(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）実験式：Ａｌ2(ＯＨ)5Ｃｌで表される重合体性ヒドロキシ塩化アルミニウム、及びｂ）Ｌ−(＋)−酒石酸を含み、アルミニウム：酒石酸のモル比が２：１〜１０：１である、藻類のブルームを除去するための組成物。
【請求項２】
０．５°dH以上の炭酸塩硬度及び０．１８mVal/l以上のアルカリ度を有する淡水中の藻類のブルームを除去するための、請求項１記載の組成物の使用。
【請求項３】
０．５°dH以上の炭酸塩硬度及び０．１８mVal/l以上のアルカリ度を有する淡水中で生存する魚又はその他の水棲動物の存在下で、池又は水槽から藻類のブルームを除去するための水性溶液を製造するための、アルミニウム：酒石酸のモル比が２：１〜１０：１である、実験式：Ａｌ2(ＯＨ)5Ｃｌで表される重合体性ヒドロキシ塩化アルミニウム及びＬ−(＋)−酒石酸の使用。
【請求項４】
魚の存在下で池又は水槽から藻類のブルームを除去する方法であって、実験式：Ａｌ2(ＯＨ)5Ｃｌで表される重合体性ヒドロキシ塩化アルミニウム及びＬ−(＋)−酒石酸を含有し、アルミニウム：酒石酸のモル比が２：１〜１０：１である水性溶液で池又は水槽を処理することを含む方法。
【請求項５】
池又は水槽を、池又は水槽の水１リットル当たり、２〜１０mgのＡｌ3+で処理する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
０．５°dH以上の炭酸塩硬度及び０．１８mVal/l以上のアルカリ度を有する淡水を処理するための、請求項４又は５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、プランクトン性藻類により生じた藻類のブルーム（はな）を含有する水域の水を、凝集剤でそのような水を処理することによって、存在している可能性のある魚を害することなく清澄化する方法に関する。
発明の背景
魚を庭園のプールまたは池、および開放的環境で飼育したときには、プランクトン性藻類の大量繁殖が藻類のブルームを生じる。この現象は、審美的にも生物学的にも重大な問題を意味する。加えて、この問題は、魚のいない屋外の池でも、また屋内の保水システム、例えば水族館でさえも、よりひどくはないが生じ得る。これら藻類のブルームに対抗する努力がなされてきたし、今もなされている。
除草剤の使用に加え、凝集剤が、光合成プランクトンを準物理的に除去するために、近年用いられている。特に、単量体および重合体性のアルミニウム塩に基づく凝集剤が非常に効果的であることが判明している。
達成された有用な効果、すなわち水の清澄化にもかかわらず、アルミニウム塩の溶液による生物学的な水および養魚システムの処理は、有害な副作用のような多くの欠点を、その重大性は選ばれたアルミニウム塩に応じて様々であるが、必然的に伴う。
したがって、例えば、大量の、または反復される用量のアルミニウム塩は、処理しようとする水の炭酸塩硬度またはアルカリ度を、水酸化アルミニウムを沈澱させる目的で、利用できるＯＨイオンを費すことによって、低下させることになる。
アルミニウム塩を与えることは、水の炭酸塩硬度または総アルカリ度が不充分に低くなる危険性を伴うことから、藻類に対抗するために講じられる処置は、こうして魚類に有害になることになる。このことは、適用できる１回の適用量および全用量を限定する。
多くの実験は、炭酸塩硬度が約３°dHであるか、アルカリ度が約１mVal/lであるかまたはそれ以下である淡水中では、アルミニウム塩の使用が安全であるといういかなる保証も消滅し、魚に対する致死的な毒性効果の発生があり得るようになることを示している。
Ａｌ3+イオンの投与量を、例えば８mg/lから２〜３mg/lに減らすことでさえ、硬度およびアルカリ度の上記の化学的条件が水中で優勢であることからして、毒性のいかなる有意な削減をもたらすことはできない。理論に囚われることを望むものではないが、これの理由は、毒性効果の機序にある。
一般的に普及している典型的なpH値、例えば約６．５〜８．５では、溶液中に存在するＡｌ3+イオンの化学種は、もはや毒性効果を保有しない。しかし、いわゆる一次Ａｌ（ＯＨ）3凝集塊が、非常に僅かに溶解性である水酸化アルミニウムが生成される反応の初めに形成され、これらの一次凝集塊が、コロイド性溶液中に残存する。
依然として正に帯電しているこれらの一次凝集塊は、魚の負に帯電した鰓組織に到達し、鰓を刺激する。魚は、その鰓による粘液形成の増大の結果として、窒息することがある。
これらの有害な効果は、一次凝集塊の形成段階が長く続けばそれだけ、ますます強力になる。現在まで、Ａｌ（ＯＨ）3フロキュレーションのこの悪性の副作用を選択的に最小化する方法は、藻類のブルームを除去するのに用いられる限りでは皆無である。信頼できる防護は、３°dHを超える、より高い炭酸塩硬度、または１mVal/lを超えるアルカリ度によってのみ与えられるにすぎない。しかし、ほとんどの庭園の池は、特に降雨量の多い年には、より低い値を示し、こうして、魚に関する限りは、アルミニウム塩によるフロキュレーション処理を少なからず、かつ計りがたく危険なものにする。
例えば有機重合体を有する、非アルミニウム含有凝集剤には、軟水の条件下で確かに使えるようなものもあるが、清澄化に関する限りは全く不充分な結果を与えるようである。
したがって、庭園のプールまたは池、および魚のいるその池の屋内システムで、魚に対する重大な毒性効果を示さずに藻類のブルームを除去するのに有効な、凝集剤に対する必要性が残存する。
発明の要約
本発明は、例えば実験式Ａｌ2(ＯＨ)5Ｃｌを有する、重合体のヒドロキシ塩化アルミニウムによって、藻類のブルームのフロキュレーション処理に付随する有害な効果を最小化するという目的に関する。本発明は、２個以上のプロトンを有する有機カルボン酸の添加は、アルミニウム塩と併用したときに、顕著な改良および有益な効果を生じるという驚くべき発見に関する。
上記により、本発明は、単量体または重合体性のアルミニウム塩と多塩基性有機カルボン酸との、約０．５：１〜約５０：１のアルミニウムイオン対カルボン酸のモル比での水溶液を含有する新規な凝集剤である。
本発明の第二の態様は、生物学的な系をはぐくむ、水中の藻類のブルームを除去する方法であって、単量体または重合体性のアルミニウム塩と多塩基性有機カルボン酸との、約０．５：１〜約５０：１のアルミニウムイオン対カルボン酸のモル比での水溶液を含む有効量の凝集剤で該水を処理する工程を含む方法である。
本発明のもう一つの態様は、約１°dHの炭酸塩硬度および約０．３６mVal/lのアルカリ度まで（下限値）魚を害することなく、淡水中のプランクトン性藻類を凝集させる方法であって、有効量の上記の凝集剤で該水を処理する工程を含む方法である。
本発明の更にもう一つの態様は、藻類のブルームで汚染された一水域の水を清澄化する方法であって、有効量の上記の凝集剤で該水域の水を処理する工程を含む方法である。
好適実施態様の詳細な説明
本発明は、生物学的な系をはぐくむ、水中の、プランクトン性藻類によって生じるようなブルーム現象を除去する新規な凝集剤を記載する。
本剤は、単量体または重合体性であってよいアルミニウム塩と、多塩基性有機カルボン酸とを、
０．５〜５０：１、好ましくは
２：１〜１０：１
のモル比（Ａ１：カルボン酸）で含有する。
本剤の組成は、望みの生成物範囲を得るため、および特定の組合せのそれぞれが安定的であることを確実にするために調整する。有機酸の量は、投与量の必要性、および問題の薬剤の組成から必然的に決定される。
指定された投与量で適用すると、本発明による薬剤は、下記の新規な効果が達成されるのを可能にする：
１．淡水中でのプランクトン性藻類（藻類のブルーム）のフロキュレーションが、魚を害することなく１°dHの炭酸塩硬度、および０．３６mVal/lのアルカリ度まで（下限値）可能である。
２．フロキュレーションが、
（ａ）凝集塊形成を加速し、
（ｂ）比較的優れた清澄化の結果を（特にpHが８．０未満のときに）達成するのに必要なアルミニウムの投与量を削減し、そして
（ｃ）より少量のＡｌ3+イオンのため、炭酸塩硬度またはアルカリ度の枯渇の軽減を招く、
という相乗的効果を伴う。
本発明の凝集剤は、単量体または重合体性のアルミニウム塩と多塩基性カルボン酸との組合せである。
単量体または重合体性のアルミニウム塩は、単量体または重合体形態での三価のアルミニウム塩を包含する。好適な塩は、単量体および重合体形態の双方でのヒドロキシ塩化アルミニウムである。例えば、塩化アルミニウムまたは硫酸アルミニウムのような非重合体性アルミニウム塩も価値がある。これらの塩はすべて、商業的に入手できる。
多塩基性カルボン酸は、少なくとも２個の活性プロトンを有する有機カルボン酸である。多塩基性有機カルボン酸のうちでも、とりわけ、商業的に入手できるものが包含され、アルミニウム塩との凝集剤として適切であると判明している例は、
クエン酸；
グリコール酸；
酒石酸；
マレイン酸；
ヒドロキシマレイン酸；
ヒドロキシ酒石酸；
マロン酸；
リンゴ酸；
乳酸（α−ヒドロキシプロピオン酸）；
タルトロン酸；
糖酸、例えばグルコン酸；
サッカリン酸；
グルクロン酸；
粘液酸；および
マンノサッカリン酸
である。
クエン酸、および特に酒石酸は、炭酸塩硬度またはアルカリ度、すなわち
ＣＨ＝３°dHまたはアルカリ度＝１．１mVal/lないし
ＣＨ＝１°dHまたはアルカリ度＝０．３６mVal/l
に関連する、毒性限度の非常に卓越した低下をもたらす。
重合体性ヒドロキシ塩化アルミニウムの最適化溶液は、酒石酸を含有し、炭酸塩硬度が０．５°dHであるか、またはアルカリ度が０．１８mVal/lである水中でさえ、庭園の池の魚（コイ、キンギョ、キンギョなど）を害することなく藻類を凝集させるのに用いることができる。
上記の酸のすべてのうち、Ｌ−（＋）−酒石酸は、重合体性ヒドロキシ塩化アルミニウムと併用して最良の結果を達成した。
対照的に、重合体性ヒドロキシ塩化アルミニウムの濃縮液は、それ自体または希釈した形態では、それ以上の添加に対して非常に敏感に反応し、そのような反応は、沈澱効果、および凝固にまで進行さえする、粘度の極めて大幅な上昇を伴う。
ヒドロキシ塩化アルミニウムのみを含有する溶液は、同じアルミニウム濃度を与える投与量で適用すると、２°dHの炭酸塩硬度または０．７mVal/lのアルカリ度でさえ、致死的である毒性効果を生じた。
本発明による、例えば重合体性ヒドロキシ塩化アルミニウムと多塩基性有機カルボン酸との、混合物は、更に驚異的な効果を示す。
炭酸塩硬度の、毒性の兆候に関連する限度の有意な低下に加え、本発明による混合物の使用は、フロキュレーションの相乗作用も伴う。
同等のひどさと７．５の領域のpH値についての藻類のブルームが関与する場合は、多塩基性カルボン酸と併用した５０％のＡｌ3+の投与量で得られる清澄化の効果は、既に、重合体性Ａｌ2(ＯＨ)5Ｃｌ溶液のみの１００％の投与量で得られる効果の６０％を示す。非重合体性アルミニウム塩、例えばＡｌＣｌ3・６Ｈ2(ＳＯ4)3・１８Ｈ2Ｏでも、匹敵する結果が達成された。
本発明による薬剤は、その使用を通じて達成可能である驚異的効果と同様に、今までは未知であった。
記載されている本剤の投与量は、一般に、
０．５〜５０mg/lのＡｌ3+、
好ましくは
２〜１０mg/lのＡｌ3+
が、処理される水に導入されることを確保するように選ばれる。
下記の実施例は、本発明の例示であって、それを限定するとして解されてはならない。
実施例
薬剤例１〜３
Ａｌ2(ＯＨ)5Ｃｌ・２〜３Ｈ2Ｏの濃縮溶液（５０％濃度溶液、Ａｌ2Ｏ3２３．５％）５００mlを、
１．Ｌ−（＋）−酒石酸  ５０ｇ
２．Ｌ−（＋）−酒石酸１００ｇ
３．Ｌ−（＋）−酒石酸１５０ｇ
および脱塩水と終始攪拌しつつ混合し、こうして、これらの混合物を、それぞれ１リットルまで希釈した。
得られた溶液は、清澄かつやや粘稠であって；長期の安定性を示し、プランクトン性藻類を凝集するのに用いることができる。
使用例
薬剤例に列挙した薬剤のうち一つを、緑色になる程度にまで変色しており、また、藻類のブルームの結果として、不透明になっていた庭園の池の水に加えたが、適用した投与量は、池の水１０，０００リットルあたり５００mlであった。
２４時間後に、この水は、可能な限り最高度にまで清澄化され、繁殖していた藻類を凝集沈澱させた。
上記に特定した投与量、およびこの投与量の２倍（１０，０００リットルあたり１，０００ml）が、池の魚を危険にさらすことなく、１°dHの炭酸塩硬度、または０．３６mVal/lのアルカリ度にまで（下限値）適用できる。