187445. lajstromszámú szabadalom • Eljárás növénytermesztési tápanyagok és növényvédőszerek oldatainak és diszperzióinak készítésére és öntözésére alkalmas víz előállítására
1 2 A találmány tárgya eljárás növénytermesztési tápanyagok és növényvédőszerek oldatainak és diszperzióinak készítésére és öntözésre alkalmas viz előállítására természetes vizekből. A korszerű növénytermesztésben egyre növekvő mértékben használnak olyan különleges tápanyag-készítményeket (lombtrágya, mlkrotápelem, növényi hormon vagy regulator készítményeket) és növényvédőszereket, amelyeket vízben feloldva, illetve dlszpergálva permetezéssel juttatnak el a növényekre és a talajra. A rendszerint nagy értékű tápanyagok és növényvédőszerek felhasználásakor azonban igen komoly veszteségeket okoz az oldatok, szuszpenziók vagy emulziók készítéséhez felhasznált víz keménysége. A kemény vízzel készített oldatokban és diszperziókban ugyanis csapadék képződik a hatóanyag egy részéből, így az a felhasználás szempontjából értéktelenné válik, veszendőbe megy. A kivált csapadék eltömődést is okozhat a permetező berendezésekben, és akadályozhatja, sőt meghiúsíthatja a permedé egyenletes szétszóródását. A víz keménysége rontja a diszperziók stabilitását is, aminek következtében a szuszpenzió vagy emulzió alakjában kijuttatott tápanyag, illetve növényvédőszer eloszlása egyenetlenné válik: egy helyütt nem jut elegendő hatóanyag a talajra vagy a növényre, más helyütt károsodást, például levélperzsel ődést okoz a kívánatosnál nagyobb mennyiségű hatóanyag. Újabb megfigyelések szerint a víz keménysége károslehet akkor is, ha egyes növényfajok, elsősorban zöldségfélék és virágok termelésében rendszeresen használnak kemény vizet öntözésre. A károk megelőzése végett az említett célokra használt természetes vizet felhasználás előtt lágyítani kell, vagy más módon kell gondoskodni arról, hogy a természetes víz keménysége ne okozzon hatóanyag- veszteséget vagy más károkat. A vízlágyítás ismert eljárásai a fenti célra nem bizonyultak alkalmasnak. A termikus eljárást költséges volta miatt megsem kísérelték. A növénytermesztésben, illetve növényvédelemben felhasznált óriási mennyiségű víz kezelésére ez az eljárás energiaigénye miatt nyilvánvalóan gazdaságtalan. A mész-szódás és trinátriumfoszfátos vízlágyítás eljárás hátránya, hogy viszonylag sok, gazdaságosan nem kihasználható vegyszert igényel, és csak szakaszosan foganatosítható, maga az eljárás lassú, ezért nagy mennyiségű víz termelésére nem alkalmas. Az eljárás további hátránya, hogy bevezetésekor a mezőgazdasági üzemnek be kell rendezkednie nagy mennyiségű környezetszennyező melléktermék tárolására, elszállítására és elhelyezésére. Az ílymódon lágyított víz nátriumionokat tartalmaz, melyek károsak a talajra. Legelőnyösebbnek az ioncserés vízlágyítás látszik, ennek a szóban forgó célra való alkalmazását azonban az előbbiekhez hasonló hátrányok akadályozzák. Ha ugyanis hidrogénionokra cserélik a víz keménységét okozó kationjait, számolni kell a regeneráláshoz használt sav környezetszennyező hatásával, ha viszont nátriumionokra cserélik ki a keménységokoző kationokat, a talajra káros nátriumtartalmú vizet kell használni a permetezőszerek készítéséhez, valamint öntözésre. A kemény víz okozta gondokat ezért más módon próbálták megoldani növénytermesztési tápanyagok és uövényvédőszerek oldatainak és diszperzióinak készítése során. így fejlődtek ki az olyan eljárások, amelyek lényege, hogy a keménységet okozó kationokat nem távoiítják el, hanem vegyszeres kezeléssel szüntetik meg káros hatásukat. A 3.975,282. számú Amerikai Egyesült ÁUamok-beli szabadalmi leírás szerint alkoxialkohol-szulfonátokkal, a 3.717.452, számú Amerikai Egyesült Államokbeli szabadalmi leírás szerint speciális hidrofil kolloidokkal javítják a hatóanyagok oldatban maradásának, illetve a diszperziók stabilitásának fizikai-kémiai feltételeit. A 177.492. szánni magyar szabadalmi leírás szerint a permetezőszerhez, illetve az annak készítésére használt vízhez kálium- vagy ammóniumkarbonátot, iiletve kálium- vagy ammónium-dihidrogénfoszfátot adnak az oldódás, illetve a díszpergdlódás elősegítésére. Ezeknek az eljárásoknak az a hátrányuk, hogy nem elég termelékenyek és nehezen foganatosíthatók a mezőgazdasági üzemek szokásos adottságai mellett. Termelékenységűk kicsi, mert csak szakaszosan lehet végrehajtani őket. Gyakorlati megvalósításukat akadályozza, hogy munkaigényesek és jól képzett munkaerőt igényelnek, hiszen gondoskodni kel! a kezelendő víz elemzéséről, a vegyszerek pontos beméréséről és a kezelés eredményének utólagos ellenőrzéséről. Ezért ezek az eljárások nem terjedtek el széles körben a növénytermesztési gyakorlatban. További hátrányuk, hogy az öntözővíz, kezelésére eleve alkalmatlanok. A találmány célja, hogy olyan eljárást biztosítson növénytermesztési tápanyagok és növényvédőszerek oldatainak és diszperzióinak készítésére és öntözésre alkalmas víznek természetes vizekből való előállítására, amely egyszerűen foganatosítható, alkalmas nagy mennyiségű víz folyamatos üzemben való termelésére, kevés vegyszert igényel, illetve lehetővé teszi a vegyszerek jó kihasználását és amelynek gyakorlati megvalósítása során nem képződik környezetszennyező melléktermék. A találmány feladata, hogy olyan ioncserés vízkezelési eljárást biztosítson, amely eleget tesz a fenti követelményeknek. Vizsgálataink során arra a felismerésre jutottunk, hogy a kitűzött feladatot megoldhatjuk, ha a permetezőszerek készítéséhez vagy öntözésre felhasználandó természetes vizet az eddigiektől eltérő ionformájú, a növénytermesztés szempontjából elfogadható ionokat oldatba bocsátó kationcserélő gyantával kezeljük, és az ioncserélő gyantát ennek megfelelő ionokat tartalmazó oldattal regeneráljuk. E felismerés alapján a találmány szerint olymódon járunk el, hogy a természetes vizet ammónium- és/ /vagy kálium-formájú kationcserélő gyantát vezetjük át, és a kationcserélő gyantát ammónium- és/vagy kálium-ionokat tartalmazó oldattal, előnyösen Ilyen ionokat tartalmazó folyékony műtrágyával vagy műtrágya-oldattal regeneráljuk. Az ipari vízkezelési gyakorlatban ioncserés vízlágyítási eljárást korábban csak a gyógyszer- és finomvegyszeripar igényeinek megfelelő sómentes víz és az erőművekben használatos kazántápvíz előállítására használtak. Az előbbi célra a nyersvizet katíoncserélő és anioncserélő gyanta kombinációjával dolgozzák fel, hogy a kationokat és az anionokat egyaránt eltávolítsák belőle. A kationcserélő gyantát erős ásványi savakkal, az anioncserélőt nátrium-hidroxlddal regene-87.445 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
