Blog

Sep 21, 2023

Biologen vergleichen und wählen die wirksamsten und ungiftigsten Biozide für mobile Toiletten und Mülldeponien aus

26. April 2023 Dies

26. April 2023

Dieser Artikel wurde gemäß dem Redaktionsprozess und den Richtlinien von Science X überprüft. Die Redakteure haben die folgenden Attribute hervorgehoben und gleichzeitig die Glaubwürdigkeit des Inhalts sichergestellt:

faktengeprüft

Korrekturlesen

von der Russischen Stiftung für Grundlagenforschung

In der Landwirtschaft, in Landhäusern und an vielen anderen Orten ohne zentrale Kanalisation nutzen Menschen mobile Toiletten oder Müllgruben. Um den üblen Geruch in den Banklöchern und beim Transport des Inhalts zu Kläranlagen zu verhindern, werden Biozide zugesetzt, das sind chemische Verbindungen, die die Aktivität von Mikroorganismen stoppen.

Allerdings können Biozide die Umwelt schädigen und die Arbeit von Kläranlagen behindern. Giftige Biozide können auch dazu führen, dass Abfälle für die weitere Verwendung als Biodünger und zur Herstellung von Biokraftstoffen unbrauchbar werden. Russische Wissenschaftler haben in der Fachzeitschrift Biology eine Lösung für dieses Problem vorgeschlagen.

In Russland leben etwa 22,6 % der Bürger ohne zentrale Kanalisation (laut Rosstat von 2019). In ländlichen Gebieten steigt dieser Wert auf 66,5 %. Vakuumfahrzeuge pumpen den Abfall aus Mülldeponien und mobilen Toiletten ab und transportieren ihn zu Abwasseraufbereitungsanlagen. Biozide wie quartäre Ammoniumverbindungen und Biguanid-Derivate tragen dazu bei, die Aktivität geruchsverursachender Mikroorganismen bei der Lagerung und dem Transport von Abfällen zu verhindern.

Auf diesen Verbindungen basierende Biozidmittel – zum Beispiel Latrina – sind sehr wirksam, machen den Abfall jedoch giftig, da sie sich sehr langsam zersetzen. Dadurch können sie die Umwelt schädigen und Mikroorganismen in Abwasseraufbereitungsanlagen abtöten. Wissenschaftler der Russischen Akademie der Wissenschaften verglichen verschiedene gängige Biozide und wählten die wirksamsten aus, die sich kurz nach Erfüllung ihrer Funktion in ungiftige Bestandteile zersetzen.

„In Mülldeponien und mobilen Toiletten zersetzt sich Harnstoff langsam und gibt Ammonium ab, das die Umgebung alkalisch macht – sein pH-Wert kann auf 9–10 ansteigen. Biozide, die sich in einer alkalischen Umgebung zersetzen, tragen dazu bei, zwei Ziele gleichzeitig zu erreichen: Erstens sie „Reduzieren Sie die Aktivität schädlicher Bakterien, zerfallen sie dann und schaden der Umwelt nicht. Wir haben die Ergebnisse nach 10 Tagen überprüft – dem Zeitraum, der beispielsweise für die vollständige Zulassung der Toiletten in Hauptzügen erforderlich ist“, sagt Yuriy Litti, Ph.D., von der Russischen Akademie der Wissenschaften.

Die Wissenschaftler wählten sechs Biozide aus, die keinen Geruch haben, in der verwendeten Konzentration ungiftig sind und sich ab einem pH-Wert über 7 zersetzen. Zusammen mit seinen Kollegen testete Yuriy Litti die Wirkung dieser Biozide auf die Mikroorganismen und überprüfte auch, wie gut sich diese Wirkstoffe zersetzen das Vorhandensein von Alkali während 10 Tagen.

Von sechs häufig verwendeten Bioziden erwiesen sich vier als umweltfreundlicher: Bronopol (30 mgl), Sharomix (500 mg/l), Natriumpercarbonat (6 g/l) und das Biozidmittel auf Basis von 2,2 -Dibro-3-nitrilopropionamid (500 mg/l). Gängige Biozidwirkstoffe wie beispielsweise Latrina verbleiben hingegen lange in der Umwelt und zersetzen sich nicht. Silbercitrat und Natriumsalz der Dehydroessigsäure wurden vom Experiment ausgeschlossen, obwohl sie sich im alkalischen Milieu ebenfalls schnell zersetzen. Da sie in einer zu hohen Dosierung benötigt wurden, kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass diese Optionen angesichts der hohen Kosten für Verbraucher sehr teuer seien.

„In einer alkalischen Umgebung, wenn der pH-Wert 9 erreichte, stieg die minimale Konzentration von Bronopol, Sharomix und 2,2-Dibro-3-Nitrilopropionamid, die zum Stoppen des Wachstums schädlicher Mikroorganismen erforderlich ist, um das 1,5- bis Vierfache. Das ist für unsere Zwecke nützlich.“ , denn durch die Zersetzung von Harnstoff während des Transports steigt der pH-Wert nur an. In Zukunft wollen wir genauer untersuchen, wie ausgewählte Biozide nicht nur im Labor, sondern unter realen Bedingungen wirken. Im Erfolgsfall werden Staubsauger wissen, welche Produkte am besten funktionieren und die Umwelt weniger schädigen“, sagte Yuriy Litti.

Mehr Informationen: Nataliya Loiko et al., Biozide mit kontrolliertem Abbau für eine umweltfreundliche und kosteneffektive Fäkalienschlammbewirtschaftung, Biologie (2022). DOI: 10.3390/biology12010045

Zur Verfügung gestellt von der Russischen Stiftung für Grundlagenforschung