DE19821465A1 - Mittel zur Verhinderung des Wachstums von Algen und Pilzen - Google Patents

Abstract

Mittel zur Verhinderung des Wachstums von Algen und Pilzen in Wasserbehältern oder Gewässern für die Haltung oder Aufbewahrung von aquatischen oder amphibischen Tieren, das als wirksamen Bestandteil ein kationisches Polymer mit einem mittleren Molekulargewicht von mindestens 3000 Dalton enthält. Das Mittel ist geeignet, Algen- und Pilzwachstum im Wasser zu verhindern, ohne darin lebende aquatische oder amphibische Tiere zu schädigen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Verhinderung des Wachstums von Algen und Pilzen in Wasserbehältern oder Ge­ wässern für die Haltung oder Aufbewahrung von aquatischen oder amphibischen Tieren.

Derartige Mittel werden benötigt, da bei der Haltung von aquatischen oder amphibischen Tieren, insbesondere in Ge­ fangenschaft, häufig in dem Wasser, in dem die Tiere le­ ben, unerwünschtes Algenwachstum auftritt. Die Algen fär­ ben das Wasser und die Behälterränder grün oder sie schwimmen als sogenannte Entengrütze auf der Wasserober­ fläche. Dies ist nicht nur unästethisch, sondern auch schädlich, da abgestorbene Algen zur Boden sinken und dann durch Bakterien zersetzt werden, die dem Wasser Sauerstoff entziehen. Der Sauerstoffbedarf dieser Bakterien kann so groß sein, daß die aquatischen oder amphibischen Tiere, die in diesem Wasser gehalten werden, beispielsweise Fi­ sche, Kaulquappen, Muscheln oder Kopffüßler, stark ge­ schädigt werden oder sogar sterben.

Die bekannten Mittel zur Verhinderung des Wachstums von Algen und Pilzen in Wasserbehältern oder Gewässern für die Haltung oder Aufbewahrung von aquatischen oder amphibi­ schen Tieren enthalten Menuron, Monolinuron oder Glyphosat als wirksame Bestandteile. Früher wurde auch Athrazin ein­ gesetzt, das jedoch seit einigen Jahren verboten ist. Alle diese Mittel werden vom Tierkörper aufgenommen, weshalb nachgewiesen werden muß, daß sie für die aquatischen oder amphibischen Organismen unschädlich sind. Üblicherweise werden diese Mittel aber nur auf eine akute Toxizität ge­ genüber Fischen geprüft, da die Überprüfung einer chroni­ schen Toxizität in den meisten Fällen kaum durchführbar ist. Bei der Verwendung von Mitteln zur Verhinderung von Algen- oder Pilzwachstumen in Wasserhältern oder Gewäs­ sern, in denen aquatische oder amphibische Tiere leben, beispielsweise in Aquarien oder Terrarien, ist es aber wesentlich, eine chronische Toxizität dieser Mittel aus­ schießen zu können, da die betreffenden Tiere durch den vielfach geringen Wasseraustausch in derartigen Behältern sehr lange mit dem Wirkstoff in Kontakt kommen.

Die Erfindung befaßt sich daher mit dem Problem, ein gat­ tungsgemäßes Mittel zur Verhinderung des Algen- und Pilz­ wachstums anzugeben, das dauerhaft eingesetzt werden kann, ohne in den Wasserbehältern oder Gewässern, in denen das Mittel zum Einsatz kommt, lebende Fische, Amphibien oder andere aquatische Tiere zu schädigen.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Mittel mit dem Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Zwar wurde es bereits vorgeschlagen, kationische Wirk­ stoffe als Algizide für Schwimmbäder zu verwenden, eine Verwendung in Wasserbehältern oder Gewässern, in denen aquatische oder amphibische Tiere leben, schien jedoch bisher ausgeschlossen. In der EP 0 371 308 B1 werden Io­ nene, d. h. polymere quaternäre Ammoniumverbindungen, für die Algenbekämpfung in Schwimmbädern vorgeschlagen. Für den gleichen Zweck ist die Verwendung von polymeren Guani­ diniumverbindungen, die unter den Namen Vantocil IB oder Lonzabac GA vertrieben werden, bekannt. Diese oberflächen­ aktiven Stoffen sind so groß, daß sie die Hautbarriere von Menschen nicht durchdringen können. Eine Schleimhautrei­ zung ist beim Menschen nur schlecht feststellbar, da beim Baden empfindliche Schleimhäute nur kurzzeitig mit diesen Stoffen in Berührung kommen.

Ebenso ist zur Algenabtötung die Verwendung von kationi­ schen Tensiden, wie z. B. Benzalkoniumchlorid, Chlorhexidin oder Didecyldimethlammoniumchlorid bekannt. Diese monomo­ lekularen kationischen Tenside können jedoch schleimhaut­ reizend oder ätzend sein. Fische reagieren sehr empfind­ lich auf die Anwesenheit von Tensiden im Wasser und er­ sticken bereits bei sehr geringen Konzentrationen von z. B. Natriumlaurylsulfat. Dies liegt an der Empfindlichkeit der für den Sauerstoffaustausch zwischen Tier und Wasser verantwortlichen Kiemen, deren Membranen durch diese Stoffe zerstört werden können.

In der DE 196 46 726.8 wird beschrieben, daß die oben er­ wähnten Ionene als Konservierungsmittel in Kosmetika und topischen Desinfektionsmitteln geeignet sind. Auch Benzal­ koniumchlorid und andere monomere quaternäre Ammoniumver­ bindungen können in Kosmetika verwendet werden. Fische oder Muscheln werden durch diese Stoffe aber bereits in geringen Konzentrationen irreversibel geschädigt. So lie­ gen z. B. die algiziden Konzentrationen von Benzalkonium­ chlorid und Didecyldimethylammoniumchlorid im Bereich des no effect levels für Fische oder Muscheln (= Konzentra­ tion, bei der keine akute Toxizität auftritt) oder sogar darüber. Der adi-Wert (all day intake), d. h. die Konzen­ tration, die selbst bei langfristigem Einsatz keine Schä­ digung hervorruft, ist jedoch um das 100- bis 1000-fache geringer als der no effect level. Eine Verwendung dieser Stoffe als Algizid in einem Fischteich oder einem Teich, in dem Froschleich oder Kaulquappen leben, einem Terrarium oder einem Aquarium ist deshalb ausgeschlossen.

Es ist daher erstaunlich und selbst für den Fachmann völ­ lig überraschend, daß die Möglichkeit besteht, mit katio­ nischen Polymeren von einem mittleren Molekulargewicht von mindestens 3000 Dalton Algenwachstum in Teichen oder Aquarien abzutöten, ohne darin lebende Fische, Amphibien oder andere aquatische Fiere zu schädigen.

Obschon bereits kationische Polymere mit einem mittleren Molekulargewicht von 3000 Dalton als wirksame Bestandteile des erfindungsgemäßen Mittels zur Verhinderung von Algen- und Pilzwachstum geeignet sind, verbessern sich die Eigen­ schaften eines solchen Mittels, wenn das mittlere Moleku­ largewicht des kationischen Polymers auf über 10000 Dal­ ton, besonders bevorzugt auf über 40000 Dalton angehoben wird. Eine Obergrenze des mittleren Molekulargewichtes ist nicht festgelegt; bei einem mittleren Molekulargewicht von über 200000 Dalton wird das Mittel jedoch schlechter zu dosieren und unpraktisch zu handhaben, da sich derart hochmolekulare Polymere in Wasser nur schlecht und langsam verdünnen lassen.

Vorzugsweise sind die kationischen Ladungen des Polymers an Stickstoffatome gebunden, die in regelmäßigen Abständen in die Molekülkette eingebaut sind. Dabei können die Ab­ stände zwischen den Stickstoffatomen zwischen einem und zwanzig Atomen schwanken; bevorzugt sind Abstände von einem bis zwölf Atome, besonders bevorzugt sind Abstände von fünf bis zwölf Atomen. Dabei sind Polymere vorzuzie­ hen, die zwischen den Stickstoffatomen nur Kohlenstoffa­ tome haben.

Zwischen den Stickstoffatomen der Polymerkette und an de­ ren Seitenketten können dabei Doppelbindungen auftreten, die auch konjugiert sein können. Die positiven Ladungen an den Stickstoffatomen können durch eine echte Quarternisie­ rung der Stickstoffatome im Herstellungsprozeß der Poly­ mere oder durch eine Salzbildungsreaktion zwischen einer Säure und tertiären Aminstickstoffen oder zwischen einer Säure und Guanidinstickstoffen erzeugt worden sein. Bevor­ zugt werden Polymere, bei denen die Stickstoffatome Guani­ dinstickstoffe oder quaternisierte Stickstoffe sind. Be­ sonders bevorzugt werden Polymere, bei denen die Stick­ stoffatome der Molekülkette quaternisiert sind, insbeson­ dere durch Chloridionen.

Das erfindungsgemäße Mittel kann zur Verbesserung der Ge­ brauchseigenschaften oder Akzeptanz noch weitere Stoffe, wie z. B. Farbstoffe, Parfümöle, Puffersubstanzen, Salze, Putterstoffe oder Lösungsvermittler enthalten. Selbstver­ ständlich dürfen diese nicht notwendigen Zusatzstoffe für Fische oder andere aquatische Lebewesen oder Amphibien nicht toxisch sein.

In der folgenden Tabelle werden vier Rezepturen des erfin­ dungsgemäßen Mittels als Beispiele angegeben.

Dabei bezeichnet Ionen 6/6 Ionene folgender Strukturfor­ mel.

worin R₁ = R₂ = CH₃ und
m = n = 6 ist.

Mit Biguanid ist ein Poly(hexamethylenbiguanid)hydrochlo­ rid, d. h. (C₅H₁₁NO)_n mit n = 4 bis 6, bezeichnet.

Sämtliche in der Tabelle angegebenen Zahlenwerte sind Ge­ wichts-%-Angaben, wobei die angegebenen Zutaten auf 100% mit Wasser aufgefüllt werden.

Die algizide Dosierung der Mittel liegt bei 0,004% bis 0,006%. Die notwendige Dosierung, um ein Algenwachstum zu verhindern, liegt deutlich tiefer. Die oben aufgeführten Beispiele haben eine rechnerische Toxizität gegenüber Fi­ schen von ca. 1000 ppm. Versuche mit einer algiziden Do­ sierung von 0,006% der Beispielrezepturen 1 und 2 haben gezeigt, daß bei einer Wirkstoffkonzentration von 2,4 oder 3,6 ppm im Aquariumwasser Fische keinen Schaden nehmen.

Claims (13)

1. Mittel zur Verhinderung des Wachstums von Algen und Pilzen in Wasserbehältern oder Gewässern für die Haltung oder Aufbewahrung von aquatischen oder amphibischen Tie­ ren, dadurch gekennzeichnet, daß es ein kationisches Poly­ mer mit einem mittleren Molekulargewicht von mindestens 3000 Dalton als wirksamen Bestandteil enthält.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Molekulargewicht des kationischen Polymers mindestens 40000 Dalton beträgt.

3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß es neben dem kationischen Polymer noch für eine Behandlung von aquatischen oder amphibischen Tieren übli­ che Stoffe enthält.

4. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das kationische Polymer aus einer unver­ zweigten Molekülkette besteht, die in regelmäßigen Abstän­ den Stickstoffatome enthält.

5. Mittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den Stickstoffatomen ein bis zwölf Atome betragen.

6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den Stickstoffatomen sechs bis zwölf Atome betragen.

7. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den Stickstoffatomen sechs Atome be­ tragen.

8. Mittel nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kettenabschnitte zwischen den Stick­ stoffatomen aus Kohlenstoffatomen bestehen.

9. Mittel nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stickstoffatome durch ein Gegenion quaternisiert sind.

10. Mittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenionen für die quaternisierten Stickstoffe Atome aus der Gruppe der Halogene sind.

11. Mittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenionen Chloridionen sind.

12. Mittel nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an die Stickstoffatome je zwei kurz­ kettige, verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppen mit ein bis vier Kohlenstoffatomen gebunden sind.

13. Verwendung eines Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einer Dosierung, daß das kationische Polymer in dem der Haltung oder Aufbewahrung der aquatischen oder am­ phibischen Tiere dienenden Wasser eine Konzentration von 0,01 bis 100 ppm aufweist.