SE524377C2 - Förfarande och ytbehandlingsmedel för att förhindra påväxt på ytor under vatten - Google Patents

Description

20 25 30 35 524 377 h) 3. Nyberg-Swenson B E, Are acetylcholine-induced acetylgroups driving fuel cells in the systems of transducin, t and G proteins? Med. Hypothesis 2002, Vol. 58, No.5, pages 388-394.

I WO 00/42851 (=SE 513 474 C2, Elwing, H och Mårtensson, L) föreslås användning av medetomidin eller en strukturell eller biologisk analog därav, t ex clonidin (kateminer) för att förhindra pâväxt av Kräftdjur, särskilt havstulpaner. Kateminema intar sarmolikt ett annat ämnes plats vid transporten av elektroner till syre men utan detta ärrmes förmåga att leda elektroner vil- ket förhindrar energibíldningen. Kateminer innehåller en imidazolring och kan tänkas binda till samma receptorer som elektronledande ämnen med samma ring (adenin, guanin, (hypo)xantin etc). Det är flera typer av receptorer som aktiverar adenylatcyclas och proteinkinaser och tidigare försök med kateminer har visat en gifieffekt hos havsborstmaskar och fiskar. Om så är, är katemi- ner giftiga för alla syreberoende organismer.

I WO 00/42851 anges att ”cypridlarverna (som bildar havstulpaner) oväntat reagerar på kateminema som normalt är aktiva hos ryggradsdjur”. Då det är oundvikligt att båtbottenfärgemas substanser sprids i haven så småningom, och precis som PCB, DDT med flera ämnen anrikas hos organismer, framstår inte kateminer som ett lovvärt altemativ till andra prövade substanser. Ka- teminer är stabila substanser. Om de snabbt skulle oxideras, förlorar de sin toxiska egenskap, men därmed även sin funktionalitet.

UPPENBARANDE AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande och ett ytbe- handlingsmedel som är höggradigt effektiva mot marin påväxt men trots detta är miljövänliga.

Detta uppnås genom att förfarandet respektive ytbehandlingsmedlet av det inledningsvis nänmda slaget utformas med de särdrag som anges i kravens l respektive 6 kännetecknande delar.

Genom att enligt uppfinningen använda ämnen som är giftiga i högre doser men som i läg- re doser omvandlas till för en organism nödvändiga substanser motverkas påväxt utan att miljön påverkas skadligt. En etablering av kräftdjur och andra organismer på fasta ytor förhindras samti- digt som havsmiljön tillförs nyttiga ämnen för syreberoende organismer. Uppfmningen innefattar användningen av minst en substans som är giftig vid exposition i högre doser men essentiell i lägre doser då organismer kan omvandla den till en viktig nödvändig molekyl för generering av energi. Innebörden av detta är att en giftig substans som omfattas av föreliggande uppfinning fór- hindrar biofouling men är inte giftig mot havets organismer när den läcker ut. Problemet med att hitta ett ytbehandlingsmedel som är höggradigt effektivt mot marin påväxt men trots detta är mil- jövänligt löses på motsvarande sätt genom att det inledningsvis nämnda ytbehandlingsmedlet för förhindrande av biofouling innefattar de särdrag som anges i kravets 6 kännetecknande del.

Genom att förfarandet och ytbehandlingsmedlet av det inledningsvis nämnda slaget utfor- mas med de särdrag som anges i slutet av kravens 1 respektive 6 kännetecknande delar uppnås ett 10 15 20 25 30 35 m ro -fi- (Jxl -a w. b» förfarande och ett ytbehandlingsmedel som är höggradigt effektiva mot marin påväxt men trots detta är miljövänliga.

Det är lämpligt att förfarandet respektive ytbehandlingsmedlet av det inledningsvis nämn- da slaget utformas med de särdrag som anges i kravens 2-5 respektive 7-9 kännetecknande delar.

BESKRIVNING AV DE FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMERNA Etableringen av kräftdjur och andra organismer på båtkölar utgör ett allvarligt problem för sjöfarten i många länder. Hittills har endast giftiga substanser i färger eller andra ytbehandlings- medel visat sig kunna förhindra biofouling. Men dessa ämnen är lika giftiga mot havets organis- mer när de läcker ut. De bryts inte ned utan ansamlas i haven. Därför är det mycket angeläget att hitta altemativ som är skonsamma mot miljön.

Uppfinningen innefattar användningen av de substanser som anges i kravens 1-2 respekti- ve 6-7 kännetecknande delar. I sökandet bland ämnen som är giftiga vid exposition i högre doser men essentiella i lägre doser då organismer kan omvandla dem till viktiga nödvändiga molekyler för generering av energi, framstår nikotin och selen i atomär form, Se(0), som mycket lovvärda.

Utspädda lösningar av nikotin har tidigare använts som pesticid men blivit förbjudna på grund av sin höga giltighet. Då de ofia hanterades av personer som inte var tillräckligt medvetna om hur farligt änmet är, inträffade (döds)olyckor bland både bam och vuxna.

Men níkotinamid, efier bildning av níkotinamiddinukleutid (NADl) är ett oerhört viktigt ämne i samband med den transport av väte (elektroner och protoner) till syre som är villkoret för cellemas energibildning och därmed livets existens. Nikotin omvandlas till nikotinarnid av orga- nismer och binder till samma receptorer som acetylkolin (3. Nyberg-Swenson B. E., Are acetyl- choline-induced ..., loco cit.). Dessa ämnens reaktioner styr aktiviteten mellan muskel- och nerv- celler eller mellan nervceller. Vid en för hög eller snabb nikotintillförsel, som kan leda till en or- ganisms död, hinner sannolikt inte nikotinet omvandlas till nikotinamid utan binder direkt till receptorema. Men nikotin saknar den viktiga förmågan att transportera laddningar. Den resulte- rande inaktiviteten, bristen på energi, är förödande för en organism. NAD* kan också främja jäs- ningsprocesser som visserligen ger energi men inte tillräckligt för att upprätthålla livet hos en högre stående organism.

Jäsningsprocesser kan också gynnas när transporten av elektroner till syre är störd eller otillräcklig. Ett exempel på detta är bildningen av mjölksyra i samband med en hård fysisk an- strängning. Men samtidigt ökar mängden NADH. Vätet och en elektron i denna utnyttjas senare när den normala transporten av väte och elektroner till syre kommit igång ordentligt igen. En vik- tig länk bland många i kedjan av vätetransportörer är selenlänken. Den innehåller två selenpartik- lar med olika valens (-II och 0) varav den första selenpartikeln ersatt svavel i cystein bundet till ett protein (1. Nyberg-Swenson, B. E., The selenium link, loco cit.). Ända tills 1952 när selen l0 15 20 25 30 35 524 377 .En visade sig vara ett essentiellt ämne för djur och kunde förhindra muskeldystrofi, betraktades äm- net enbart som ett gifl. Om Se(0) eller ett selensalt (selenit, selenat etc) tillförs en organism i höga doser leder detta till en utsöndring av Se(0) tillsammans med den andra Se-formen ( 1. Nyberg- Swenson, B. E., The selenium link, loco cit.). Halten Se(-II) kan bli så låg att organismen tar skada eller till och med dör. Därför klassificeras Se(0) och Se-salter som starka gifter.

Genom att både nikotinamid och Se-länken är nödvändiga substanser vid transporten av väte (eller elektroner och protoner) i samma kedja, ger en för hög tillförsel av nikotin och Se(0) eller ett selensalt, synergistiska gifteffekter.

Utvecklingen av många organismer sker i mycket stor utsträckning till fasta ytor. Orga- nismer utnyttjar substanser i fästrnaterialet som är nödvändiga för deras utveckling. Utan kemiska reaktioner och bindningar med dessa substanser, skulle organísmema varken kunna sitta fast eller leva på ytoma. Detta har man fiinnit för bakterier som utvecklas i anslutning till mineraler (PEDERSEN, K., “Díversity and activity of microorganisms in deep igneous rock aquifers of the Fennoscandian shield”, In: Subsurface Microgeobiology and Biogeochemistry. Edited by Fredrickson J. K. and Fletcher M., 2001, ISBN 0-471-3 1577-X) och högre organismer som t ex havstulpaner är säkert inget undantag. Ingen organism kan därför använda ett underlag för sin utveckling som medför en exposition för höga doser av gifter som t ex nikotin och/eller Se(0).

Praktiskt uppnås ett sådant underlag genom användning av ett ytbehandlingsmedel enligt krav 8 och lämpligen med något av de särdrag som anges i kravens 11 och 12 kännetecknande delar.

Med minst endera av nikotin och Se(0) eller substanser som kan omvandlas till dessa äm- nen (nomikotin, myoamin, anabasin, selenit, selenat etc) i ytbehandlingsmedel (t ex båtbottenfár- ger) som skall skydda mot påväxt på ytor i en marin miljö, motverkas en påväxt tack vare ämne- nas giftverkan. Det är otänkbart att en organism kan undvika ämnena om de ingår i ytbehand- lingsmedel (färger) på behandlade (målade) ytor, t ex båtkölar, som de försöker fasta vid, efter- som ämnena kan binda till receptorer hos organismen. Det är därför som det kan räcka med en nikotinfläck på ett klädesplagg för att bäraren skall ta skada.

Med de påväxthindrande medlen anlagrade till en polymer, som ingår i färgema eller andra ytbehandlingsmedel för marina ytor, förhindras att de läcker ut till omgivningen för snabbt.

Men ett läckage är oundvikligt. Halten av substansema i havet blir dock genom den tillkommande utspädningseffekten mycket låg. Vid så låga doser som det blir fråga om har nikotin och selen enbart positiva effekter. Risken är obefintlig för att någon organism i havet skall exponeras för toxiska doser på armat sätt än genom kontakt med de behandlade ytor på vilka man vill undvika dem. I stället fungerar ämnena som miljöskydd då de främjar utvecklingen av organismer.

Färger som lämpar sig för inblandning av de påväxthindrande medlen kan utgöras av helt konventionella standardfalrger, exempelvis akrylatbaserade färger, varvid polymeren utgörs av polyakrylat. 10 15 20 524 577 Um Jämfört med alla existerande eller föreslagna substanser är nikotin och Se(0) inte bara ogiftiga utan också värdefulla substanser för alla syreberoende organismer i den halt som de kan komma att uppträda i haven i samband med ett utnyttjande för att undvika påväxt i marina miljö- er.

Selenet har en oerhört viktig betydelse och är mycket sårbart på grund av att endast en mycket liten mängd erfordras för en god funktion. Men många av Jordens selentillgångar är idag inaktiverade genom ämnets starka bindning till flera metaller (Hg, Cd, Pb, etc), DDT, PCB, freo- ner och andra halogenorganiska föreningar - den enda orsaken till änmenas giftighet (2. Nyberg- Swenson B. E., ”Is molecular oxygen. . ., loco cit.). I Finland har man med gott resultat tillsatt selenit till jorden över stora områden. Haven skulle säkert må bra av samma åtgärd, vilket kan ske via båtbottenfárger. Den positiva miljöeffekten blir tvåfaldig.

En vidareutveckling av innovationen underlättas genom kunskapen om hur de Omnämnda substansema reagerar hos organismer, något som man inte kärmer till för andra utnyttjade ämnen.

Nikotin och Se(0) är stabila substanser väl lämpade för inkorporering i polymerfárg av- sedd för bestrykning av marina konstruktioner.

Som ett komplement kan de ifrågavarande substansema anbringas utanpå eller inuti rör och andra marina konstruktioner genom (högtrycks)spolning, även om det är oundvikligt att sprutvätska sprids i omgivningen. Detta medför ingen olägenhet ur miljösynpunkt om bara skyddsåtgärder vidtas mot exponeringsrisker för inblandade individer.

Claims (9)

1. 0 15 20 25 30 524- 377 Patentkrav Förfarande för att förhindra marina organismer, såsom t ex havstulpaner, att etablera (settla) på en fast yta genom att man på nämnda yta påför minst en påväxt förhindrande aktiv sub- stans, kännetecknat av att man som nämnda minst en aktiva substans väljer en som har en giftverkan i högre doser, men vilken substans omvandlas till en för nämnda organism nöd- vändig substans som är funktionell i lägre doser och att man för att hindra påväxt av en syre- beroende organism väljer som nämnda minst en substans en som dels bromsar transport av väte (elektroner och protoner) till syre, (vilket är ett villkor för nerv- och muskelcellers ener- gibildning och därmed deras aktivitet, vilken är ett villkor för en etablering) och dels utnyttjas efter omvandling av den syreberoende organismen.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att man som nämnda minst en vätetransport- bromsande substans väljer åtminstone den ena av nikotin och selen i atomär form, Se(0), eller substanser som kan omvandlas till dem (nomikotin, myoamin, anabasin, selenit, selenat etc).

3. F örfarande enligt något av kraven 1-2, varvid nämnda fasta yta är en marin konstruktion.

4. F örfarande enligt krav 3, varvid nämnda fasta yta är ett fartygsskrov.

5. Förfarande enligt krav 3, varvid nämnda fasta yta är en rörledning i havsvatten.

6. Ytbehandlingsmedel för påföring på en fast yta för förhindrande av etablering av marina or- ganismer, såsom t ex havstulpaner, på ytan, vilket ytbehandlingsmedel innefattar en blandning av minst en aktiv substans som förhindrar påväxt och en bärare för den aktiva substansen, kännetecknat av att som nämnda minst en aktiva substans valts en som har en gifiverkan i högre doser, men vilken substans omvandlas till en för nämnda organism nödvändig substans som är funktionell i lägre doser och att den dels bromsar transport av väte (elektroner och pro- toner) till syre, (vilket är ett villkor för nerv- och muskelcellers energibildning och därmed de- ras aktivitet, vilken är ett villkor för en etablering) och dels utnyttjas efter omvandling av den syreberoende organismen.

7. Ytbehandlingsmedel enligt krav 6, kännetecknat av att som nämnda minst en vätetransport- bromsande substans valts åtminstone den ena av nikotin och selen i atomär form, Se(0), eller substanser som kan omvandlas till dem (nomikotin, myoamin, anabasin, selenit, selenat etc).

8. Ytbehandlingsmedel enligt något av kraven 6-7, kännetecknat av att bäraren är en polymer, som förhindrar den aktiva substansen att snabbt läcka ut. \I

9. Ytbehandlingsmedel enligt krav 8, kännetecknat av att polymeren är en färg for målning av ytor som exponeras för marin påväxt, t ex fartygsskrov och rörledningar i havsvatten.