowych 5 inhibitorów korozji.Srodek ten moze byc stosowany w postaci roz¬ tworów wodnych, past i koncentratów stalych. Do preparatów koncowych mozna wprowadzic równiez inne dodatki takie jak srodki bufurujace, zmiek¬ lo czajace wode i srodki przeciwdzialajace powstawa¬ niu osadów i kamienia kotlowego.Srodek wedlug wynalazku jest dobrze rozpusz¬ czalny w wodzie co umozliwia jego szybka pene¬ tracje do zlogów biologicznych i latwe dawkowa- 15 nie oraz jest nielotny, co eliminuje mozliwosc strat podczas odparowywania wody w ukladach chlod¬ niczych. Stosowanie srodka* wedlug wynalazku ob¬ jasniaja przyklady.Przyklad I. 25 czesci wagowych chlorku N-do- 20 decylo-N-/2-hydroksyetylo/-N-metylo-N-[3-/1/?-mety- lo-^-nitro/winylo-4-metoksy] benzylo amoniowego zmieszano z 1 czescia wagowa Silenalu S, 2 cze¬ sciami . wagowymi Rokacetu S-8 i 72 czesciami wa¬ gowymi wody, 25 Tak przygotowany srodek w formie plynnej sto¬ sowano do zwalczania glonów w laboratoryjnym modelu ukladu chlodniczego skladajacym sie z u- kladu rozdeszczajacego, wymiennika ciepla oraz zbiornika wody ochlodzonej. Calkowita objetosc 30 wody krazacej w ukladzie wynosila 2 dcm*5. Wode krazaca w ukladzie zaszczepiono glonami Oscilla^ toria sp. i pozostawiono hodowle przez 30 dni. Po tym czasie dodano przygotowany srodek w ilosci takiej aby stezenie substancji aktywnej wynosilo 35 100 mg/dcm8. Po 14 dniach oznaczono przyrost bio¬ masy glonów przez wazenie plytek szklanych, na których rozwijaly sie mikroorganizmy, umieszczo¬ nych w miejscu rozdeszczania. Kontrole stanowi¬ la próba bez dodatku srodka. Stwierdzono calko- 40 wite zahamowanie rozwoju mikroflory, a przy¬ rost biomasy wynosil zero.Przyklad II. 20 czesci wagowych chlorku N- -[3-//?-metyloi/?-nitro/-winylo-4-metoksy]benzylo-N- -tetradecylo-morfoliniowego zmieszano z 2 czescia- 45 mi wagowymi Silpianu 2, 1 czescia wagowa Sile¬ nalu S i 77 czesciami wagowymi wody. Tak przy¬ gotowany srodek w formie plynnej stosowano do zwalczania wyhodowanej uprzednio biomasy bak¬ terii Sphaerotilus natans w laboratoryjnym mode- 50 lu ukladu chlodniczego jak w przykladzie I. Po 30 dniach hodowli wprowadzono przygotowany srodek w ilosci takiej aby stezenie substancji ak¬ tywnej wynosilo 250 mg/dcm8. Po 14 dniach stwier¬ dzono zahamowanie rozwoju bakterii wynoszace 55 80—901% przyrostu biomasy w poszczególnych do¬ swiadczeniach. W pieciu doswiadczeniach stwier¬ dzono srednie zahamowanie 86,5%.125 679 5 6 Tabela I Nr zwiazku . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 F 3—HC=CCH3N02 3—HC=CCH3N02 3—HC= CCH3N02 3—HC=CCH3N02 3—HC= CCH3N02 3—HC= CCH3N02 3—HC=CCH3N02 3—HC=CCH3N02 3—HC=CCH3N02 3—HC=CCH3N02 3—HC=CCH3N02 3—HC=CCH3N02 3—HCO 3—HCO 3—HCO 3—HCO 3—HC=CCH3N02 3—HC=CCH3N02 3—HC=CCH3N02 3—HC=CCH3N02 3—HC=CCH3N02 3—HC=CCH3N02 3—HC=CCH$N02 3—HC=CCH3N02 3—HC=CCH3N02 H 4—HCO 4—HC =CCH3N02 4—HC=CCH3N02 4—CN Y 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 4—OCH3 6—OCH3 6—OCH3 6—OCH3 6—OCH3 6—OCH3 6—OCH3 6—OCH3 6—OCH3 6—OCH3 — —' •— — — m 1 0 0 0 0 0 Rl R2 —/CH2/2—O—/CH2/2— —/CH2/2—O—/CH2/2— —/CH2/2—O—/CH2/2— —/CH2/2—O—/CH2/2— —/CH2/2—O—/CH2/2— ^/CH2/2—O—/CH2/2— —/CH2,/2—O—/CH2/2— —/CH2/2—O—/CH2/2— —CH3 —CH3 —CH3 —CH3 —CH3 —CH2CH2OH —CH2CH3 —CH2CH2OH —CH3 —CH3 —CH3 —CH3 —CH2CH3 —CH2CH2OH —/CH2/2—O—/CH2/2— —CH3 —CH3 —CH3 —CH3 —CH3 —CH2CH2OH —CH2CH3 —CH2CH2OH —/CH2/2—O—/CH2/2— —/CH2/2—O—/CH2/2— —/CH2/2—O—/CH2/2— —CH2—CH—O—CH—CH2— CH3 CH3 —CH3 —CH3 —CH3 —CH3 —CH3 —CH3 —CH3 —CH3 —CH3 —CH2CH2OH —CH3 —CH2CH2OH n 1 7 8 10 12 13 14 16 10 12 12 12 10 12 12 14 10 12 12 12 1 8 12 12 12 12 12 12 12 12 X Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl .Cl Cl • cl Cl Cl Cl Cl Cl .Cl Cl Cl Cl ¦ Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Tabela II Hamowanie wzrostu glonów i bakterii przez chlorchlorki benzylotrójalkiloamoniowe °/o Nr zwiazku 1 1 2 3 4 . 5 6 7 • 8 9 10 11 12 Stezenie mg/dm3 Oscillatoria sp. 20,0 2 0,0 49,2 55,7 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 2,0 3 24,6 100,0 100,0 100,0 72,1 0,0 31,1 100,0 100,0 0,4 4 100,0 100,0 78,7 100,0 .32,8 Sphaerotilus natans 200 5 7,7 24,0 12,5 38,5 6,7 25,0 79,8 32,7 14,4 31,7 8,6 6,7 100 6 | 62,1125 679 c.d. tabeli II 1 1 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Standard I II III 1 IV 1 2 69,3 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 0,0 0,0 100,0 100,0 34,4 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 | 1 3 60,7 44,3 i 50,8 0,0 75,4 32,8 100,0 — — 16,4 44,3 — 63,8 0,0 100,0 62,3 0,0 100,0 100,0 0,0 100,0 | 4 — — — — — — 100,0 — — — — — — — 100,0 — — 1 0,0 0,0 0,0 0,0 | 5 49,0 37,5 85,6 31,7 44,2 16,3 43,3 31,7 48,1 30,7 41,3 9,6 6,7 77,3 26,0 5,8 0,0 79,8 78,0 78,0 74,0 74,0 k | 6 — 51,5 — — — — — — - — — — — 38,8 — — — 64,1 60,0 49,0 62,0 70,0 | Zastrzezenie patentowe Srodek do zwalczania obrostów biologicznych w przemyslowych ukladach wodnych, a zwlaszcza w ukladach chlodniczych, zawierajacy substancje czynna, wode z ewentualnym dodatkiem substan¬ cji przeciwpieniacej, srodka powierzchniowo-czyn- nego i srodka antykorozyjnego, znamienny tym, ze jako substancje czynna zawiera zwiazek lub mieszaniny zwiazków o ogólnym wzorze 1, gdzie Rl i R2 stanowia rodnik alkilowy lub hydroksy- 30 35 40 alkilowy (Ci—C4), wzglednie Ri i R2 wraz z ato¬ mem azotu stanowia pierscien o wzorze 2, gdzie W stanowi grupe metylenowa lub atom tlenu, U i T stanowia podstawniki metylowe lub atomy wo¬ doru, a n ma wartosc 1—20, natomiast F stanowi grupe formylowa, cyjanowa lub nitroalkenylowa o wzorze 3, gdzie Ra stanowi atom wodoru lub pod¬ stawnik alkilowy (Ci—C4), zas Y stanowi grupe hydroksylowa, nitrowa lub alkoksylowa albo al¬ kilowa (Ci—C4), a m oznacza ilosc podstawników Y i wynosi 0—4, natomiast X stanowi atom chlo¬ rowca.Jfrn R1 FXCH2-Nic H2nl1X© 'r2 wzór 1 -N W wzór 2 -CH=CRJNO- wzór 3 F^CH2X wzór 4 Ym R1 FJÓ-cHr< V wzór 5 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Srodek do zwalczania obrostów biologicznych w przemyslowych ukladach wodnych, a zwlaszcza w ukladach chlodniczych, zawierajacy substancje czynna, wode z ewentualnym dodatkiem substan¬ cji przeciwpieniacej, srodka powierzchniowo-czyn- nego i srodka antykorozyjnego, znamienny tym, ze jako substancje czynna zawiera zwiazek lub mieszaniny zwiazków o ogólnym wzorze 1, gdzie Rl i R2 stanowia rodnik alkilowy lub hydroksy- 30 35 40 alkilowy (Ci—C4), wzglednie Ri i R2 wraz z ato¬ mem azotu stanowia pierscien o wzorze 2, gdzie W stanowi grupe metylenowa lub atom tlenu, U i T stanowia podstawniki metylowe lub atomy wo¬ doru, a n ma wartosc 1—20, natomiast F stanowi grupe formylowa, cyjanowa lub nitroalkenylowa o wzorze 3, gdzie Ra stanowi atom wodoru lub pod¬ stawnik alkilowy (Ci—C4), zas Y stanowi grupe hydroksylowa, nitrowa lub alkoksylowa albo al¬ kilowa (Ci—C4), a m oznacza ilosc podstawników Y i wynosi 0—4, natomiast X stanowi atom chlo¬ rowca.Jfrn R1 FXCH2-Nic H2nl1X© 'r2 wzór 1 -N W wzór 2 -CH=CRJNO- wzór 3 F^CH2X wzór 4 Ym R1 FJÓ-cHr< V wzór 5 PL