PL165273B1 - Środek do zwalczania biologicznych obrostów w wodach przemysłowych - Google Patents

Abstract

Środek do zwalczania biologicznych obrostów w wodach przemysłowych zawierający rozpuszczalniki, znamienny tym, że stanowi mieszaninę fosforanu 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowego, kwasu alkilobenzenosulfonowego i urotropiny użytych w proporcjach wagowych od 1:1:1,2 do 1:1,2:5 z wodą lub wodą i etanolem lub wodą i acetonem.

Description

Przedmiotem wynalazku jest środek do zwalczania biologicznych obrostów w wodach przemysłowych. Służy on do ochrony otwartych zbiornikdw i kanałów oraz wymiennikdw ciepła, w tym chłodni kominowych, przed powstawaniem obrostdw biologicznych złożonych z rdżnego rodzaju drobnoustrojdw: bakterii, grzybów i glondw oraz przed rozwojem planktonu roślinnego i zwierzęcego. W otwartych zbiornikach wody przemysłowej wymienione drobnoustroje znajdują korzystne warunki rozwoju ze względu na dobre napowietrzanie, podwyższoną temperaturę, nasłonecznienie oraz obecność zanieczyszczeń o charakterze pożywek. Masowy rozwój drobnoustrojów stwarza szereg trudności eksploatacyjnych powodujących duże straty. Obrosty i osady drobnoustrojdw pogarszają przepływ wody a także wymianę ciepła w wymiennikach ciepła, a produkty ich metabolizmu są powodem nasilenia zjawisk korozyjnych.

Znane są i używane do zwalczania drobnoustrojów w wodach przemysłowych różnego rodzaju środki. Stosowane w tym celu związki zawierające aktywny chlor, a także wolny chlor, wychodzą obecnie z użycia ze względu na zagrożenie środowiska naturalnego oraz na silnie toksyczne i korozyjne własności. Z podobnych przyczyn zaniechano również używania środków zawierających nieorganiczne sole miedzi. Do stosowania zaleca się natomiast różnego rodzaju środki organiczne:.

Znany jest na przykład z polskiego opisu patentowego nr 101 435 środek do zwalczania obrostów biologicznych), zawierający jako substancję aktywną związki typu czwartorzędowych soli amoniowych. Według polskich patentów nr 68 861 i 100 364 środkiem niszczącym i hamującym rozwój drobnoustrojów wodnych jest mieszanina aldehydu β -hydroksypropionowego z akroleiną, inhibitorem polimeryzacji i korozji oraz środkiem powierzchniowoczynnym, ułatwiającym usuwanie złogów martwych drobnoustrojów. Z opisów literaturowych znane jest również stosowanie do zwalczania drobnoustrojów w wodach przemysłowych heterocyklicznych związków z wbudowanym w pierścień atomem azotu lub siarki.

Jak wiadomo z praktyki powyższe środki wykazują zróżnicowaną skuteczność w odniesieniu do różnych typów mikroorganizmów żyjących w wodach przemysłowych w zależności od panujących tam warunków bytowania i typu zanieczyszczenia wody. Z tego powodu nie są to środki uniwersalne i na przykład wymienione wyżej związki heterocykliczne są zalecane do ochrony układów wodnych przemysłu naftowego. Ponadto w stosunku do obrostów o wielogatunkowym składzie mikroorganizmów wymienione znane środki wykazują skuteczność w stężeniach zwykle powyżej 200-500 ppm i nie zawsze spełniają jednocześnie wymaganą niską toksyczność dla zwierząt wodnych oraz stałocieplnych, brak agresywności korozyjnej i brak zdolności osadotwórczej. Niezależnie od ograniczeń skuteczności jest rzeczą pożądaną w ochronie wód przemysłowych dysponowanie zróżnicowanym chemicznie asortymentem omawianych środków, gdyż przemienne ich stosowanie lub stosowanie mieszanek ogranicza procesy adaptacyjne poszczególnych gatunków mikroorganizmów oraz zastępowanie w obrostach gatunków nieodpornych - gatunkami odpornymi.

Celem wynalazku było opracowanie takiej kompozycji związków chemicznych, która spełniałaby wyżej omawiane oczekiwania, a mianowicie była skuteczna w niskich dawkach i w swoim składzie posiadała związki nie stosowane dotychczas do tych celów, aby przy przemiennym stosowaniu ograniczyć procesy adaptacyjne poszczególnych gatunków mikroorganizmów.

165 273

Nieoczekiwanie stwierdzono, że efektywnie zwalcza obrosty biologiczne o szerokim składzie gatunkowym oraz zapobiega ich powstawaniu, bez pogorszenia właściwości wód przemysłowych, środek stanowiący mieszaninę nie stosowanych do tego celu, fosforanu 0,0-dietylo-0-1-(2,4dichlorofenylo)-2-chlorowinylowego z kwasem alkilobenzenosulfonowym i urotropiną w odpowiednich proporcjach oraz rozpuszczalników.

Środek według wynalazku stanowi mieszaninę fosforanu 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowlnylowego, kwasu alkilobenzenosulfonowego i urotropiny użytych w proporcjach wagowych od 1:1:1,2 do 1:1,2 : 5 oraz rozpuszczalników, którymi są woda lub woda i etanol lub woda 1 aceton.

Fosforan 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowy jest insektycydem i substancją aktywną środków owadobójczych.

Kwas alkilobenzenosulfonowy posiada właściwości zmywającodyspergujące zanieczyszczenia i ułatwiające penetrację składników aktywnych.

Urotropina stanowi skuteczny inhibitor korozji i alkaliczny środek zobojętniający pozostałe składniki o charakterze kwaśnym. Zarówno kwas alkilobenzenosulfonowy, jak i urotropina wchodzące w skład środka według wynalazku potęgują-działanie biobójcze fosforanu 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowego. Proporcje użytych składników środka według wynalazku zostały tak dobrane, aby zapewnić jednorodność mieszaniny. W badaniach stwierdzono, że poszczególne składniki środka stosowane oddzielnie nie wykazują tak silnego działania biobójczego, jak w mieszaninie.

I tak sam fosforan 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowy użyty do zwalczania glonów Anabaena Variabilis po 7 dniach ekspozycji powodował przy stężeniu 25 ppm likwidację glonów w 55%, a przy stężeniu 50 ppm likwidację w 88H, podczas gdy użyty w mieszaninie według wynalazku powodował przy stężeniu 50 ppm całkowitą likwidację tych glonów. Za miarę skuteczności przyjęto zawartość chlorofilu w testowanych hodowlach glonów, środek według wynalazku ma działanie uniwersalne. Zwalcza obrosty biologiczne w wodach przemysłowych oraz zapobiega ich powstawaniu.

Pożądany efekt osiąga się dozując środek według wynalazku do wód przemysłowych w ilościach odpowiadających stężeniu fosforanu 0.0-dietylo-0-1-(2,4-chlorofenylo)-2-chlorowinylowego od 50 ppm do 200 ppm, w zależności od składu mikroorganizmów żyjących w wodzie.

środek według wynalazku nie powoduje korozji urządzeń przemysłowych, nie tworzy osadów z pospolitymi składnikami wody oraz nie nadaje wodzie niepożądanego zabarwienia i zapachu.

W przypadku przedostania się wody chłodniczej na zewnątrz urządzenia technicznego nie zagraża środowisku ze względu na stosowanie niskich stężeń i ograniczoną trwałość. W badaniach stwierdzono jego skuteczność w stosunku do występujących w wodzie glonów, grzybów i bakterii. Niszcząc drobnoustroje, składniki środka według wynalazku same ulegają rozkładowi, - do czego przyczynia się działanie wody, rozpuszczonego w niej tlenu i światła słonecznego.

Wszechstronność i wysoką skuteczność działania środka na typowe mikroorganizmy występujące w wodach przemysłowych oraz sposób jego otrzymywania ilustrują poniższe przykłady nie ograniczając zakresu stosowania tego wynalazku.

Przykład I. Do 20,8 g 45% wodnego roztworu urotropiny dodano po 2 g kwasu alkilobenzenosulfonowego i fosforanu 0.0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowego. Po dokładnym wymieszaniu otrzymano jednorodną mieszaninę o stężeniu fosforanu 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowego wynoszącym 90 g/dm3.

Oznaczanie aktywności środka w stosunku do glonów wykonano w następujący sposób: do kolby miarowej o pojemności 100 cm3 wprowadzono 85 cit|3 wodnego roztworu pożywki Prat'a, 10 cm3 pobranej z hodowli zawiesiny glonów Chlorella vulgaris oraz odpowiednią ilość badanego środka. Mieszaninę uzupełniono wodą do objętości 100 cm3.

Jako wskaźnik skuteczności glonobójczych przyjęto trwały zanik barwy zielonej oraz zmętnienie zawiesiny, a dodatkowo właściwości toksyczne charakteryzowane za pomocą oceny obrazu mikroskopowego komórek glonowych, charakteryzując ich wygląd oraz wzrost rozmiarów i procentowego udziału komórek dzielących się.

Wyniki badania-przedstawia tabela.

165 273

Tabela

Czas od chwili wprowadzenia preparatu w dobach	Rodzaj oceny	Stężenie fosforanu 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowego mg/dm3
0 kontrola	10	50	100
0	a.	barwa zawiesiny		zielona	zielona	zielona	zielona
	b.	średnia wielkość komórek w pm		5,1	5,1	5,1	5,1
	c.	udział komórek dzielących się w %		3	3	3	3
	d.	udział komórek martwych w	%	0	0	0	0
7	a.	barwa zawiesiny		zielona	żółto zielona	mętna biała	mętna biała
	b.	średnia wielkość komórek w pm		3,98	8,32	nie	badano
	c.	udział komórek dzielących się w %		5,4	57,6	nie badano
	d.	udział komórek martwych w		0	19,3	100	100
14	a.	barwa, zawiesiny		zielona	zielona	mętna biała	mętna biała
	b.	średnia wielkość komórek w pm		3,45	4,22	nie	badano
	c.	udział komórek dzielących się w %		7,4	4,9	nie badano
	d.	udział komórek martwych w	*	0	13,28	100	100

Przy stężeniu fosforanu 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowego wynoszącym 10 mg/dm3 po siedmiu dobach wystąpił przejściowy szok toksyczny (anormalne powiększenie rozmiarów i liczby dzielących się komórek). W ciągu drugiego tygodnia glony zaadaptowały się. Jako skuteczne okazało się stężenie wynoszące 50 mg/dm⁵.

Przykład II. Oo 47,6 g 45H wodnego roztworu urotropiny dodano 10,6 g fosforanu 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowego oraz 29,4 g etanolu. Wymienione składniki mieszano dó momentu otrzymania klarownego roztworu. Następnie dodano 12,4 g kwasu alkilobenzenosulfonowego przy ciągłym mieszaniu, uzyskując jednorodną mieszaninę o stężeniu fosforanu 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowego 106 g/dm3.

Oznaczanie aktywności środka w stosunku do bakterii wykonywano w następujący sposób: do probdwek zawierających 9 cm3 bulionu pożywkowego odpipetowywano po 1 cm3 wodnego roztworu środka o odpowiednim stężeniu. Wyjściowe roztwory środka przygotowywano w wodzie twardej. Następnie do bulionowych roztworów dodawano 0,05 cm3 zawiesiny bakterii Bacillus subtilis. Zawiesiny bakterii otrzymywano z 24 godzinnej hodowli bulionowej, którą rozcieńczano płynem Ringera w stosunku 1:10. Zaszczepione bakteriami bulionowe roztwory badanego środka inkubowano w temperaturze 37*C przez 72 godziny. Po tym czasie oceniano wizualnie wzrost liczby bakterii oraz sprawdzano zdolność komórek do rozmnażania w ponownym posiewie na podłożu agarowym. Działanie biobójcze obserwowano od stężenia 100 ppm fosforanu 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowego.

Przykład III . Oo 46,3 g 30H wodnego roztworu urotropiny dodano 12 g fosforanu 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowego i 27,8 g acetonu. Mieszano dokładnie do ujednorodnienla mieszaniny. Następnie ciągle mieszając dodano 13,9 g kwasu alkilobenzenosulfonowego uzyskując roztwór o stężeniu fosforanu 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowego wynoszącym 123 g/dm3.

165 273

Aktywność środka w stosunku do grzybów badano w następujący sposób: zawiesinę zarodników grzyba testowego otrzymywano przez spłukanie jałowym roztworem soli fizjologicznej dwutygodniowej hodowli na agarze. Otrzymaną w ten sposób zawiesinę zarodników grzyba Fusarium sp. odmierzano w ilości 0,05 cm² do probówek zawierających 10 cm² roztworu badanego środka w płynnym podłożu Sabouraud o pH = 5,6. Po siedmiu dniach hodowli w temperaturze 24-27*C sprawdzano zdolność wzrostu komórek poddanych działaniu środka. W tym celu robiono ich wysiew na stałe podłoże Sabouraud i płytki inkubowano przez 7 dni w temperaturze 24-27*C. Jako stężenie grzybostatyczne przyjmowano najniższe stężenie środka, ktdre po siedmiodniowym kontakcie podziałało na organizmy tak, że nie były one zdolne do wzrostu na stałym podłożu. Stężenie to wynosiło 200 ppm.

165 273

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe środek do zwalczania biologicznych obrostów w wodach przemysłowych zawierający rozpuszczalniki, znamienny tym, że stanowi mieszaninę fosforanu 0,0-dietylo-0-1-(2,4-dichlorofenylo)-2-chlorowinylowego, kwasu alkilobenzenosulfonowego i urotropiny użytych w proporcjach wagowych od 1:1:1,Z do 1:1,2:5 z wodą lub wodą i etanolem lub wodą i acetonem.