Verfahren und Mittel zur Suspendierunq fester oder flüssiger, fetthaltiger oder fettiger Verunreinigungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Mittel zur Suspendierung fester oder flüssiger, fetthaltiger oder fettiger Verunreinigungen, beispielsweise zum Binden von auf Wasser bzw. Meerwasser schwimmenden und/oder im Bereich des Gestades sowie am Federkleid oder Fell von Tieren befindlichen flüssigen Verunreinigungen, insbesondere Erdöl, Rohöl oder dgl. oder rußhaltiger Verunreinigungen auf Oberflächen von Gebäuden, Tunnel, Planen oder dgl.
Es ist bekannt, dass die Schäden, die immer wieder durch Unfälle von Öltankschiffen angerichtet werden, unabsehbar sind. Unmittelbar sichtbar ist zunächst die Ölpest an den Küsten, insbesondere das qualvolle Sterben von Tieren durch Verklebung des Gefieders von Vögeln oder des Felles von im
Wasser lebenden Säugetieren. Vernichtung ganzer Ernten von Muschelfarmen, enorme Einbußen im lokalen Fischfang, das Ausbleiben von Gästen in Bade- und Tourismusgebieten sind einige der offensichtlichen und unmittelbaren wirtschaftlichen Begleiterscheinungen solcher Ölunfälle. Lange Zeit noch leidet die Region an den Spätfolgen der Ölpest.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und ein Mittel zu schaffen, das einerseits die obigen Nachteile zumindest verringert und das anderseits der Natur nicht einen weiteren Schaden zufügt.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Erfindung gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Entfernung dieser Verunreinigungen ein Mittel enthaltend mindestens Ester niederer Alkohole, wie beispielsweise Fettsauremethylester sowie Tenside auf die Verunreinigungen in konzentrierter Form oder mit Wasser verdünnt, aufgebracht bzw. aufgesprüht wird, dass anschließend das Mittel mit den
Verunreinigungen und Wasser eine milchig, trübe Suspension bildet und dass diese Suspension beim Entfernen von Öl auf Wasser durch natürliche und/oder herbeigeführte Bewegung, insbesondere durch die natürliche Wellenbewegung des Wassers bzw. des Meerwassers oder durch Wind sich mit dem Wasser bzw. mit dem Meerwasser weitermischen und infolge ihrer Schwerkraft im Wasser bzw. im Meerwasser schweben bzw. zu Boden sinken bzw. beim Entfernen von Öl am Gestade oder von festen Verunreinigungen an Oberflächen die Suspension mit Wasser weggespült wird.
Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, feste oder flüssige, fetthaltige
Verunreinigungen biologisch zu entfernen. So kann beispielsweise ein Ölfilm auf der Wasseroberfläche oder auch ein Ölfilm am Gestade mit dem ebenfalls erfindungsgemäßen Mittel rasch aufgelöst werden, wodurch die Sauerstoffsperre durch das Öl wegfällt und die oben aufgezeigten nachteiligen Folgen weitestgehend vermieden werden. Ferner erfährt der biologische Abbau der suspendierten Bindemittel-Ölkomplexe eine Beschleunigung.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wird der Ester niederer Alkohole mit den Tensiden durch hoch energetische Agitation, wie beispielsweise durch Ultraschall, durch Durchpumpen durch einen Kavitationsreaktor, durch Anlegen eines hochfrequenten elektrischen Wechselfeldes, durch Schermixer od. dgl., in eine smektische Phase gebracht. Bei Kontakt dieser smektischen Phase mit Öl auf Wasser wird die unmittelbare Emulgierung der Ölphase erreicht. Durch die enge Bindung des öllösenden Esters mit dem Tensid auf molekularer Ebene dringt dieser Komplex unmittelbar und blitzartig in das Öl ein und zwar auf direktem Wege und nicht über den Umweg des Wassers, wie es bei den derzeit verwendeten Tensiden charakteristisch ist. Durch das direkte Eindringen des Mittels in die Ölschicht ist eine optimale Ausnutzung der dispergierenden Wirkung gegeben und es wird wesentlich weniger Mittel zur Auflösung des Olfilmes gebraucht, als bei der mittelbaren Wirkung derzeit verwendeter Tenside über den Umweg des Wassers und dessen Verdünnungswirkung.
Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachstehend aufgezeigt. Das Mittel wird auf den Ölfilm aufgebracht, wobei bei einem relativ dicken Ölfilm das Mittel in adequaten Mengen aufgetragen wird. Wenn sich das das Wasser verschmutzende Öl auf einer großen Fläche verbreitet hat, wird mit einem Sprühvorgang das Mittel aufgebracht. Ist nun dieses erfindungsgemäße Mittel auf dem Ölfilm aufgebracht, so verbindet sich das Mittel mit dem Öl mit einer Einwirkzeit im Sekundenbereich, der Ölfilm verschwindet durch die natürliche oder herbeigeführte Bewegung des Wassers und die Suspension zeigt sich zunächst als intensive, milchig weiße Trübung. Gemäß den Versuchen verdünnt sich der Öl-Suspensionsmittelkomplex durch die fortwährende Vermischung mit Wasser und es bleibt eine Trübung des Wassers in der Nähe der Oberfläche. Die die Trübung verursachenden Partikelchen schweben oder sinken zu Boden.
Es ist bekannt, dass Erdöl prinzipiell biologisch abbaubar ist. Der Grund, dass dieser biologische Abbau bei Ölunfällen so lange dauert, ist darin zu suchen, dass das Öl zuerst als Film auf der Wasseroberfläche vorliegt, der den Zutritt von Luftsauerstoff, den die Mikroben zum Abbau benötigen, verhindert. Der Luftzutritt wird erst dann möglich, wenn sich das Öl mit der Zeit zu kompakten Klumpen formiert. Aber auch diese Klumpen haben eine im Verhältnis kleine Oberfläche, so dass der natürliche Abbau durch die Mikroben nur langsam erfolgt. Außerdem verarmt das betroffene Wasser an essentiellen Nährstoffen für die Mikroben. Das Wachstum der Mikroben und damit der Abbau des Öls verlangsamt sich dadurch weiter und etabliert sich dann auf einem niederen Niveau. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Abbau substanziell beschleunigt, da der Ölfilm rasch aufgelöst wird und dadurch der Luftsauerstoff für die Tätigkeit der Mikroben zur Verfügung steht.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der smektischen Phase zwischen öllösenden und dispergierenden Anteil kann das Mittel an die Zähigkeit und die
Schichtdicke des Olfilmes angepaßt werden. Die Anpassung erfolgt über die veränderlichen Verhältnisse an öllösenden und dispergierenden Anteilen.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Mittel der eingangs genannten Art zu schaffen, das umweltschonend das obige Verfahren unterstützt.
Das erfindungsgemäße Mittel ist dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens 3 Gew.%, insbesondere 5-15 Gew.% Ester niederer Alkohole, wie beispielsweise Fettsauremethylester und Tenside enthält und dieses Mittel gegebenenfalls mit Wasser oder Meerwasser verdünnt ist. Die Hauptaufgabe des Ester niederer Alkohole ist darin zusehen, dass das Erdöl bzw. Rohöl durch den Ester verdünnt wird und durch die Tenside in so kleine Einheiten dispergiert wird, dass dieser Komplex gleich schwer oder schwerer wie Wasser wird. Die Dispergierung bewirkt eine enorme Vergrößerung der Oberfläche des Rohöl-Ester-Gemisches. Entsprechend dem Viskositätsgrad des Öles wird der Anteil an Ester gewählt. Bevorzugt wird als Ester Fettsauremethylester verwendet. Dieser eignet sich ganz besonders zur Verdünnung des Erd- oder Rohöles.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung sind in dem erfindungsgemäßen Mittel Kalilauge und/oder Polyole und/oder Emulgatoren auf der Basis von Phosphatiden und Pflanzenseifen und/oder niedere Alkohole enthalten. Wie später noch einzeln aufgezeigt, verbessern derartige Zugaben die Qualität der Wirkung dieses erfindungsgemäßen Mittels enorm. So kann damit der Zeitfaktor des Abbaues durch die Aktivitätserhöhung der
Mikrobentätigkeit wesentlich verkürzt werden. Beides trägt zur schnelleren Gesundung der Natur bei.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind 10-45 Gew.% Tenside, wie beispielsweise Kaliseifen, enthalten. Statt Kaliseifen können auch gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoff-Carboxilate, Sulfonate, Phosphate, quarternäre Ammoniumverbindungen, anionische, kationische oder
nichtionische Tenside sowie deren Mischungen oder Mischungen dieser Stoffe Verwendung finden. Durch die Zugabe von Tensiden werden die Oberflächen der Rohöl-Ester-Tröpfchen quasi umhüllt. Es ergibt sich ein sehr ähnlicher Effekt, wie der sogenannte Waschmitteleffekt, verstärkt und intensiviert durch die oben erwähnte smektische Phase. Diese bewirkt, dass das Öl in sehr viel kleinere Tröpfchen zerteilt und der Abbau durch die Vergrößerung der Oberfläche wesentlich gesteigert wird. Durch die Umhüllung der einzelnen Tröpfchen wird dem Erd- bzw. Rohöl die Giftigkeit und Aggressivität genommen, die es im direkten Kontakt mit der Haut aufweist. Die im Öl befindlichen krebserregenden Stoffe, wie beispielsweise Antranzen oder ein- und mehrkernige Aromaten, werden praktisch isoliert.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind 2-8 Gew.% Kalilauge enthalten. Die Kalilauge verstärkt die Tensidwirkung der Seifen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind 20-45 Gew.% Polyole, wie beispielsweise Glyzerin, enthalten. Als wasserlösliche Substanzen können einfach oder mehrfach bzw. höhere, mehrwertige Alkohole wie Polyäthylenglycol, Ethylenglycol, Propylenglycol, 1 ,4-Butandiol oder 2,3-
Butandiol aber auch Sorbitole oder Polysorbitole Verwendung finden. Auch der Einsatz von Zucker oder zuckerähnlichen Stoffen ist denkbar. Diese hygroskopischen Substanzen bewirken eine sehr rasche Vermischung mit Wasser.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind 1 -10 Gew.% Emulgatoren, wie beispielsweise Mono- oder Diglyzeride, Phosphatide, Lezithin oder eine Mischung derselben, enthalten. Derartige Emulgatoren, wie auch Lezithine oder Amino-Alkohole, haben die Aufgabe, da sie schwerer als Wasser und nichtlöslich sind, das spezifische Gewicht der Erd- bzw. Rohölpartikel durch Anlagerung an diese mit polaren Kräften zu erhöhen. Darüber hinaus bilden beispielsweise die Phosphatide ein Nährstoff-Reservoir für die Mikroben.
Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind 5-15 Gew.% niedere Alkohole, wie beispielsweise Methanol, Äthanol, n-,i-Propanol, i-, neo-, Butanol enthalten. Diese Substanzen verbessern die Aufsprühfähigkeit des Mittels.
Als Beispiel für ein erfindungsgemäßes Mittel kann die nachfolgende Zusammensetzung für die Suspendierung von 10 000t Rohöl im Meer verwendet werden:
Fettsauremethylester 500t
Tenside, insbesondere Schmierseife 2 500t
Wasserlösliche Substanzen, insbesondere Polyole 1 000t
Niedere Alkohole 500t
Emulgatoren 500t
Dieses derart zusammengesetzte Mittel wird mit gleicher Menge Wasser oder Meerwasser vermischt und zur Bekämpfung der Ölverschmutzung eingesetzt.
Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Mittels verschwindet der Ölfilm von der Oberfläche des Meerwassers und zwar zusammengefaßt aus folgenden Gründen: durch die millionenfache Vergrößerung der Oberfläche durch
Dispergierung des Öls, durch Absinken der dispergierten Mikropartikel und damit der Ermöglichung des Sauerstoffaustausches mit der Luft an der
Wasseroberfläche, durch Gehalt von essentiellen Nährstoffen im Dispensionsmittel in der
Menge, welche die Mikroben für ihre Vermehrung und Abbautätigkeit brauchen - alle Bestandteile des Mittels sind außerdem selbst rasch und vollständig biologisch abbaubar und fördern auch durch diesen Umstand den Abbau der Kohlenwasserstoffe.
Die oben genannten Faktoren verhindern eine Verseuchung des Wassers und der Küste und damit alle eingangs erwähnten nachteiligen Folgen des Standes der Technik für die betroffenen Regionen, soferne dieses Mittel rasch genug nach dem Ölaustritt eingesetzt wird.
Sollte aber schon eine Kontamination der Gestade oder der Strandgebiete erfolgt sein, wird durch Auftrag dieses erfindungsgemäßen Mittels und anschließendem Spülen mit Wasser das Öl als Suspension weggespült und damit die ärgsten Schäden vermieden. Insbesonders ist es auch durch die Verträglichkeit des erfindungsgemäßen Mittels möglich, Lebewesen damit zu besprühen und mit Wasser anschließend das Öl als Suspension abzuspülen, dadurch deren Leben zu retten und sie von den Qualen der Ölverklebung zu befreien.
Die Herstellung dieses erfindungsgemäßen Mittels erfolgt aus pflanzlichen Rohstoffen, wobei sich die Kosten in Grenzen halten und erspart bei rechtzeitiger Anwendung Schäden, die ein Vielfaches an Kosten dieses erfindungsgemäßen Mittels verursachen.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Mittel auch zur Entfernung von fettigen Verunreinigungen auf Oberflächen, wie beispielsweise auf Oberflächen von Gebäuden oder Oberflächen von Fahrzeugen oder Oberflächen von Tunneln verwendet werden. Es ist aber durchaus denkbar, auch Nikotin rückstände in Flugzeuginnenräumen oder Verschmutzungen auf der Außenhaut des Flugzeuges zu entfernen. Dieses Mittel kann also generell als Reinigungsmittel eingesetzt werde. Die Oberflächenbeschaffenheit ist nicht von vordringlicher Bedeutung. Es können Beton- oder Holzoberflächen, genauso wie abwaschbare Anstriche, Lacke, beschichtete Oberflächen, Kunststoffoberflächen, aber auch Textilien einer Reinigung mit dem erfindungsgemäßen Mittel unterzogen werden.
Das Mischungsverhältnis des zur Reinigung herangezogenen, erfindungsgemäßen Mittels richtet sich nach dem Fettanteil der Verunreinigung. Je mehr Fett in der Verunreinigung enthalten ist, desto mehr Gew.% Ester wird das Mittel aufweisen.
Darüber hinaus wird, wie bereits erwähnt, durch die erfindungsgemäße Gestaltung der smektischen Phase zwischen öllösenden und dispergierenden Anteil das Mittel an die Zähigkeit und die Schichtdicke der fettigen Verschmutzung angepaßt. Die Anpassung erfolgt über die veränderlichen Verhältnisse an öllösenden und dispergierenden Anteilen.