(57)【要約】  汚染物質を変換するか又は化合物を分散させるための組成物が記載されている。その組成物を使用するシステム及び方法も開示されている。
2014500794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元剤と、
マイクロエマルションと、
を含む組成物であって、前記還元剤が前記組成物中に分散されている、組成物。
【請求項２】
前記マイクロエマルションが、水、油、界面活性剤、及び補助界面活性剤を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記組成物が水性である、請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記還元剤が現場化学的還元剤である、請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項５】
前記還元剤が、金属、金属鉱物、キレート化鉱物、又はこれらの任意の組合せである、請求項１のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
前記還元剤が可溶性金属塩である、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記還元剤が、金属酸化物、金属水酸化物、金属の酸化物／水酸化物（オキシヒドリド）、金属硫化物、金属炭酸塩、金属リン酸塩、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
前記還元剤が、酸化第一鉄、磁鉄鉱、赤鉄鉱、磁赤鉄鉱、水酸化第一鉄、水酸化第二鉄、針鉄鉱、赤金鉱、鱗繊石、フェロキシハイト、フェリハイドライト、シュベルトマンナイト、緑青、フォーゲライト、硫化鉄、単硫鉄鉱、グレイジャイト、磁硫鉄鉱、マッキナワイト、白鉄鉱、黄鉄鉱、菱鉄鉱、藍鉄鉱、鉄、ゼロ価鉄、グルコン酸鉄、システイン、硝酸銀、硫酸鉄、塩化鉄、乳酸鉄、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記マイクロエマルションが、水、ソープストック、界面活性剤及び補助界面活性剤を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
前記マイクロエマルションが、
ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される第１構成成分と、
エトキシル化モノグリセリド、レシチン、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、ポリ乳酸、乳酸エチル、カルボン酸、カルボン酸塩及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される第２構成成分と
を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
前記マイクロエマルションが、トリグリセリド、ジグリセリド、モノグリセリド、糖アルコール、脂肪酸エトキシレート、ソルビタンモノエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、グリセロールエステル、短鎖脂肪アルコール、酸、エステル、グリセロール類、グリコール、これらのいずれかの誘導体、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される化合物をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
前記マイクロエマルションが、ソルビタンモノステアレート、ロジンのポリオキシエチレンエステル、ポリオキシエチレンドデシルモノエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンモノ（ｃｉｓ−９−オクタデセニル）エーテル、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオクタデシルエーテル、ポリオキシエチレンジオレエート、ポリオキシエチレンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、オレイン酸のポリグリセロールエステル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサステアレート、ポリオキシエチレンモノテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサオレエート、脂肪酸及びトール油とソルビトールとのヘキサエステル、エトキシル化ひまし油、エトキシル化ダイズ油、エトキシル化ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート、脂肪酸及びトール油とグリセロール及びポリエチレングリコールとの混合エステル、アルコール類、これらの任意のもののＣ９〜Ｃ１６エトキシル化誘導体、並びにこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される化合物をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
緩衝剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
前記マイクロエマルションが、ポリ乳酸、ポリグリコン酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリアクリル酸のナトリウム塩、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアミド、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される低分子量水溶性ポリマーをさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】
前記マイクロエマルションが、大豆タンパク、乳漿タンパク、キチン、セルロース、デンプン、キサンタンガム、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択されるバイオポリマーをさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】
前記マイクロエマルションが、グリセロール、エチレングリコール、プロピレングリコール、糖アルコール、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される多価アルコールをさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１７】
前記マイクロエマルションが、汚染物質を結合するための配位子をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１８】
前記組成物を汚染物質と接触させると、前記現場化学的還元剤が前記汚染物質を無害なその誘導体に変換する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１９】
汚染物質をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項２０】
前記汚染物質が非水系ハロゲン化化合物である、請求項１９に記載の組成物。
【請求項２１】
前記還元剤が前記マイクロエマルションによって形成されたミセル内にある、請求項１に記載の組成物。
【請求項２２】
マイクロエマルションを水と混合し、ひいては相を形成させることと、
化合物を前記相に分散させることと
を含む、化合物を分散させる方法。
【請求項２３】
前記化合物が、金属、金属鉱物、キレート化鉱物又はこれらの任意の組合せからなる群から選択される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記マイクロエマルションが、水、油、界面活性剤、及び補助界面活性剤を含む、請求項２２又は２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記マイクロエマルションが、ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油、及びこれらの任意の組合せを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記化合物が農業薬品である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記化合物が、鉄、ゼロ価鉄、グルコン酸鉄、システイン、硝酸銀、硫化鉄、硫酸鉄、塩化鉄、磁鉄鉱、フォーゲライト、グルコン酸鉄、乳酸鉄、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
還元剤をマイクロエマルション内で合成するための方法であって、
マイクロエマルションと水溶性金属イオンを混合することと、
前記水溶性金属イオンと反応しやすい化合物を前記マイクロエマルション及び前記水溶性金属イオンと混合することと、
ひいては前記還元剤を前記マイクロエマルション内で合成することと
を含む、方法。
【請求項２９】
前記マイクロエマルションが、
ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される第１構成成分と、
エトキシル化モノグリセリド、レシチン、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、ポリ乳酸、乳酸エチル、カルボン酸、カルボン酸塩及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される第２構成成分と
を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
還元剤を、前記マイクロエマルション、前記水溶性金属イオン、及び前記水溶性金属イオンと反応しやすい化合物と混合することをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記水溶性金属イオンの濃度が０．０１Ｍ〜１０Ｍである、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記還元剤が、金属水酸化物、金属ボロヒドライト、ジオチオネート、及びこれらの任意のものの組合せである、請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
前記還元剤の濃度が０．０１Ｍ〜１０Ｍである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記還元剤が、金属酸化物、金属水酸化物、金属の酸化物／水酸化物（オキシ水酸化物）、金属硫化物、金属炭酸塩、金属リン酸塩、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３５】
水と、
界面活性剤、補助界面活性剤、及び油、ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油及びこれらの任意の組合せを含む有機相を含むミセルと、
汚染物質を無害なその誘導体に変換する手段と
を含む水性組成物であって、
前記汚染物質を前記無害なその誘導体に変換する前記手段の少なくとも一部が前記ミセル内にある、水性組成物。
【請求項３６】
前記界面活性剤が、レシチン、エトキシル化モノグリセリド又はそれらの組合せからなる群から選択される、請求項３５に記載の水性組成物。
【請求項３７】
前記補助界面活性剤が、乳酸エチル、ポリ乳酸、ステアロイルラクチル酸ナトリウム又はこれらの任意の組合せからなる群から選択される、請求項３５又は３６に記載の水性組成物。
【請求項３８】
組成物を水と接触させることを含む方法であって、前記組成物が、ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油及びこれらの任意の組合せと、
乳化剤、乳酸エステル、乳酸ポリマー、多価アルコール、カルボン酸、カルボン酸塩及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される化合物と、
現場化学的還元剤とを含む、方法。
【請求項３９】
微生物を前記水及び前記組成物と接触させ、前記水が汚染物質を含む場合に、前記組成物及び前記微生物の存在によって前記汚染物質が無害なその誘導体に変換されるようにすることをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記汚染物質が非水系ハロゲン化化合物を含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記組成物が、植物油精製の副生成物、未精製植物油、部分精製植物油及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される化合物をさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
前記非水系ハロゲン化炭化水素が、塩素化エタン、塩素化エタン、塩素化メタン、直鎖塩素化炭化水素、塩素化芳香族化合物、ハロゲン化有機化合物、多環式ハロゲン化化合物及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記水が、地下水、廃水、雨水、流出水、地表水及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４４】
前記組成物と前記水とを接触させることが、前記組成物を前記水で０．１パーセント〜５０パーセントの濃度に希釈することを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４５】
前記水１立方メートル当たり前記組成物０．１ガロン〜１０．０ガロンの濃度で、前記組成物を前記水と接触させる、請求項３８に記載の方法。
【請求項４６】
前記乳化剤が８〜３０の範囲の親水性−親油性バランスを有する、請求項３８に記載の方法。
【請求項４７】
前記乳化剤が、レシチン類、化学修飾されたレシチン類、酵素的に修飾されたレシチン類、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、ステロイルラクチル酸、オレイル乳酸ナトリウム、オレイルラクチル酸、モノ−及びジグリセリド、エトキシル化モノ−及びジグリセリド、脂肪アミンオキシド、胆汁酸塩など第四アンモニウム界面活性剤、ベタイン類、糖由来界面活性剤、アルキルポリグリコシド、ポリソルベート、ポリグリセロールエステル、脂肪アルコールエトキシレート、脂肪アルカノールアミド、ポリグリコールエーテル、ブロックコポリマー、植物油エトキシレート、脂肪酸エトキシレート、アルファオレフィンスルホネート、ラウリル硫酸ナトリウム、サルコシネート、スルホサクシネート、イソチオネート、エーテル硫酸塩、又はこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４８】
前記ソープストックが、脂肪酸塩、油、糖脂質及び水を含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４９】
前記組成物が、１００ｎｍ未満の大きさの粒子を有する前記列挙された要素のマイクロエマルションである、請求項３８に記載の方法。
【請求項５０】
ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される第１構成成分と、
エトキシル化モノグリセリド、レシチン、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、ポリ乳酸、乳酸エチル、カルボン酸、カルボン酸塩及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される第２構成成分と、
汚染物質を無害なその誘導体に変換するための手段と
を含む組成物であって、
前記組成物を、ある量の汚染物質を含む水と接触させてしばらくすると、前記量の汚染物質の少なくとも一部が無害なその誘導体に変換される、組成物。
【請求項５１】
トリグリセリド、ジグリセリド、モノグリセリド、糖アルコール、脂肪酸エトキシレート、ソルビタンモノエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、グリセロールエステル、短鎖脂肪アルコール、酸、エステル、グリセロール類、グリコール、これらのいずれかの誘導体及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される化合物をさらに含む、請求項５０に記載の組成物。
【請求項５２】
ソルビタンモノステアレート、ロジンのポリオキシエチレンエステル、ポリオキシエチレンドデシルモノエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンモノ（ｃｉｓ−９−オクタデセニル）エーテル、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオクタデシルエーテル、ポリオキシエチレンジオレエート、ポリオキシエチレンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート  ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、オレイン酸のポリグリセロールエステル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサステアレート、ポリオキシエチレンモノテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサオレエート、脂肪酸及びトール油とソルビトールとのヘキサエステル、エトキシル化ひまし油、エトキシル化ダイズ油、エトキシル化ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート、脂肪酸及びトール油とグリセロール及びポリエチレングリコールとの混合エステル、アルコール類、これらの任意のもののＣ９〜Ｃ１６エトキシル化誘導体、並びにこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される化合物をさらに含む、請求項５０に記載の組成物。
【請求項５３】
前記組成物が前記列挙された要素から本質的になる、請求項５０に記載の組成物。
【請求項５４】
緩衝剤をさらに含む、請求項５０に記載の組成物。
【請求項５５】
前記組成物が、
１０〜６０重量％の前記ソープストックと、
１〜３０重量％の前記レシチンと
を含む、請求項５０に記載の組成物。
【請求項５６】
乳酸、ギ酸，酢酸、プロピオン酸、酪酸、グルコン酸、及びグルカル酸からなる群から選択される有機酸の塩及び／又はエステルを含む電子供与体をさらに含む、請求項５０に記載の組成物。
【請求項５７】
ポリ乳酸、ポリグリコン酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリアクリル酸のナトリウム塩、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアミド、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される低分子量水溶性ポリマーをさらに含む、請求項５０に記載の組成物。
【請求項５８】
大豆タンパク、乳漿タンパク、キチン、セルロース、デンプン、キサンタンガム、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択されるバイオポリマーをさらに含む、請求項５０に記載の組成物。
【請求項５９】
グリセロール、エチレングリコール、プロピレングリコール、糖アルコール、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される多価アルコールをさらに含む、請求項５０に記載の組成物。
【請求項６０】
前記ソープストックが、脂肪酸塩、油、糖脂質及び水を含む、請求項５０に記載の組成物。
【請求項６１】
前記組成物が、１００ｎｍ未満の大きさの粒子を有する前記列挙された要素のマイクロエマルションである、請求項５０に記載の組成物。
【請求項６２】
ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油、又はこれらの任意の組合せと、
乳酸エチル、ポリ乳酸、ステアロイルラクチル酸ナトリウム又はこれらの任意の組合せと、
レシチン、エトキシル化モノグリセリド又はこれらの組合せと、
現場化学的還元剤と
を含む組成物であって、
ある量の汚染物質を含む水に前記組成物を入れてしばらくたつと、前記量の汚染物質の少なくとも一部が無害なその誘導体に変換される、組成物。
【請求項６３】
緩衝剤をさらに含む、請求項６２に記載の組成物。
【請求項６４】
グリセロール、エチレングリコール、プロピレングリコール、糖アルコール、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される多価アルコールをさらに含む、請求項６２に記載の組成物。
【請求項６５】
前記列挙された要素から本質的になる、請求項６２に記載の組成物。
【請求項６６】
バイオレメディエーションを行うことができる微生物の培養物をさらに含む、請求項６２に記載の組成物。
【請求項６７】
前記ソープストックが、脂肪酸塩、油、糖脂質及び水を含む、請求項６２に記載の組成物。
【請求項６８】
前記組成物が、１００ｎｍ未満の大きさの粒子を有する前記列挙された要素のマイクロエマルションである、請求項６２に記載の組成物。
【請求項６９】
マイクロエマルションと現場化学的還元剤とを含む組成物源と、汚染水源と、前記組成物を汚染水と接触させるよう構成された導管とを含む、水源に組成物を取り込ませるシステム。
【請求項７０】
前記組成物が、以下の化合物：
乳酸エチル、ポリ乳酸、ステアロイルラクチル酸ナトリウム又はこれらの任意の組合せ、
レシチン、エトキシル化モノグリセリド又はこれらの組合せ、
緩衝剤、及び
グリセロール、エチレングリコール、プロピレングリコール、糖アルコール、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される多価アルコール
の少なくとも１種をさらに含む、請求項６９に記載のシステム。
【請求項７１】
バイオレメディエーションを行うことができる微生物の培養物源をさらに含む、請求項６９に記載のシステム。
【請求項７２】
還元剤を有するマイクロエマルションを汚染物質と接触させる方法であって、前記汚染物質が無害なその誘導体に変換される、方法。
【請求項７３】
前記マイクロエマルションが、ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される第１構成成分と、エトキシル化モノグリセリド、レシチン、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、ポリ乳酸、乳酸エチル、カルボン酸、カルボン酸塩及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される第２構成成分とをさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記マイクロエマルションが、トリグリセリド、ジグリセリド、モノグリセリド、糖アルコール、脂肪酸エトキシレート、ソルビタンモノエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、グリセロールエステル、短鎖脂肪アルコール、酸、エステル、グリセロール類、グリコール、これらのいずれかの誘導体、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される化合物をさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７５】
前記マイクロエマルションが、ソルビタンモノステアレート、ロジンのポリオキシエチレンエステル、ポリオキシエチレンドデシルモノエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンモノ（ｃｉｓ−９−オクタデセニル）エーテル、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオクタデシルエーテル、ポリオキシエチレンジオレエート、ポリオキシエチレンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート  ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、オレイン酸のポリグリセロールエステル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサステアレート、ポリオキシエチレンモノテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサオレエート、脂肪酸及びトール油とソルビトールとのヘキサエステル、エトキシル化ひまし油、エトキシル化ダイズ油、エトキシル化ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート、脂肪酸及びトール油とグリセロール及びポリエチレングリコールとの混合エステル、アルコール類、これらの任意のもののＣ９〜Ｃ１６エトキシル化誘導体、並びにこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される化合物をさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７６】
前記マイクロエマルションが緩衝剤をさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７７】
前記マイクロエマルションが、ポリ乳酸、ポリグリコン酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリアクリル酸のナトリウム塩、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアミド、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される低分子量水溶性ポリマーをさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７８】
前記マイクロエマルションが、大豆タンパク、乳漿タンパク、キチン、セルロース、デンプン、キサンタンガム、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択されるバイオポリマーをさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７９】
前記マイクロエマルションが、グリセロール、エチレングリコール、プロピレングリコール、糖アルコール、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される多価アルコールをさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項８０】
前記汚染物質が、非水系ハロゲン化化合物、ニトロアミン、あるいは還元又は固定化されて無毒性又は不溶性の化合物を形成しうる無機化合物である、請求項７２に記載の方法。
【請求項８１】
前記非水系ハロゲン化炭化水素が、塩素化エタン、塩素化エタン、塩素化メタン、直鎖塩素化炭化水素、塩素化芳香族化合物、ハロゲン化有機化合物、多環式ハロゲン化化合物及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される、請求項８０に記載の方法。
【請求項８２】
前記ニトロアミンがシクロトリメチレントリニトロアミン（ＲＤＸ）である、請求項８０に記載の方法。
【請求項８３】
前記無機化合物が、硫酸塩、硝酸塩、ヒ素、六価クロム、及びこれらの任意のものの組合せの群から選択される、請求項８０に記載の方法。
【請求項８４】
微生物を前記水及び前記組成物と接触させ、前記水が汚染物質を含む場合に、前記組成物及び前記微生物の存在によって前記汚染物質が無害なその誘導体に変換されるようにすることをさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項８５】
バイオレメディエーションを行うことができる微生物の培養物をさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項８６】
前記還元剤を水及び前記組成物と接触させ、前記水が汚染物質を含む場合に、前記還元剤の存在によって前記汚染物質が無害なその誘導体に変換されるようにすることをさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項８７】
前記水が、地下水、廃水、雨水、流出水、地表水及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される、請求項７２に記載の方法。
【請求項８８】
前記組成物を前記水と接触させることが、前記組成物を前記水で０．１パーセント〜５０パーセントの濃度に希釈することを含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項８９】
前記汚染物質が、ハロゲン化エテン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化メタン、直鎖ハロゲン化炭化水素、ハロゲン化芳香族化合物、ハロゲン化有機化合物、多環式ハロゲン化化合物、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、火薬、弾薬、芳香族ニトロ化合物、過塩素酸塩、塩素酸塩、ダイオキシン、ポリ塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン（ＰＣＤＤ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）、メチル第３ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、殺虫薬、除草剤、殺虫剤、落葉剤、農薬、Ｎ−ニトロナトリウムエチルアミン（ＮＤＭＡ）、有機染料、放射標識ヌクレオチド、銅、モリブデン、ウラン、クロム、セレン、バナジウム、ヒ素、銀、アンチモン、カドミウム、鉛、水銀、タリウム、スズ、コバルト、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、金、バリウム、ラジウム、マグネシウム、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される、請求項７２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の様々な非限定的な実施形態は、汚染物質を無害なその誘導体に変換するのに使用できる組成物に関する。非限定的な実施形態としては、非生物的触媒作用によってある特定の化学物質の分解を促進する組成物があるが、それに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
塩素化エテン類、エタン類、及び他の嫌気的分解性汚染物質の嫌気性分解経路の研究において、一般的汚染物質分解に対する生物の寄与及び非生物の寄与が評価され始めている。メカニズムを組み合わせるという発想は、研究されてこなかったが、それは修復産業が２つの主要なアプローチ（生物学的アプローチ及び化学酸化アプローチ）から発展してきたからである。
【０００３】
汚染物質の現場バイオレメディエーション（ＩＳＢ：in-situ bioremediation）は、商業的に実施され、還元又は酸化されることで分解される汚染物質に対して効果的である。生物学的プロセスは、主に、還元脱塩素を増大させるために炭素物質を使用することを中心にしたものであった。汚染物質のバイオレメディエーションには、４種類の構成成分（微生物、電子供与体、電子受容体、及び栄養素）が必要である。
【０００４】
酸化バイオレメディエーションの場合、汚染物質は電子供与体であり、酸素は電子受容体である。原油は、酸化バイオレメディエーションから恩恵を受ける汚染物質の最たる例であろう。
【０００５】
還元バイオレメディエーションでは、汚染物質は電子受容体であり、有機化合物は電子供与体である。還元バイオレメディエーションは、ハロゲン化化合物、ニトロアミン、過塩素酸塩、金属及び他の化合物（還元されることによって分解、沈殿又は固定化されうるもの）に適用できる。例としては、ハロゲン化エテン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化メタン、直鎖ハロゲン化炭化水素、ハロゲン化芳香族化合物、ハロゲン化有機化合物、多環式ハロゲン化化合物（ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）など）；硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩；火薬、弾薬、芳香族ニトロ化合物；過塩素酸塩、塩素酸塩；ダイオキシン、ポリ塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン（ＰＣＤＤ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）；メチル第３ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）；殺虫薬、除草剤、殺虫剤、落葉剤及び他の農薬；Ｎ−ニトロナトリウムエチルアミン（ＮＤＭＡ：N-nitrosodiumethylamine）；有機染料（オレンジＩＩＩ、クリソイジン、トロペオリンＤなど）；放射標識ヌクレオチド；金属（銅、モリブデン、ウラン、クロム、セレン、バナジウム、ヒ素、銀、アンチモン、カドミウム、鉛、水銀、タリウム、スズ、コバルト、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、金、バリウム、ラジウム、及びマグネシウムがあるが、これらに限定されない）があるが、これらに限定されない（文献：Handbook of Environmental Degradation Rates, Philip H. Howard, et al., 1991 by CRC Press LLC）。
【０００６】
多くの異なった有機性炭素が商業的に使用されて、還元バイオレメディエーション法が促進されてきたが、そうした有機性炭素には、揮発性脂肪酸及び誘導体（乳酸ナトリウム、乳酸カリウム、エチル・ラクテート／ジプロピオネート、クエン酸を含む）；糖類（糖密、スクロース、グルコース、フルクトースを含む）；油類（植物油、乳化植物油、油混合物、ガソリン／ディーゼル油；重合ポリ乳酸（polymerized poly-lactate）；及び固体（キチン、乳漿、木材マルチ（wood mulch）を含む）が含まれる。
【０００７】
１つの進展は、一般的な徐放性物質（slow release substrate）としての乳化植物油の使用であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
金属及び金属鉱物を利用した汚染物質の化学的還元も、長年にわたり商業利用されてきた。ゼロ価鉄（ＺＶＩ）は、もっとも広く使用されているこのタイプの現場化学的還元剤（ＩＳＣＲ:in-situ chemical reluctant）である。この技術を早い時期に具体化したものでは、鉄フィリングを満たした深い溝を利用して透過的反応性バリヤー（ＰＲＢ:permeable reactive barriers）を形成させた。もっと最近の例としては、ＺＶＩ粉末を固体炭水化物と混ぜ合わせたもの、ならびにナノスケール及びマイクロスケールのＺＶＩを植物油エマルションと混ぜ合わせたものがある。可溶性鉄化合物及び化学的又は生物学的還元剤を注入し、その場で金属鉱物を形成させることも研究されている。これらの技術はすべて、鉄又は鉄鉱物を使用して非生物的プロセスによって汚染物質を還元するものである。ＩＳＣＲを送り込む場合の主な課題は、十分にゆきわたるように注入地点から物質を移動させることが一般にはできないことである。
【０００９】
汚染物質は、ＩＳＣＲの表面に接触すると還元される。これにより、汚染物質は還元され、ＩＳＣＲは酸化される。電子の移動がＩＳＣＲの表面で行われる。塩素化エテンの場合、電子の移動により、汚染物質からの２個の塩素のベータ脱離が促進される。トリクロロエテン（ＴＣＥ）の場合、この方法によってクロロアセチレンに変換される。ＩＳＣＲ表面が部分的に酸化されたので、その反応性が低下した。ＩＳＣＲをＩＳＢと組み合わせることによる１つの利点は、発酵する炭素物質が電子をＩＳＣＲ粒子の表面に供給し、それによってその表面が再還元されて、反応性が最大化されることである。
【００１０】
汚染物質の反応はＩＳＣＲ粒子の表面で行われるので、その反応性はその表面積に比例する。粒子を小さくすることができるなら、分解速度が速くなるであろう。こうした物質は、典型的には飽和土に注入され、その分散はスロート孔径（pore throat sizes）によって制限される。小さな粒子は、土壌によって優先的に濾別される大きな粒子よりも、大抵はもっと遠くに移動することになる。
【００１１】
ＩＳＣＲ粒子は、酸化第一鉄、酸化第二鉄、磁鉄鉱、赤鉄鉱、磁赤鉄鉱、水酸化第一鉄、水酸化第二鉄、針鉄鉱、赤金鉱、鱗繊石、フェロキシハイト（ferroxyhyte）、フェリハイドライト、シュベルトマンナイト（schwertmannite）、緑青、フォーゲライト（fougerite）、硫化鉄、単硫鉄鉱、グレイジャイト、磁硫鉄鉱、マッキナワイト、白鉄鉱、黄鉄鉱、菱鉄鉱、藍鉄鉱、鉄、ゼロ価鉄、ゼロ価亜鉛、ゼロ価アルミニウム、グルコン酸鉄、システイン、硝酸銀、硫酸鉄、塩化鉄、及び乳酸鉄で作ることができる。
【００１２】
嫌気性代謝の生物学的メカニズムがいっそう理解されるようになるにつれ、多数の分解経路は、厳密に生物学的プロセスによるものであるとすることは容易にはできないが、化学的還元プロセスには容易に当てはまることが明らかになってきた。両方のプロセスの証拠がある幾つかの場所からのデータによれば、まさに生物的プロセスと非生物的プロセスの相乗効果であろうことを示唆されている。
【００１３】
現代の典型例では、ＩＳＣＲを使用した化学的還元の利点と炭素物質の添加による還元脱塩素の利点とを組み合わせることが考えられている。実施する人にとって問題となるのは、どのように不溶性ＩＳＣＲと可溶性有機物質とを混合して安定した注入液を形成させるかということである。生物学的に還元脱塩素を増大させるためにマイクロエマルション技術を使用することは、修復産業にとって比較的新しい技術である。マイクロエマルションでは、２種類の不混和性物質を界面活性剤と一緒にして、熱力学的に安定したサブミクロンの大きさの粒子を生じさせる。マイクロエマルションは、サブミクロン粒子を有する安定した系なので、地下輸送が優れている。ＩＳＣＲをマイクロエマルション中に取り込ませ、それによって生物学的メカニズムと非生物的メカニズムの両方を組み合わせて、１つの簡単に扱える物質（生物的修復特性と非生物的修復特性の両方を有し、地下水中で輸送する（混和性液体のような）液体の分散特性を持っているもの）にすることができるなら、著しい利点がもたらされるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、これらの必要を満たすものであり、水中の化合物の化学的還元を行うか又は水中に化合物を分散させるのに役立つ組成物を開示している。
【００１５】
一実施形態では、組成物は還元剤及びマイクロエマルションを含む。還元剤は、組成物中に分散させる。別の実施形態では、還元剤はマイクロエマルションによって生じるミセル内にある。
【００１６】
別の実施形態では、化合物を分散させる方法は、マイクロエマルションを水と混合し、ひいては相を形成させ、その相に化合物を分散させることを含む。
【００１７】
さらに別の実施形態では、水性組成物は、水、ミセル（界面活性剤、補助界面活性剤及び有機相（油、ソープストック、ソープストックの酸性油（acid oil）、ソープストックの中和酸性油（neutralized acid oil）及びこれらの任意の組合せを含んでいる）を含む）、及び汚染物質を無害なその誘導体に変換する手段を含む。汚染物質を無害なその誘導体に変換するための手段の少なくとも一部は、ミセル内にある。
【００１８】
更なる実施形態では、方法は、組成物を水と接触させることを含み、その組成物は、ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油及びこれらの任意のものの組合せ；乳化剤、乳酸エステル、乳酸ポリマー（lactate polymer）、多価アルコール、カルボン酸、カルボン酸塩及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される化合物；及び現場化学的還元剤を含む。
【００１９】
別の実施形態では、組成物は、ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される第１構成成分；エトキシル化モノグリセリド、レシチン、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、ポリ乳酸、乳酸エチル、カルボン酸、カルボン酸塩及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される第２構成成分；及び汚染物質を無害なその誘導体に変換する手段を含む。ある量の汚染物質を含んでいる水にその組成物を入れてしばらくすると、その量の汚染物質の少なくとも一部が無害なその誘導体に変換される。
【００２０】
さらに別の実施形態では、組成物は、ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油、又はこれらの任意のものの組合せ；乳酸エチル、ポリ乳酸、ステアロイルラクチル酸ナトリウム又はこれらの任意のものの組合せ；レシチン、エトキシル化モノグリセリド又はこれらの組合せ；及び現場化学的還元剤を含む。ある量の汚染物質を含んでいる水にその組成物を入れてしばらくすると、その量の汚染物質の少なくとも一部が無害なその誘導体に変換される。
【００２１】
更なる実施形態では、水源に組成物を送り込むシステムは、マイクロエマルションと現場化学的還元剤とを含む組成物源；汚染水源；及び組成物を汚染水と接触させるよう構成された導管を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の組成物の一実施形態で達成されうる、汚染物質の非生物的分解を示す。
【図２】パークロロエテン（ＰＣＥ:perchloroethene）の場合の様々な生物的及び非生物的分解経路を示す。
【図３】植物油を処理するための方法の概略図である。その方法は、組成物（本明細書に記載のものなど）を製造する一実施形態で使用できる、植物油精製におけるソープストック、酸性油又は他の副生成物の製造に用いることができる。
【図４】水に含まれている本発明のマイクロエマルションの様々な実施形態を示し、マイクロエマルションは右に向かって５％ずつ増大している。
【図５】マイクロエマルションと還元剤とを組み合わせた本発明の様々な実施形態の粒径を示す。
【図６】マイクロエマルションと還元剤の、本発明の一実施形態の粒径を示す。
【図７】マイクロエマルションと還元剤とを組み合わせた本発明の様々な実施形態における、汚染物質を無害ではないその誘導体に変換する能力を示す。
【図８】マイクロエマルションと還元剤とを組み合わせた本発明の様々な実施形態における、汚染物質を無害ではないその誘導体に変換する能力を示す。
【図９】図７の作成に用いられたデータを示す。
【図１０】図８の作成に用いられたデータを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本開示は、幾つかの異なる特徴を記載しており、様々な例示的な非限定的実施形態について述べつつ、それらの態様を示している。しかし、本開示は多数の例示的実施形態を包含し、それらの実施形態は、本明細書に記載した様々な特徴、態様、及び実施形態のいずれかを、当業者が有用であると思うであろう任意のものの組合せで組み合わせることによって実現できることが理解される。
【００２４】
塩素化溶剤は、アメリカ合衆国内の危険な廃棄物処理場で見いだされる地下水汚染物質のもっとも一般的な部類である。そのような場所でもっとも頻繁に検出される汚染物質の上位２５種のリストにおいて、米国有害物質・疾病登録局（ＡＴＳＤＲ: Agency for Toxic Substances and Disease Registry）は、上位１２種の汚染物質のうちの１０種は塩素化溶剤又はその分解生成物であることを見いだした。National Research Council, Alternatives for Ground Water Cleanup（National Academy Press, Washington, D. C. 1994）。同じ調査で、一般的な汚染物質であるトリクロロエチレン（ＴＣＥ）が、全国浄化優先順位表（National Priority List）の場所の４０％を超える場所に存在することが分かった。こうした化合物によって汚染された地下水を修復することには、疎水性及び高密度を含めその固有の特性と関係した独特の障害がある。塩素化溶剤に関係した生物分解過程の理解が最近深まったので、透過性の低い飽和土又は可変飽和土（variably  saturated soils）の残留汚染源地域の修復を、従来の方法よりもずっと安いコストで行うことが可能である。
【００２５】
金属、過塩素酸塩、火薬、及び他の汚染物質も、危険な廃棄物処理場で頻繁に検出される汚染物質リストに登場する。こうした汚染物質は、そのような場所の浄化にとって挑戦となる。還元脱塩素法では、クロロエテンが電子受容体として働く。このことは、現場において、十分の好適な電子供与体を利用できるかどうかによってこの方法が制限されうることを暗示する。還元脱塩素はまた、競合する無機電子受容体（酸素、硝酸塩、鉄、及び硫酸塩など）が存在することで全体的又は部分的に抑制されうる。クロロエテン汚染が存在するほとんどの現場において、電子供与体が十分に供給される状況では、還元脱塩素処理がある程度行われることは広く認められている。
【００２６】
地下水中の塩素化溶剤及び他の汚染物質を処理するために、強化バイオレメディエーション（バイオオーグメンテーション（bioaugmentation）とも呼ばれる）系で徐放性電子供与体を使用することに、次第に興味が持たれるようになってきた。徐放性電子供与体は、水素レベルを十分に低く維持して、脱塩素バクテリアが、より入手しやすい電子供与体の場合よりも多くの割合のバイオレメディエーション組成物を使用できるようにする。水素レベルが高くなりすぎると、メタン生成菌がその系を支配するであろう。徐放性電子供与体に関するこうした関心は、可溶性電子供与体（ラクテート又は糖密など）を連続添加又は半連続的添加する従来の系と比べて、徐放性の系は単純であり、しかも維持要件が厳しくないことから生まれている。電子供与体のコストは、徐放性系の方法のコスト全体のかなりの部分となり得るので、効率的かつ低コストの電子供与体を選ぶことは、こうした系の有効性及び全体的経済性にとって重要なものとなる。多数の酸化しうる有機化合物が、好適な電子供与体でありうる。潜在的な電子供与体がバイオレメディエーション用の組成物として有用であるためには、安全に使用できるべきであり、所望の反応を促進し、比較的安価であるべきである。
【００２７】
炭素物質は、ハロゲン化溶剤、過塩素酸塩及びある特定の金属の還元的分解を高める電子供与体として使用できる。乳化植物油は、ハロ呼吸（halorespiration）を高めるための炭素源として使用されてきた。様々な種類の植物油（大豆油、ヒマワリ、菜種、ゴマ、オリーブ、カノーラ、からし及びトウモロコシ油を含むが、それらに限定されない）をこうした用途に使用できる。こうした食用油としては、混合グリセリドを挙げることができる。植物油物質（vegetable oil substrates）の配合物の中にはゆっくり分解し、また必要とされるよりも長い年月にわたって帯水層にとどまりうるものがあるが、帯水層の母岩（matrix）中に容易に分散することができないものもある。植物油だけでは、溶剤の脱ハロゲンを完全に行うのに必要な強力な還元条件を保つのに、十分速く利用できない。こうした植物油系に固有の低分解速度を克服するために、乳酸ナトリウムを添加して、還元条件を促進し、バイオマスを増大させる。帯水層の目詰まりの問題は、乳化剤を加えて系の粘度を下げ、かつ地下の分散が増大するようにして、克服することができる。
【００２８】
一実施形態では、危険な廃棄物処理場、汚染地下水源、及び／又はスーパーファンド対象場所（superfund sites）の修復を実施するための低コストで高効率の方法が開示されている。一実施形態では、汚染物質の化学的還元又は非生物的還元を行わせるために、還元剤（現場化学的還元剤など）をマイクロエマルションと混ぜるか、又はマイクロエマルションに取り込ませる。他の実施形態では、バイオレメディエーション用の電子供与体としてのある特定の組成物を非生物的修復と組み合わせて使用する方法が開示されている。
【００２９】
一実施形態では、還元剤は可溶性金属塩である。別の実施態様では、還元剤は、である。
【００３０】
還元性粒子を発酵有機化合物と組み合わせると、幾つかの有益な相互作用がある。その最初のものは、発酵有機化合物により、ＩＳＣＲ粒子上の酸化場所を再還元することができる余分の電子が供給されて、反応性の高い状態にそれがとどまれるようになるというものである。またそれは、土壌の鉄を還元及び可溶化し、かつ鉄還元バクテリアを刺激することにより、ＩＳＣＲの表面を間接的に還元することもできる。
【００３１】
組み合わせることによる第２の有益な効果は、こうした発酵炭素物質は、表面が反応性である還元された鉱物を、その場で有機発生的（biogenically）に形成できることである。例えば、金属含有化合物を含んでいる土壌又は地下水中に発酵炭素物質を送り込むと、還元された金属、金属酸化物、金属水酸化物などを生じさせることができ、また硫黄含有化合物の存在下では、金属硫化物、黄鉄鉱、及びもっと複雑な金属硫黄化合物を生じさせることができる。
【００３２】
３番目の相互作用では、土壌からの鉄及び他の金属を可溶化して地下水に溶かすことができる。次いでこうした可溶性及び移動性の還元金属は、電子を直接供給して、存在する汚染物質を還元することができる。
【００３３】
最後に、ゼロ価鉄などのように反応性の強いＩＳＣＲ鉱物は、可溶性水酸化物イオンを形成できる。こうしたＯＨ−イオンは、炭素物質の発酵時に形成される酸と反応することができ、その系を緩衝化して最適なバイオレメディエーションｐＨ範囲である５〜９にするのに役立つ。その緩衝化された安定した最適ｐＨ範囲により、生物学的緩和過程（biologically mitigated processes）からの汚染物質分解速度が最適化される。
【００３４】
図１は、ＩＳＣＲ粒子をＩＳＢと組み合わせて非生物的にＴＣＥを分解してクロロアセチレンにするという、こうした有益な相互作用の例を示す。プロピオネートからアセテートへの有機炭素発酵が行われると、過剰の電子が系に提供されて、磁鉄鉱（ＩＳＣＲ）の表面が直接的に再還元されるか、あるいは土壌の鉄の可溶化及び移動により、及び又は鉄還元バクテリアの刺激により、間接的に再還元される。これとは別に、炭素物質の発酵によって供給される電子は、ＴＣＥをジクロロエテン（主に、ｃｉｓ立体配座）に直接変換することができる。
【００３５】
別の実施形態では、一連の研究が行われ、ＩＳＣＲをマイクロエマルション内に取り込ませることができることが示された。幾種類かの異なるＩＳＣＲを、マイクロエマルションの炭素物質内にうまく分散させて、マイクロエマルションの物理的性質を保持する低粘度の単一相液体を形成させた。別の実施形態では、生物的効果、非生物的効果、及び相乗効果を実証するために、ミクロコスム研究においてこの系を様々な単独のＩＳＣＲ及び「無菌」非生物系と比較した。
【００３６】
別の実施形態では、修復を接種物で助けることができる。ある特定の汚染された物質（又は場所）は、汚染物質のバイオレメディエーションを遂行するのに十分な特有の微生物群を含みうる。そのような場所では、その特有の微生物が、所望の浄化目標を達成する点で遺伝的に不十分であるのでない限り、微生物を加える必要はない。微生物学的に制限のある場所では、微生物をその汚染された物質（又は場所）に加えることができる。一実施形態では、接種物は、最適な細胞密度に達するまで栄養を与えられたハロ呼吸バクテリアの混合培養物であってよい。ハロ呼吸バクテリアのこうした混合培養物は、典型的には、河川、小川又は任意の水路からの沈殿物試料から得ることができる。実施例で使用した接種物は、サンガモン（Sangamon）川の沈殿物試料（Lodge Park, Piatt County, Ill.）からのものだった。例えば、Brennan, R. A., Sanford, R. A. and Werth, C. J (2006) “Biodegradation of Tetrachloroethene by Chitin Fermentation Products in a Continuous Flow Column System.” Journal of Environ. Engr., June 665-673を参照されたい。この培養物は、ＰＣＥ、嫌気性の基礎塩培地（basal salts medium）、Wolfeのビタミン溶液及び様々な電子供与体（ラクテート（１〜２ミリモル（ｍＭ））、ホルメート（４ｍＭ）及びキチンを含む）において、イリノイ大学で揮発性界面移動装置（ＶＩＴＡ: Volatile Interface Transfer Apparatus）の反応装置を用いて数年間成長させたものである（Brennan, R. A., and Sanford, R. A. (2002).“Continuous steady-state method using Tenax for delivering tetrachloroethene to chlororespiring bacteria.” Appl. Environ. Microbiol., 68(3), 1464-1467）。２００３年に、顕微鏡による直接計数の評価によると、培養物密度は１×１０９細胞／ｍｌを超えていることが示された。１６Ｓｒ  ＲＮＡ遺伝子固有のプライマー（デハロコッコイデス（Dehalococcoides）とデハロバクター（Dehalobacter）種の両方）を検出した。定量リアルタイムＰＣＲが使用されて、培養物１ｍｌ当たりおよそ１．６５×１０７のデハロコッコイデス（Dehalococcoides）の遺伝子コピーが存在することが判明した。
【００３７】
バイオレメディエーションに対するＩＳＣＲ粒子の影響を評価するために、ＩＳＣＲがある場合又はない場合、さらに接種物がある場合とない場合について反応を行わせることができ、結果を測定する。ＩＳＣＲ及び電子供与体は、任意の物理的形態（液体又は固体形態のいずれかなど）でバイオレメディエーション混合物に加えることができる。本開示においては、「分解の速度を増大させるのに十分な量」とは、分解の速度に好ましい影響を与えるであろう物質の量（そのような物質をそのような量だけ反応に加えた場合）を意味する。
【００３８】
図２（Arnold, W. A., Pathways of Chlorinated Ethylene and Chlorinated Acetylene Reaction with Zn (O), Environmental Science & Technology, 1998, 32, 3017-3025からのもの）は、パークロロエテン（ＰＣＥ）の様々な生物的及び非生物的分解経路を示す。
【００３９】
本明細書に記載したように、ミクロコスムに使用したそれぞれの瓶は、最初はある特定量のＰＣＥから始めてよい。その後の時点では、それぞれの瓶は、ＰＣＥの分解生成物（degradation daughter products）（トリクロロエテン（ＴＣＥ）、ｃｉｓ−ジクロロエテン（ＤＣＥ）、ｔｒａｎｓ−ＤＣＥ、１，１−ＤＣＥ、及び塩化ビニル（ＶＣ）など）のための試料を採取できる。ジクロロアセチレン及びクロロアセチレン及びエタン、ならびにＰＣＥ及びＴＣＥ及びエタンの分解生成物（daughter products）もそれぞれ分解速度が速いため、それらは検出可能でないことがある。また分析干渉（analytical interference）のため、エテンに関して報告された値は、系中のエテン及びアセチレンの両方の合計を含みうる。
【００４０】
分解速度は、ＰＣＥから取り除かれた塩化物イオンのマイクロモル数を計算し、その後、生じた分解生成物の量から求めることができる。計算は以下のようにして行うことができる：
塩化物（マイクロモル数）＝出発ＰＣＥ（マイクロモル数）−４×ＰＣＥ（マイクロモル数）−３×ＴＣＥ（マイクロモル数）−２×ＤＣＥ（マイクロモル数）−ＶＣ（マイクロモル数）。
【００４１】
多数の分解生成物を生じない低活性のセット又は接種されていない対照がＰＣＥの消失を示すセットには、別の計算を使用できる。別の塩化物計算は次のとおりである：塩化物（マイクロモル数）＝ＴＣＥ（マイクロモル数）＋２×ＤＣＥ（マイクロモル数）＋３×ＶＣ（マイクロモル数）＋４×エテン（マイクロモル数）。
【００４２】
一部の実施形態は、各実験の最後近くの試料採取地点において残っている脱塩素分解生成物の相対量を示す数字を含んでいる。この段階でエテン生成を示すバイオレメディエーションの改善剤（amendment）は、水（又は他の源）の中の汚染物質のバイオレメディエーションのための電子供与体となることができることをうまく実証したと見なされうる。
【００４３】
他の実施形態では、危険な廃棄物処理場で検出される汚染物質のリストに登場する金属、過塩素酸塩、火薬、及び他の汚染物質を浄化するための、方法及び組成物が開示される。
【００４４】
一実施形態では、方法は組成物を水と接触させることを含む。しばらくすると、水が汚染物質を含んでいる場合、水中に存在する組成物によって汚染物質は無害なその誘導体に変換される。
【００４５】
一実施形態では、現場化学的還元剤は、汚染物質の化学的又は非生物的還元を行わせるために、マイクロエマルション中に取り込ませる。現場化学的還元剤の例としては、以下のものがあるが、これらに限定されない：酸化されるときに電子を供与できる金属（鉄、ゼロ価鉄、鉄ＩＩ及び鉄ＩＩＩを含むが、これらに限定されず、そのような金属は、可溶性の無機化合物（inorganic）（すなわち、塩化鉄）のような形態であっても、可溶性の有機化合物（すなわち、グルコン酸マグネシウム）の形態であってもよい）；汚染物質を分解するための触媒として働くことができる金属鉱物（金属硫化物があるが、これに限定されない）、層状複水酸化物（すなわち、緑青）、スピネル群（spinal group）金属（すなわち、磁鉄鉱）、塩化鉄、硫酸マグネシウム、水酸化鉄；及びキレート化金属（グルコン酸金属（metal gluconates）があるが、これに限定されない）。
【００４６】
別の実施形態では、方法は、ソープストック、ソープストックの酸性油又はそれらの組合せ及び化合物（乳化剤、乳酸エステル、乳酸ポリマー、多価アルコール、カルボン酸、カルボン酸塩、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される）を含む組成物を、水と接触させることを含む。しばらくすると、水が汚染物質を含んでいる場合、水中に存在する組成物によって汚染物質は無害なその誘導体に変換される。
【００４７】
さらに別の実施形態では、組成物は、ソープストック；乳酸エチル、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、ポリ乳酸、又はそれらの組合せ；及びレシチンを含む。
【００４８】
更なる実施形態では、組成物は、ソープストック；乳酸エチル、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、ポリ乳酸、又はそれらの組合せ；及びレシチンから本質的になる。
【００４９】
別の実施形態では、組成物は、レシチン；エトキシル化モノグリセリド；ソープストック、酸性油、中和酸性油、又はこれらの任意のものの組合せ；及び乳酸エチルを含む。
【００５０】
さらに別の実施形態では、組成物は、レシチン；少なくとも２０％の脂肪酸を有する化合物；エトキシル化モノグリセリド；及び乳酸エチルを含む。
【００５１】
更なる実施形態では、組成物は、ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される第１構成成分；乳酸エチル；及びエトキシル化モノグリセリド、レシチン、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、ポリ乳酸、カルボン酸、カルボン酸塩、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される第２構成成分を含む。
【００５２】
更なる実施形態では、組成物は、ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油、及びこれらの任意のものの組合せ；ならびに乳酸エチル、ポリ乳酸、エトキシル化モノグリセリド、レシチン、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、カルボン酸、カルボン酸塩、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される化合物から本質的になる。
【００５３】
一実施形態では、方法は、汚染物質を無害なその誘導体に変換する手段を含む組成物を、水と接触させることを含む。組成物は、ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油及びこれらの任意のものの組合せを含む。組成物は、乳化剤、乳酸エステル、乳酸ポリマー、多価アルコール、カルボン酸、カルボン酸塩、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される化合物をさらに含む。
【００５４】
更なる実施形態では、組成物は、ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される第１構成成分；及びエトキシル化モノグリセリド、レシチン、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、ポリ乳酸、乳酸エチル、カルボン酸、カルボン酸塩及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される第２構成成分を含む。ある量の汚染物質及び非生物的触媒を含んでいる水に、有効量の組成物を入れてしばらくすると、その量の汚染物質の少なくとも一部が無害なその誘導体に変換される。
【００５５】
さらに別の実施形態では、非生物的触媒を含む組成物を水源に取り込ませるためのシステムは、ソープストック、ソープストックの酸性油、ソープストックの中和酸性油及びこれらの任意のものの組合せを含んでいる組成物源を含む。そのシステムは、汚染水源と、非生物的触媒を含んでいる組成物を汚染水と接触させるよう構成された導管とをさらに含む。
【００５６】
本明細書に記載の修復のための組成物を使用する方法及び本明細書に記載の修復のための組成物を使用するシステムが、さらに開示されている。さらに別の実施形態では、修復において高価な植物油の使用に取って代わる方法及び組成物が記載されている。さらに別の実施形態では、植物油のソープストックをベースにした修復のための新規組成物が記載されている。
【００５７】
他の実施形態では、乳化ソープストック系は、地下水、廃水、廃棄物浄化場、及び／又はその他の汚染場所にある汚染物質の還元的分解のための電子供与体として機能しうる。別の実施形態では、電子供与体として機能しうる組成物としては、植物油精製の副生成物、未精製油／部分精製植物油、精製副生成物／植物油精製の副生成物又は副産物、酸性油又は中和酸性油、有機酸の塩及びエステルなどを挙げることができるが、これらに限定されない。
【００５８】
一実施形態では、「ソープストック副生成物」又は「ソープストック」としては、精製植物油の製造時に未精製植物油又は部分精製植物油から濾別される副生成物を挙げることができる。ソープストックは、約３０％〜４０％の脂肪酸を含んでいてよく、ソープストックの残りは水、レシチン、ガム、糖脂質又は他の化合物である。ソープストックは、水、アシルグリセロール、ホスホアシルグリセロール、及び遊離脂肪酸を含んでいるアルカリ性エマルションであってよい。別の実施形態では、油を、ソープストックに加えて、又はソープストックの代わりに使用できる。
【００５９】
未加工のソープストックは、ソープストックが３つの層（脂肪酸の最上層、境界面の副生成物層又は中間層（「スキミング」と呼ばれる）、及び酸性水の底層を含む）が生じるように、ソープストックの硫酸処理などによって酸性化する。この３つの層は肉眼で見ることができ、処理された分離ソープストックから順次にそれぞれがくみ出される。処理された分離ソープストックの最上層からの脂肪酸は、長い間ソープストックの酸性化処理の生成物（酸性油）とみなされてきたもので、処理された分離ソープストックの最上層からのそうした脂肪酸は、農業飼料製品に使用できる。水酸化ナトリウムで中和された「酸性油」は、「中和酸性油」と呼ばれることがあり、それは遊離脂肪酸のナトリウム塩及び他の化合物を含んでいる。
【００６０】
さらに別の実施形態では、電子供与体として機能する化合物を含んでいる組成物を、界面活性剤、多価アルコール、レシチン及び／又は水可溶性ポリマーと混ぜる。ある特定の実施形態では、界面活性剤は、化合物を含んでいてもよく、その化合物としては、脂肪アミンオキシド（fatty amine oxides）；第四アンモニウム化合物；ベタイン；糖由来の界面活性剤；アルキルポリグリコシド；ポリソルベート；ポリグリセロールエステル；脂肪アルコールエトキシレート；脂肪族アルカノールアミド（fatty alkanolamide）；ポリグリコールエーテル；ブロックコポリマー；植物油エトキシレート；脂肪酸エトキシレート；アルファオレフィンスルホネート；ラウリル硫酸ナトリウム；サルコシネート（sarcosinates）；スルホサクシネート；イセチオネート（isethionates）；エーテル硫酸塩（ether sulfates）；及びこれらの任意のものの組合せが挙げられるが、それらに限定されない。
【００６１】
ある特定の他の実施形態では、多価アルコールとして、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、及びこれらの任意のものの組合せを挙げることができるが、これらに限定されない。
【００６２】
他の実施形態では、レシチンとして、粗レシチン、脱油レシチン、液体レシチン、化学修飾されたレシチン、酵素的に修飾されたレシチン、ＨＬＢの高い乳化剤を含んだレシチンブレンド又はこれらの任意のものの組合せを挙げることができるが、これらに限定されない。一実施形態では、化学修飾されたレシチンは、アセチル化及び水酸化レシチン（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur, IL）から入手可能な、Thermolec WFCという商標のレシチンなど）であってよい。
【００６３】
ある特定の他の実施形態では、乳化剤としては、レシチン類、化学修飾されたレシチン類、酵素的に修飾されたレシチン類、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、ステアロイルラクチル酸（steroyllactylic acid）、オレイル乳酸ナトリウム、オレイルラクチル酸（oleyllactilic acid）、モノ−及びジグリセリド、エトキシル化モノ−及びジグリセリド、脂肪アミンオキシド、第四アンモニウム界面活性剤（胆汁酸塩など）、ベタイン、糖由来の界面活性剤、アルキルポリグリコシド、ポリソルベート、ポリグリセロールエステル、脂肪アルコールエトキシレート、脂肪アルカノールアミド、ポリグリコールエーテル、ブロックコポリマー、植物油エトキシレート、脂肪酸エトキシレート、アルファオレフィンスルホネート、ラウリル硫酸ナトリウム、サルコシネート、スルホサクシネート、イソチオネート、エーテル硫酸塩、又はこれらの任意のものの組合せを挙げることができるが、これらに限定されない。
【００６４】
別の実施形態では、化合物は、電子供与体として機能することができ、次のような化合物の１種又は複数種であってよいが、それらに限定されない：乳酸、ギ酸、乳漿、プロピレングリコール、グルコース、フルクトース、ソルビトール、植物油、ゼロ価鉄、分子水素、エチレングリコール、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、グルコン酸、酪酸、カプリル酸（capyric acid）、修飾された植物油、ジグリセリド、グリセロール、ラクテートエステル、ポリ乳酸、エタノール、メタノール、トウモロコシシロップ、糖密、ソープストック、酸性油、乳化ソープストック、カルボン酸、カルボン酸塩、及びこれらの任意のものの組合せ。
【００６５】
別の実施形態では、本明細書に記載したように、非生物的触媒をマイクロエマルションによって溶液中に分散させることにより、非生物的触媒を使用して汚染物質を無害なその誘導体に変換することができる。
【００６６】
一実施形態では、大豆ソープストックを使用できる。大豆ソープストックは、未精製植物油の苛性アルカリ精製法（図３に説明されているような方法など）から得ることができる安価な副生成物である。ソープストックは、少量のリン脂質、糖脂質又はガムに加えて、２０〜３０％の脂肪酸のナトリウム塩、１５〜２５％の油及び約５０〜６０％の水を含んでいてよい。
【００６７】
本開示の様々な非限定的な実施形態としては、乳化性物質（emulsifiable substrates）の様々な配合物（溶剤で汚染された地下水の脱ハロゲン用の徐放性電子（又は水素）供与体としてソープストックを含むもの）があるが、それらに限定されない）の使用があるが、これに限定されない。ソープストックをベースにした一部の配合物を、乳酸エチル及び乳化剤と混合し、それによって乳化性油物質（ＥＭＯ: emulsifiable oil substrates）を形成させることができる。こうした配合物は、汚染された環境に添加して、汚染された環境内に存在する汚染物質の修復を促進させることができる。
【００６８】
他の非限定的な実施形態では、乳化性油物質は、１種又は複数種の構成成分（乳化剤、電子供与体、多価アルコール、レシチン、及びこれらの任意のものの組合せを含むが、それらに限定されない）と混ぜてもよい。さらに他の実施形態では、モノグリセリド又は修飾されたモノグリセリドも添加してよい。乳化性油物質としては、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリド、遊離脂肪酸、及びこれらの任意のものの組合せを挙げることができるが、これらに限定されない。
【００６９】
さらに他の実施形態では、本明細書に記載の組成物は、汚染された廃水場所に、当業者が利用できる様々な手法を用いて施すことができる。実施形態によっては、中程度の粘度の乳化性水中油型エマルション濃縮物を作ることができるが、他の実施形態では、水中油型のエマルションを作ることができる。濃縮物又は水中油型エマルションは、０．５〜５０％の有機化合物濃度に希釈することができ、ひいては、低粘度の水エマルションを生じさせ、それを直接押し出し注入（direct push injection）によって地下に注入したり、井戸に圧力注入したり、あるいは井戸に重力送りしたりすることができる。
【００７０】
他の実施形態では、濃縮物又は水中油型エマルションをそのまま（希釈せずに）注入するのが有利でありうる。濃縮物の場合、水でいっさい希釈せずに濃縮物を注入することにより、透過的反応性バリヤー（ＰＲＢ）が形成されうる。このやや粘稠な液体は、注入地点から非常に遠くまで移動することはなく、地下水がこのやや粘稠な液体の端を通り過ぎるにつれ、乳化し、ゆっくりと濃度が低くなってゆく。エマルションの場合、土壌が少量の液体しか取り込めない場合か又は有機化合物が広く分散する必要のない場合には、エマルションは放出された濃度（delivered concentrations）で注入してよい。注入地点がほとんどなく、横方向へ広く分散する必要があるような状況では、濃縮物又は水中油型エマルションは、有機化合物を５％未満まで希釈することができる。濃縮物又は水中油型エマルションは、適当な量の水と混ぜて、低〜中程度の剪断力を加えることにより、希釈することができる。
【００７１】
希釈システムの一実施形態は、濃縮物又は水中油型エマルションと水とを混合Ｔ字管（mixing tee）に適切な比率で計量供給することでありうる。このＴ字管は、インライン撹拌装置であってよい。実施形態によっては、Ｔ字管内で適当な乱流が起こる場合には、インライン撹拌装置は不要でありうる。本開示の別の実施形態は、撹拌又は空気ジェットにより混合タンク内で剪断力を加えることであろう。
【００７２】
適切な注入濃度で乳化されたなら、水エマルションを広範囲の圧力（装置の定格によってのみ制限される）で注入できる。
【００７３】
他の実施形態では、ソープストック；レシチン；乳酸エチル、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、ポリ乳酸、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される化合物、及びトリグリセリド、ジグリセリド、糖アルコール、エトキシル化モノグリセリド、脂肪酸エトキシレート、ソルビタンモノエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、グリセロールエステル、短鎖脂肪アルコール、酸、エステル、グリセロール類、グリコール、これらのいずれかの誘導体からなる群から選択される化合物、並びにこれらの任意のものの組合せを含む組成物が開示される。
【００７４】
別の実施形態では、組成物は、ソープストック；レシチン；乳酸エチル、ステアロイルラクチル酸ナトリウム、ポリ乳酸、及びこれらの任意のものの組合せからなる群から選択される化合物、並びにソルビタンモノステアレート、ロジンのポリオキシエチレンエステル、ポリオキシエチレンドデシルモノエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンモノ（ｃｉｓ−９−オクタデセニル）エーテル、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオクタデシルエーテル、ポリオキシエチレンジオレエート、ポリオキシエチレンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート  ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、オレイン酸のポリグリセロールエステル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサステアレート、ポリオキシエチレンモノテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサオレエート、脂肪酸及びトール油とソルビトールとのヘキサエステル（fatty acids, tall-oil, hexaester with sorbitol）、エトキシル化ひまし油、エトキシル化ダイズ油、エトキシル化ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート、脂肪酸及びトール油とグリセロール及びポリエチレングリコールとの混合エステル（fatty acids, tall-oil, mixed esters with glycerol and polyethylene glycol）、アルコール類、Ｃ９〜１６及びこれらの任意のもののエトキシル化誘導体、並びにこれらの任意のものの組合せを含む群から選択される化合物を含む。
【００７５】
別の実施形態では、様々な組成物に使用する界面活性剤は、親水性−親油性バランス（ＨＬＢ:hydrophile-lipophile balance）が約８．０〜約３０．０であってよい。
【００７６】
別の実施形態では、システムは、本発明の組成物を汚染水に運ぶ導管又は汚染水を本発明の組成物に運ぶ導管（汚染水及び本発明の組成物が混ざる領域）を含んでいる。導管は、圧力下で本発明の組成物を注入するためにポンプに接続された直接押し棒（direct push rod）、重力送りされるか又はポンプに接続されて圧力下で送られる井戸、携帯型キット（hand held kit）上のチューブ又は注入ポート、あるいは実験室試験装置で使用される管であってよい。混合領域の後に、本発明の組成物が汚染物質のバイオレメディエーションを促進する反応領域が続いていてもよい。
【００７７】
更なる実施形態では、システムは抽出領域を含むこともでき、そこでは、導管が液体を反応領域から取り除き、その液体を装置（そこでは、注入領域に再注入する前に、本発明の組成物をその抽出液に加えることができる）に再循環させる。抽出された液体は、残留組成物、汚染物質、除染された水又はそれらの混合物を含んでいることがある。
【００７８】
ある特定の実施形態では、バイオレメディエーションを行うことができる微生物を、本発明の組成物及び汚染物質と一緒に置くことができる。１つの態様では、汚染物質は無害な誘導体に変換される。そのような組成物は、バイオオーグメンテーション性がある（bioaugmentative）いうことができる。
【００７９】
他の実施形態では、緩衝剤を本発明の組成物に加えてもよい。場合によっては、バイオレメディエーション微生物が存在する場合、ｐＨを制御しやすくすることが望ましいか、又は必要であることがありうる。そのような場合、微生物の増殖及び生存に影響が及ぶように、バイオレメディエーション微生物の耐性範囲内にｐＨを制御する必要があるであろう。
【００８０】
一実施形態では、本発明の組成物は、組成物のｐＨを下げるような環境で使用することができる。そのような場合、そうした環境において緩衝剤を使用して、本発明の組成物のｐＨを制御することができる。これは、アルカリ性緩衝剤を使用して行うことができる。アルカリ性緩衝剤は、７．０を超えるｐＨを有する物質であり、有害な酸を中和するように、あるいは後に形成されうる酸を中和するためのアルカリ性予備剤（alkaline reserve）として作用するように加えられたものである。使用できる緩衝剤としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム又はカルシウムの、炭酸塩、酢酸塩又はクエン酸塩があるが、これらに限定されない。
【００８１】
緩衝化された本発明の組成物の使用は、特定の状況において有用でありうる。例えば、バイオレメディエーションは、多くの場合、電子供与体によって行って（生物刺激）、バイオオーグメンテーション培養物中の脱塩素化微生物の成長にとって好ましい地下水中の地球化学的条件を実現する。ときおり、この生物刺激は、還元脱塩素を抑制することになりうる極端な環境条件（高濃度のクロロホルムなど）にさらされうる。したがって、加えられた生物にとって生き残るのに最も理想的な状態となる環境を提供するために、バイオレメディエーション組成物の注入の前、その間、その後に、重要な環境因子（ｐＨ、有機化合物の濃度及び電子受容体のようなもの）を制御することが望ましいであろう。例えば、ｐＨが６より大きいと、鉱物の粒及び被膜のイオン化が低下しうるし、その環境によってバイオレメディエーション組成物の輸送が抑制されうる。
【００８２】
さらに他の非限定的な実施形態では、本発明の組成物は、第１の地理的な場所で作られ、次いで第２の場所へ輸送又は運搬されうる。例えば、第１の地理的な場所の施設は、様々な因子のゆえに、第２の場所の施設よりもいっそう経済的に製造物を作り出すことができるであろう。因子としては、例えば、物質のコストの安さ、エネルギー（例えば、電気及び／又は天然ガス又は他の石油製品）のコストの安さ、労働力のコストの安さ（例えば、従業員に支払われる賃金）、環境制御因子（environmental controls）又は環境影響のコストの安さ、又は組成物を製造するための他の任意の要件を挙げることができる。したがって、第１の地理的場所における製造物の製造コストは、第２の地理的場所における製造物の製造コストより安くなりうる。その結果、第１の地理的場所においては製造コストが安くなる。
【００８３】
そのような場合、組成物を第１の地理的場所で製造して、船又は平底荷船での水上輸送、トラック輸送、空輸、鉄道輸送、又は他の輸送手段で、第２の地理的場所に運搬することができる。地理的な場所は、郡、州、国、大陸、及び／又はこれらの任意のものの組合せであってよい。こうして、製造物は、例えば、第１の郡、州、国、又は大陸で製造し、第２の郡、州、国、又は大陸へ輸送し及び／又はそこで販売することができる。
【００８４】
別の実施形態では、容器又は容器システムは水溶性（又は水分散性）物質を含むことができる。それぞれの水溶性容器は、１つ又は複数の接触するバッグを実質的に溶かさない本発明の組成物を含むことができる。そのような場合、２種類の本発明の組成物は、内側バッグと外側バッグのそれぞれに保管でき、施す時までそれらを混合する必要はない。そのようなバッグシステムにより、廃棄物処理場、汚染地下水の場所、水処理工場、及び他のふさわしい水源の管理者にとって、本明細書に記載した組成物を施すのが容易になる。
【００８５】
そのようなバッグ又は容器の製造に用いる好適な水溶性物質は、ポリエチレンオキシド（ポリエチレングリコールなど）；デンプン及び加工デンプン；アルキル及びヒドロキシアルキルセルロース（ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなど）；カルボキシメチルセルロース；ポリビニルエーテル（ポリメチルビニルエーテル又はポリ（２−メトキシエトキシエチレン）など）；ポリ（２，４−ジメチル−６−トリアジニルエチレン）；ポリ（３−モルホリニルエチレン）；ポリ（Ｎ−１，２，４−トリアゾリルエチレン）；ポリ（ビニルスルホン酸）；ポリ無水物；低分子量のメラミン−ホルムアルデヒド樹脂；低分子量の尿素−ホルムアルデヒド樹脂；ポリ（メタクリル酸２−ヒドロキシエチル）；ポリアクリル酸及びその類似体、並びにこれらの任意のものの組合せを含んでもよい。本開示で使用する水溶性ポリマー膜は、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリ（ヒドロキシアルカノエート）（ＰＨＡ）、ポリ（ラクテート）（ＰＬＡ）、ポリメチレンオキシド、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリビニルピロリドン又はポリアクリルアミドなどの任意の好適な皮膜形成物質であってよく、それらは、製造、充填、及び取り扱いに耐えられるほど十分に強靱かつ柔軟であるポリマー膜となるように使用膜厚及び特定の包装形態が選択される。そのようなタイプのバッグ及びパッケージは、米国特許第５，５５８，２２８号及び米国特許第５，３２３，９０６号（これらはその全体を本明細書に援用する）に記載されている。
【００８６】
一実施形態では、本発明の組成物はマイクロエマルションの形であってよい。この実施形態では、マイクロエマルションは、油、水性相及び界面活性剤の透明かつ安定した等方性液体混合物（おそらく補助界面活性剤と組み合わせられる）として特徴付けられうる。他の実施形態では、水性相は、１種又は複数種の塩及び／又は他の成分を含んでもよく、「油」相は、炭化水素とオレフィンとの混合物を含んでもよい。本明細書に記載のマイクロエマルションは、構成成分を単純に混合すると形成され、通常のエマルションの形成で一般に使用される高剪断条件は必要とされない場合がある。別の実施形態では、本発明のマイクロエマルションは、透明なエマルション／分散液又は膨潤ミセル（大きさが１００ｎｍ（０．１μｍ）未満の粒子を有する）と呼ばれることがあるが、通常のエマルションは、粒子が４００ｎｍ（０．４μｍ）を超える粒子を有していて不透明でありうるし、顕微鏡で容易に見ることができる。
【００８７】
本開示の様々な実施形態を、以下の例示的実施例を用いてさらに説明する。以下の実施例は、説明のために示すのであり、限定することを意図するものではない。化学物質及び他の成分は例示的な構成成分又は反応物として示されており、様々な変形形態は上述の開示を考慮して導き出すことができ、そのような変形形態はすべて本発明の範囲に含まれる。
【実施例】
【００８８】
実施例１．
この実施形態では、大豆ソープストックを用いた本発明のバイオレメディエーション組成物を調製する１つの方法を記載した。
【００８９】
マイクロエマルション組成物は、３８重量％の量の大豆ソープストック（Archer-Daniels-Midland-Company（Decatur IL）から入手可能）；４５重量％の量の乳酸エチル（Archer−Daniels−Midland ompany（Decatur IL）から入手可能）；１２重量％の量のエトキシル化モノグリセリド（BASF（Florham Park, NJ）から入手可能）；及び５重量％の量のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland-Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【００９０】
化合物を、高剪断混合下において３０分間〜６０分間、周囲温度で混合し均質化した。マイクロエマルションを２５０ｍｌメスシリンダーに注ぎ入れ、分離が起きるかどうかを観察した。マイクロエマルションは、室温で１か月間ずっと安定していた。粒径分布及び顕微鏡写真により、粒径分布が狭いことが示された。
【００９１】
実施例２．
この実施形態では、大豆ソープストックを用いたバイオレメディエーション組成物の調製方法を記載する。
【００９２】
マイクロエマルション組成物は、３２重量％の量の大豆ソープストック（Archer-Daniels-Midland-Company（Decatur IL）から入手可能）；４４重量％の量の乳酸エチル（Archer−Daniels−Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；１５重量％の量のエトキシル化モノグリセリド（BASF（Florham Park, NJ）から入手可能）；５重量％の量のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland-Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）；及び４重量％の量のポリ乳酸を混合することにより調製した。
【００９３】
構成成分を、高剪断混合下において３０分間〜６０分間、周囲温度で混合し均質化した。マイクロエマルションを２５０ｍｌメスシリンダーに注ぎ入れ、分離が起きるかどうかを観察した。マイクロエマルションは、室温で１か月間ずっと安定していた。粒径分布及び顕微鏡写真により、粒径分布が狭いことが示された。
【００９４】
実施例３．
この実施形態では、大豆ソープストックを用いたバイオレメディエーション組成物の調製方法を記載する。
【００９５】
マイクロエマルション濃縮物は、３８重量％の量の大豆ソープストック（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；ソープストック総重量の２０％の量の未精製グリセロール（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；４５重量％の量の乳酸エチル（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；１２重量％の量のエトキシル化モノグリセリド（BASF（Florham Park, NJ）から入手可能）；及び５重量％の量のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【００９６】
構成成分を、高剪断混合下において３０分間〜６０分間、周囲温度で混合し均質化した。マイクロエマルションを２５０ｍｌメスシリンダーに注ぎ入れ、分離が起きるかどうかを観察した。マイクロエマルションは、室温で１か月間ずっと安定していた。粒径分布及び顕微鏡写真により、粒径分布が狭いことが示された。
【００９７】
実施例４．
この実施形態では、大豆ソープストックを用いたバイオレメディエーション組成物の調製方法を記載する。
【００９８】
マイクロエマルション組成物は、３２重量％の量の大豆ソープストック（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；ソープストック総重量の２０％の量の未精製グリセロール（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；４４重量％の乳酸エチル（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；実施例３で記載したようにして作られた４重量％の量のポリ乳酸；１５重量％の量のエトキシル化モノグリセリド（BASF（Florham Park, NJ）から入手可能）；及び５重量％の量のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【００９９】
構成成分を、高剪断混合下において３０分間〜６０分間、混合し均質化した。マイクロエマルションを２５０ｍｌメスシリンダーに注ぎ入れ、分離が起きるかどうかを観察した。マイクロエマルションは、室温で１か月間ずっと安定していた。粒径分布及び顕微鏡写真により、粒径分布が狭いことが示された。
【０１００】
実施例５．
この実施形態では、大豆ソープストックを用いたバイオレメディエーション組成物の調製方法を記載する。
【０１０１】
マイクロエマルション組成物は、４６重量％の量の大豆ソープストックの酸性油（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；３４重量％の量の乳酸エチル（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；１０重量％の量のエトキシル化モノグリセリド（BASF（Florham Park, NJ）から入手可能）；及び１０重量％の量のステアロイルラクチル酸ナトリウムを混合することにより調製した。
【０１０２】
構成成分を、高剪断混合下において３０分間〜６０分間、周囲温度で混合し均質化した。マイクロエマルションを２５０ｍｌメスシリンダーに注ぎ入れ、分離が起きるかどうかを観察した。エマルションは、室温で１か月間ずっと安定していた。粒径分布及び顕微鏡写真により、粒径分布が狭いことが示された。
【０１０３】
実施例６．
この実施形態では、大豆ソープストックを用いたバイオレメディエーション組成物の調製方法を記載する。
【０１０４】
マイクロエマルション組成物は、４２重量％の中和酸性油（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；中和酸性油の総重量に対して２０％の量の未精製グリセロール（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；３８重量％の量の乳酸エチル（Archer−Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；１５重量％の量のエトキシル化モノグリセリド（BASF（Florham Park, NJ）から入手可能）；及び５重量％の量のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【０１０５】
酸性油は、水酸化ナトリウムを加えることにより中和され、ひいてはｐＨ（もともとは１０．０）が、未精製油の処理後に得られる通常のソープストックのｐＨに近づけられた。
【０１０６】
構成成分を、高剪断混合下において３０分間〜６０分間、周囲温度で混合し均質化した。マイクロエマルションを２５０ｍｌメスシリンダーに注ぎ入れ、分離が起きるかどうかを観察した。マイクロエマルションは、室温で１か月間ずっと安定していた。粒径分布及び顕微鏡写真により、粒径分布が狭いことが示された。
【０１０７】
実施例７．
この実施形態では、大豆ソープストックを用いたバイオレメディエーション組成物の調製方法を記載する。
【０１０８】
マイクロエマルション組成物は、３２重量％の量の中和酸性油（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；中和酸性油の総重量に対して２０％の量の未精製グリセロール（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；４４重量％の量の乳酸エチル（Archer−Daniels Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；実施例３に記載したようにして作られた、４重量％の量のポリ乳酸；１５重量％の量のエトキシル化モノグリセリド（BASF（Florham Park, NJ）から入手可能）；及び５重量％の量のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【０１０９】
構成成分を、高剪断混合下において３０分間〜６０分間、周囲温度で混合し均質化した。マイクロエマルションを２５０ｍｌメスシリンダーに注ぎ入れ、分離が起きるかどうかを観察した。マイクロエマルションは、室温で１か月間ずっと安定していた。粒径分布及び顕微鏡写真により、粒径分布が狭いことが示された。
【０１１０】
実施例８．
この実施形態では、大豆ソープストックを用いたバイオレメディエーション組成物の調製方法を記載する。
【０１１１】
マイクロエマルション組成物は、４２重量％の量の中和酸性油（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；中和酸性油の総重量に対して２０％の量の未精製グリセロール（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；３８重量％の量の乳酸エチル（Archer−Daniels Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；１５重量％の量のエトキシル化モノグリセリド；及び５重量％の量のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【０１１２】
酸性油は、水酸化ナトリウムを加えることにより中和され、ｐＨ（もともとは１０．０）が、未精製油の処理後に得られる通常のソープストックのｐＨに近づけられた。
【０１１３】
構成成分を、高剪断混合下において３０分間〜６０分間、混合し均質化した。マイクロエマルションを２５０ｍｌメスシリンダーに注ぎ入れ、分離が起きるかどうかを観察した。マイクロエマルションは、室温で１か月間ずっと安定していた。粒径分布及び顕微鏡写真により、粒径分布が狭いことが示された。
【０１１４】
実施例９．
マイクロエマルション組成物は、６０重量％の量の大豆ソープストック（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；２０重量％の量の乳酸エチル（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；１５重量％の量のエトキシル化モノグリセリド（BASF（Florham Park, NJ）から入手可能）；５重量％の量のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【０１１５】
構成成分を、高剪断混合下において３０分〜６０分間、周囲温度で混合し均質化した。マイクロエマルションを２５０ｍｌメスシリンダーに注ぎ入れ、分離が起きるかどうかを観察した。マイクロエマルションは、室温で１か月間ずっと非常に安定していた。粒径分布及び顕微鏡写真により、粒径分布が狭いことが示された。
【０１１６】
実施例１０．
マイクロエマルション組成物は、７０重量％の量の大豆ソープストック（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；１０重量％の量の乳酸エチル（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；１５重量％の量のエトキシル化モノグリセリド（BASF（Florham Park, NJ）から入手可能）；５重量％の量のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【０１１７】
構成成分を、高剪断混合下において３０分間〜６０分間、周囲温度で混合し均質化した。マイクロエマルションを２５０ｍｌメスシリンダーに注ぎ入れ、分離が起きるかどうかを観察した。マイクロエマルションは、室温で１か月間ずっと非常に安定していた。粒径分布及び顕微鏡写真により、粒径分布が狭いことが示された。
【０１１８】
実施例１１．
マイクロエマルション組成物は、５０重量％の量の大豆ソープストック（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；１０重量％の量の濾過された未精製ダイズ油（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；２０重量％の乳酸エチル（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；１５重量％の量のエトキシル化モノグリセリド（BASF（Florham Park, NJ）から入手可能）；５重量％の量のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【０１１９】
構成成分を、高剪断混合下において３０分間〜６０分間、周囲温度で混合し均質化した。マイクロエマルションを２５０ｍｌメスシリンダーに注ぎ入れ、分離が起きるかどうかを観察した。マイクロエマルションは、室温で１か月間ずっと非常に安定していた。粒径分布及び顕微鏡写真により、粒径分布が狭いことが示された。
【０１２０】
実施例１２．
マイクロエマルション組成物は、３４重量％の量の大豆ソープストック（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；４重量％の量のPerformix E（少量のプロピレングリコール、ダイズ油及びエトキシル化モノグリセリドと液体レシチンとのブレンド（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；４５重量％の量の乳酸エチル（Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能）；１２重量％の量のエトキシル化モノグリセリド（BASF（Florham Park, NJ）から入手可能）；５重量％の量のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【０１２１】
構成成分を、高剪断混合下において３０分間〜６０分間、周囲温度で混合し均質化した。マイクロエマルションを２５０ｍｌメスシリンダーに注ぎ入れ、分離が起きるかどうかを観察した。マイクロエマルションは、室温で１か月間ずっと非常に安定していた。粒径分布及び顕微鏡写真により、粒径分布が狭いことが示された。
【０１２２】
実施例１３．
エマルション濃縮物は、３８重量％の量の大豆ソープストック（これは、任意選択で未精製グリセロールを含むことができ、全ソープストックに対して２０重量％が使用されるであろう）、４５重量％の量の乳酸エチル、１２重量％の量のエトキシル化モノグリセリド、及び５重量％の量のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【０１２３】
成分を、高剪断混合下において３０分間〜６０分間、混合し均質化した。マイクロエマルションを２５０ｍｌメスシリンダーに注ぎ入れ、分離が起きるかどうかを観察した。作られたマイクロエマルションはすべて、１か月間にわたって室温で非常に安定していた。粒径分布及び顕微鏡写真により、粒径分布が狭いことが示された。
【０１２４】
実施例１４．
実施例１３のマイクロエマルションが完全な送達系であることを示すために、マイクロエマルションが１相系から安定した乳状エマルションへ移る希釈点を求めた。９５：５（マイクロエマルション：水）の比率から開始して、マイクロエマルションを５ｇずつ加えた。マイクロエマルションはすべての水を可溶化し、図４に示すように希釈されて水が４５％になるまで膨潤ミセル（これを超えると、系が乳状エマルションに変わる）を形成した。
【０１２５】
５５：４５（マイクロエマルション：水）の希釈から開始して、グルコン酸鉄溶液（２％（ｗ／ｖ））を加え、またシステイン溶液（２％（ｗ／ｖ））を加えて、グルコン酸鉄及びシステインがマイクロエマルション中に完全に可溶化し、相分離を起こさないかどうかを評価した。グルコン酸鉄及びシステインは、表１に示すように、個別に、また３：１の比率で混合物として加えた。表１に示すように、マイクロエマルションを使用すると、グルコン酸鉄、システイン及びこれらの組合せで、透明相が生じた。
【０１２６】
【表１】
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【０１２７】
したがって、任意の修復（農業用途又は工業用途）での後での使用のために、マイクロエマルションを用いて水溶性又は水不溶性の物質を可溶化することができる。
【０１２８】
実施例１５．
磁鉄鉱は、Ｆｅ（ＩＩ）とＦｅ（ＩＩＩ）を共沈させて調製した。沈殿した磁鉄鉱は色が黒色であった。磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）が生成する化学反応は以下のとおりである：
Ｆｅ２＋  ＋  ２Ｆｅ３＋  →  Ｆｅ３Ｏ４  ＋  ４Ｈ２Ｏ
【０１２９】
Ｆｅ３Ｏ４は、ｐＨ９〜１４で完全に沈殿することが予想されるが、以下の式にしたがってＦｅ３Ｏ４が酸化されてＦｅ（ＯＨ）３になるのを防ぐために、不活性条件下でＦｅ３＋／Ｆｅ２＋のモル比を２：１に維持する：
Ｆｅ３Ｏ４  ＋  ０．２５Ｏ２  ＋  ４．５Ｈ２Ｏ  −  ３Ｆｅ（ＯＨ）３
【０１３０】
脱酸素したミリＱ水中にＦｅ（ＩＩ）及びＦｅ（ＩＩＩ）の塩化物（モル比が１：２）を総濃度１．２Ｍで含む所与の量の溶液を、０．９Ｍ  ＮＨ４ＯＨ溶液を含んでいる三つ口フラスコ反応器に、（一滴ずつ）ゆっくりした速度で穏やかに注ぎ入れた。ＮＨ４ＯＨ溶液をアルゴン雰囲気下において室温に保持し、激しく撹拌した。鉄塩を加えた後、混合物をさらに２０分間撹拌し、沈殿した磁鉄鉱を不活性雰囲気下でデカンテーションにより上澄みから分離した。固体は、脱酸素したミリＱ水で４回洗い、デカンテーションで分離した。懸濁液を３５００ｒｐｍで遠心分離し、残った固体を真空乾燥器で乾燥させた。この方法により、沈殿物は速やかに反応容器の底に沈み、粒径が大きくなっていたことを示した。
【０１３１】
実施例１６．
磁鉄鉱ナノ粒子（磁鉄鉱マイクロエマルションと呼ばれることもある）を、実施例１３のマイクロエマルション濃縮物、磁鉄鉱、及び実施例１４に略述した手順を用いて合成した。マイクロエマルション濃縮物は、３８重量％の量の大豆ソープストック（これは、任意選択で未精製グリセロールを含むことができ、全ソープストックに対して２０重量％が使用されるであろう）、４５重量％の量の乳酸エチル、１２重量％の量のエトキシル化モノグリセリド、及び５重量％のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【０１３２】
逆ミセルを形成させるために、ナノ粒子は、６０ｇのマイクロエマルション濃縮物を２０ｇの０．５Ｍ  ＦｅＣｌ３溶液及び２０ｇの０．２５Ｍ  ＦｅＣｌ２と混合することにより、その場で調製した。マイクロエマルション濃縮物は５０％まで水で希釈されるので、マイクロエマルション／水溶液の比率の比率を９０／１０、８０／２０、７０／３０、及び６０／４０とした。ここで、水溶液は磁鉄鉱合成のためのすべての反応物を含んでいた。３０％ＮＨ４ＯＨ溶液を中和剤として使用した。
【０１３３】
ナノ粒子（又はマイクロエマルション）合成は、ｐＨが９〜１０になるまで、マイクロエマルション／水溶液（磁鉄鉱合成のための反応物を含む）へＮＨ４ＯＨ溶液を滴加することを含んでいた。別の実施形態では、ＮＨ４ＯＨ溶液をマイクロエマルションに加えることができ、これは、マイクロエマルションを、磁鉄鉱合成のための反応物を含む水溶液と混合する前にできるであろう。
【０１３４】
磁鉄鉱粒子の形成は、ＮＨ４ＯＨ溶液でマイクロエマルション／水溶液を中和して、黒色に色が変化したことで観察された。溶液が黒色に変わった後、アセトンを使用して磁性粒子を分離し、水で洗い、遠心分離にかけて粒径を比較した。磁鉄鉱がマイクロエマルション相にその場で形成される。この実施例は、酸素との接触によって水酸化鉄が沈殿するのを防ぐために、不活性環境で行った。
【０１３５】
実施例１７．
Ｆｅ（ＩＩ）及びＦｅ（ＩＩＩ）を共沈させて緑青を調製した。沈殿した物質は、色が暗緑色であった。Ｆｅ（ＩＩ）及びＦｅ（ＩＩＩ）の所与の量の水溶液と、塩基（水酸化アンモニウム又は水酸化ナトリウムなど）とを、｛［ＦｅＣｌ２］＋［ＦｅＣｌ３］｝／［ＮＨ４ＯＨ］の比率が０．６となるようにして混合して（Ｆｅ（ＩＩ）／Ｆｅ（ＩＩＩ）などの［ＦｅＣｌ２］／［ＦｅＣｌ３］の比率は３である）、緑青を調製した。得られた沈殿物は、酸素に触れないように保って、二次酸化して対応水酸化物にならないようにする。
【０１３６】
脱酸素したミリＱ水中にＦｅ（ＩＩＩ）及びＦｅ（ＩＩ）の塩化物（モル比が１：３）を総濃度１．０Ｍで含む所与の量の溶液を、０．９Ｍ  ＮＨ４ＯＨ溶液を含んでいる三つ口フラスコ反応器に、（一滴ずつ）ゆっくりした速度で穏やかに注ぎ入れた。溶液は、不活性雰囲気下において室温に保持し、激しく撹拌した。鉄塩を加えた後、混合物を２０分間撹拌し、沈殿した緑青を不活性雰囲気下でデカンテーションにより上澄みから分離した。沈殿した緑青は脱酸素したミリＱ水で４回洗い、デカンテーションで分離した。懸濁液を３５００ｒｐｍで遠心分離し、残った固体を真空乾燥器で乾燥させた。この方法により、沈殿物は速やかに反応容器の底に沈み、粒径が大きくなっていたことが示された。
【０１３７】
実施例１８．
緑青ナノ粒子を、実施例１３のマイクロエマルション濃縮物、緑青、及び実施例１４で略述した手順を用いて合成した。マイクロエマルション濃縮物は、３８重量％の量の大豆ソープストック（これは、任意選択で未精製グリセロールを含むことができ、全ソープストックに対して２０重量％が使用されるであろう）、４５重量％の量の乳酸エチル、１２重量％の量のエトキシル化モノグリセリド、及び５重量％のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【０１３８】
逆ミセルを形成させるために、ナノ粒子は、６０ｇのマイクロエマルション濃縮物を２０ｇの０．２５Ｍ  ＦｅＣｌ３溶液及び２０ｇの０．２５Ｍ  ＦｅＣｌ２と混合することにより、その場で調製した。３０％ＮＨ４ＯＨ溶液を中和剤として使用した。ナノ粒子の合成には、ｐＨが９〜１０になるまでマイクロエマルション／水溶液（緑青合成のための反応物を含む）にＮＨ４ＯＨ溶液を滴加することが含まれていた。そのｐＨにおいて溶液を６０分間絶えず撹拌した。緑色粒子の形成は、溶液の色が暗緑色に変化したので確認された。溶液が暗緑色に変わった後、アセトンを使用して緑青粒子を分離し、水で洗い、遠心分離にかけて粒径を比較した。緑青がマイクロエマルション相にその場で形成される。この実施例は、酸素との接触によって水酸化鉄が沈殿するのを防ぐために、不活性環境で行った。
【０１３９】
実施例１９．
硫化鉄ナノスケール粒子は、塩素化炭化水素の還元脱塩素において、他の鉄よりも反応性が大きい反応性媒体である。硫化鉄は、その優れた還元力ゆえに価値ある無機材料として認められており、環境修復に使用できる。硫化鉄は、重金属及び塩素化汚染質に対する高い親和性も有する。
【０１４０】
硫化鉄は、０．５Ｍ  ＮａＢＨ４中に含まれる１．０Ｍジチオン酸ナトリウム溶液を作って合成した。ナトリウムボロヒドライト（sodium borohydrite）が存在すると、水酸化アンモニウムなどのアルカリ性媒体中（ｐＨが約８）で作らない限り、多量の泡が生じる。得られたジチオン酸ナトリウム溶液を、約０．５Ｍの塩化第二鉄溶液に約３：１の容積比で滴加した。そのときに、溶液は黒色に変わり、硫化鉄（ＦｅＳ）が形成されたことを示した。反応は周囲温度で行わせ、溶液を脱ガスし、沈殿物を洗った。そのような方法により、沈殿物は速やかに反応容器の底に沈み、粒径が大きくなっていたことを示した。
【０１４１】
実施例２０．
硫化鉄ナノ粒子を、実施例１３のマイクロエマルション濃縮物、硫化鉄、及び実施例１４で略述した手順を用いて合成した。マイクロエマルション濃縮物は、３８重量％の量の大豆ソープストック（これは、任意選択で未精製グリセロールを含むことができ、全ソープストックに対して２０重量％が使用されるであろう）、４５重量％の量の乳酸エチル、１２重量％の量のエトキシル化モノグリセリド、及び５重量％のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【０１４２】
逆ミセルを形成させるために、ナノ粒子は、６０ｇのマイクロエマルション濃縮物を２０ｇの０．５Ｍ  ＦｅＣｌ３溶液と混合することにより、その場で調製した。０．５Ｍ  ＮａＢＨ４を用いて１．０Ｍジチオン酸ナトリウム溶液を作った。ジチオン酸ナトリウム溶液をマイクロエマルション／ＦｅＣｌ３溶液に３：１の容積比で滴加した。ＦｅＳ粒子の形成は、溶液の色が黒色に変化したので確認された。溶液が黒色に変わった後、アセトンを使用して緑青粒子を分離し、水で洗い、遠心分離にかけて粒径を比較した。
【０１４３】
実施例２１．
鉄ナノ粒子が以下の反応にしたがって形成された：Ｆｅ２＋  ＋  ２ＢＨ４−  ＋  ６Ｈ２Ｏ  →  Ｆｅ  ＋  ２Ｂ（ＯＨ）３  ＋  ７Ｈ２↑。合成は、アルカリ性媒体中に含まれる１Ｍ  ＮａＢＨ４溶液を調製することにより行った。ナトリウムボロヒドライトが存在すると、多量の泡が発生する。それで、ｐＨが約８であるアルカリ性媒体中（水酸化アンモニウムなど）で溶液は作られる。得られた溶液を０．６Ｍ塩化第二鉄溶液に滴加すると、溶液は黒色に変わった。これはゼロ価鉄が形成されたことを示す。反応は周囲温度で行わせ、溶液を脱ガスし、沈殿物を洗った。この方法により、沈殿物は速やかに反応容器の底に沈み、粒径が大きくなっていることが示された。
【０１４４】
実施例２２．
ゼロ価鉄ナノ粒子を、実施例１３のマイクロエマルション濃縮物、ゼロ価鉄、及び実施例１４で略述した手順を用いて合成した。マイクロエマルション濃縮物は、３８重量％の量の大豆ソープストック（これは、任意選択で未精製グリセロールを含むことができ、全ソープストックに対して２０重量％が使用されるであろう）、４５重量％の量の乳酸エチル、１２重量％の量のエトキシル化モノグリセリド、及び５重量％のレシチン（Thermolec WFC。Archer-Daniels-Midland Company（Decatur IL）から入手可能な化学修飾されたレシチン）を混合することにより調製した。
【０１４５】
逆ミセルを形成させるために、ナノ粒子は、６０ｇのマイクロエマルション濃縮物を２０ｇの０．６Ｍ  ＦｅＣｌ３溶液と混合することにより、その場で調製した。１．０Ｍ  ＮａＢＨ４溶液をマイクロエマルション／ＦｅＣｌ３溶液に滴加し、絶えず撹拌しながら約３０分間混合した。ゼロ価鉄粒子の形成は、溶液の色が黒色に変化したので確認された。溶液が黒色に変わった後、アセトンを使用してゼロ価鉄粒子を分離し、水で洗い、遠心分離にかけて粒径を比較した。
【０１４６】
実施例２３．
実施例１６の磁鉄鉱ナノ粒子及び実施例１８の緑青ナノ粒子の粒径を、メトラー・トレド（Mettler Toledo）の焦点ビーム反射率測定法（Focused Beam Reflectance Measurement）（FBRM（登録商標）を用いて分析した。そのような分析により、濃縮された懸濁液及びエマルション中の粒子及び液滴を測定できる。粒径を図５に示す。図５の粒径は、マイクロエマルション系で作られた磁鉄鉱及び緑青の粒径の分布が良好であることを示している。
【０１４７】
実施例２４．
実施例１６の乾燥磁鉄鉱の粒子（アセトンを使用してマイクロエマルションから分離し、その後水で繰り返し洗って遠心分離を行い、真空下で乾燥させた後のもの）を、偏光顕微鏡法（ＰＬＭ）で観察した。図６に示すように、粒子の大部分は１〜１．５ミクロンであった。
【０１４８】
実施例２５．
以下のバイオレメディエーション・ミクロコスムを、実験室環境で実現させた。そのようなミクロコスムは大きくすることができ、そのようなミクロコスムに使用する操作の原理及び様々な構成成分の量は、大規模なバイオレメディエーション系に使用するそのようなミクロコスムの拡大に合わせて調節できる。各配合物について３回実験を行い、各瓶には、ＰＣＥ分解時の幾つかの異なる時間にＰＣＥ及び分解生成物についての試料を採取した。試料採取の場所の数及び時刻は、ＰＣＥの還元及びその後の分解生成物の増大と更なる分解について監視できるように選択した。
【０１４９】
ミクロコスムを確立して、現場化学的還元剤（ＩＳＣＲ。磁鉄鉱及び緑青）、現場バイオレメディエーション（ＩＳＢ。エマルション濃縮物）、及び現場化学的還元剤と現場バイオレメディエーションとの組合せの性能を評価した。調査は、以下の構成で実施した：１６０ｍｌの共栓付き血清瓶（stoppered serum bottles）（３回）；１００ｍｌの地下水；１９．５４μｍ  ＰＣＥ；１，０００ｍｇ／Ｌ電子供与体；４０ｍｇ／Ｌ  ＩＳＣＲ粒子、実施例１３のエマルション濃縮物、実施例１６の磁鉄鉱ナノ粒子及び実施例１８の緑青ナノ粒子；及びＰＣＴをエタンに変換することが知られている脱塩素バクテリアを含んでいる３ｍｌの接種物。
【０１５０】
７１日間にわたって観察したところ、接種された微生物に著しい活性があったが、７１日の後にはその活性が緩慢になったようであることが示された。この低下は、ｐＨに関連していると考えられるので、１０５日後には、ヘッドスペースが窒素であるボックスの中で栓を取り外してｐＨを測定した。緩衝剤を加えてｐＨを増大させた。１０５日から１５０日までの間の質量損失は、ｐＨ調節の間の分解生成物のヘッドスペース損失によるものでありうる。１５０日目のｐＨ調節の後、引き続きＰＣＥがエタン分解生成物に分解するのが観察され、さらにいくらかの質量損失（エタン／アセチレンの変換）も観察された。
【０１５１】
図７に示すように、接種されたミクロコスムの場合、エマルション濃縮物自体（第１図表）と比べて、磁鉄鉱ナノ粒子（第２図表）及び緑青ナノ粒子（第３図表）では、ＰＣＥ及びＴＣＥがもっと速やかに消失することを示した。このことは、現場化学的還元剤と現場バイオレメディエーションとを組み合わせると、現場バイオレメディエーション単独よりも優れた働きをしたことを示している。さらに、磁鉄鉱ナノ粒子及び緑青ナノ粒子は、ＰＣＴ分解生成物であるｔｒａｎｓ−ＤＣＥ及び１，１−ＤＣＥを含んでいたが、エマルション濃縮物自体はｔｒａｎｓ−ＤＣＥを一切含まず、非常に少量の１，１−ＤＣＥも含んでいなかった。こうしたＰＣＥの分解生成物は、純粋生物系に特有のものではない。
【０１５２】
図８は、エマルション濃縮物そのもの（第１図表）、磁鉄鉱ナノ粒子（第２図表）、及び緑青ナノ粒子（第３図表）を含んでいる、接種されていないミクロコスムを示す。最初の２１日間の間、エマルション濃縮物は生物活性をほとんど示さなかった。しかし、ミクロコスムは殺菌されていないので、ミクロコスム中に存在する微生物は、第４２日からかなりのバイオレメディエーション活動を開始した。エマルション濃縮物試料での１次分解生成物はＴＣＥ及びｃｉｓ−ＤＣＥであった。それらは、典型的には生物学的修復の場合に存在する。接種されたミクロコスムと同様に、接種されていない磁鉄鉱ナノ粒子及び緑青ナノ粒子のそれぞれは、生物活性が無視できるときに、最初の２１日間の間にかなりの量のｔｒａｎｓ−ＤＣＥ及びいくらかの１，１−ＤＣＥを生じたが、ＴＣＥは生じなかった。さらに、緑青ナノ粒子の場合、ミクロコスム系に存在する微生物の生物活性にもかかわらず、ＴＣＥ及びｃｉｓ−ＤＣＥの発生は非常に少なかった。このようなパターンは、非生物的分解経路に特有である。接種された磁鉄鉱ナノ粒子と接種されていない磁鉄鉱ナノ粒子とを比較し、接種された緑青ナノ粒子と接種されていない緑青ナノ粒子とを比較した場合、生物的プロセスと非生物的プロセスを組み合わせたものは、非生物的プロセスのみの場合よりもいっそう速くＰＣＥを分解した。
【０１５３】
図７の接種ミクロコスムのデータを図９に示す。図８の非接種ミクロコスムのデータを図１０に示す。
【０１５４】
実施例２６．
物理的、光学的、及び触媒的特性の変化をいっさい引き起こさずに、経済的である低い温度で銀ナノ粒子を製造する。低い温度の手順により、銀ナノ粒子は、電子回路を紙やプラスチック（これらの物質は、高温にさらすと容易に破壊されうる）に印刷するのに理想的なものとなる。そうしたナノ粒子を低温で作ることは、非常に有利であり、本明細書に記載のマイクロエマルションは、そのような物質にとって良好な媒体又はキャリヤービヒクル（carrier vehicle）である。
【０１５５】
油中水型マイクロエマルション相中でそのようなナノ粒子をその場で合成する場合、０．０５ＭのＡｇＮＯ３水溶液及び０．１ＭのＮａＢＨ４水溶液を、水の代わりに別々に使用して、逆ミセルを形成させる。ＮａＢＨ４は還元剤として働く。この合成は、本明細書に記載のマイクロエマルション中の０．５ｍｌの０．０５Ｍ  ＡｇＮＯ３水溶液とマイクロエマルション中の０．５ｍｌの０．１Ｍ  ＮａＢＨ４水溶液とを混合することを含む。この２つの試料を絶えず撹拌しながら６０分間混合した。銀粒子の形成は、溶液の色の変化により確認される。これが起きると、溶剤を使用してエマルション中でナノ粒子を分離させる従来の仕方とは異なり、水を加えるという行為だけで大きなミセルが形成され、乳状エマルションのように見える。これを遠心分離にかけて銀ナノ粒子を得ることができ、それを任意の溶剤（乳酸エチルなど）中に音波処理によって懸濁させることができる。
【０１５６】
このようなマイクロエマルションは、典型的には、環境に悪い化合物又は毒性化合物を使用して多量の界面活性剤及び油（ｗ／ｏ）系によって形成されるので、この実施例では、無害及び／又は環境に優しい界面活性剤又は溶剤（ナノ粒子合成に役立つ）を使用している。環境に優しい界面活性剤及び非ＶＯＣ溶剤を使用してマイクロエマルションを形成させてナノ粒子作ることは、数多くの用途にとって期待がもてるものである。
【０１５７】
実施例２７．
ミセル強化限外濾過（ＭＥＵＦ: Micellar Enhanced Ultrafiltration）は、工場廃水から低レベルの有毒な重金属イオン及び有機化合物を除去するための有望な方法であることが明らかになってきた。その基本的な考え方は、界面活性剤を、界面活性剤の臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）より高い濃度で水溶液流に加えると、界面活性剤が大きな両親媒性凝集体ミセルを形成するというものである。
【０１５８】
金属イオン及び／又は溶解有機化合物などの汚染物質は、そのような金属イオン又は溶解有機化合物がそれぞれミセル表面に引きつけられて、ミセル内部に溶解する傾向がある場合、ミセルに閉じ込めることができる。金属イオン及び／又は溶解有機化合物は、ミセル内に閉じ込められた後に保持されうるが、閉じ込められなかった金属イオン及び／又は溶解有機化合物は限外濾過膜を通過する。こうした方法の利点は、限外濾過法及び限外濾過法の高い除去効率（ミセルによる金属イオン及び／又は溶解有機化合物の効率的な閉じ込めによるもの）に関連して、必要エネルギーが少ないことである。
【０１５９】
この方法にとって重要なのは、界面活性剤を水に加えたときに自然に形成される界面活性剤凝集体（ミセル）の存在である。水中の汚染物質がそのようなミセルにくっつくなら、汚染物質は、ミセルよりも小さな細孔を有する膜を使用して、限外濾過によりミセルと一緒に除去できる。本明細書に記載したマイクロエマルションのような油中水型マイクロエマルションである系は、可溶化力（solubilizing capacity）が大きい場合に有益であり、しかもそれと同時に、単純希釈によってエマルションを破壊して、系から汚染物質を回収できる。
【０１６０】
限外濾過実験は、容量が５０ｍｌで、有効膜面積が１３．４ｃｍ２である撹拌バッチ槽（Amicon、モデル８０５０）内で実施する。限外濾過は以下のようにして行う：汚染物質（金属など）、配位子、及びマイクロエマルションを含んでいる２０ｍｌの溶液を、２バールの窒素圧下で限外濾過槽を通過させる。ミセルに吸着した金属−配位子錯体は、濃縮水（２．５ｍｌ）中に保持されるが、錯体を形成していないイオンを含んでいる水性相は、透過水（１７．５ｍｌ）中の膜を通過する。濃縮水はストリッピング溶液（１２．５ｍｌ）と混合する。また集められた透過水（１２．５ｍｌ）中の追い出された金属イオン（すなわち、汚染物質）を回収するために、限外濾過をさらに実施する。関係する反応はすべて事実上瞬時であるので、手順はただちに実施されうる。手順が終わるとすぐに、限外濾過膜を脱イオン水で洗浄し、必要であれば、Millipore（Amicon）によって推奨されている方法に従って再生させる。限外濾過によって抽出又は回収された金属イオン（すなわち、汚染物質）の量は、原子吸光分析で求める。
【０１６１】
実施例２８．
一連の試験を実施して、実施例１〜１３のいずれかで調製されたマイクロエマルションへの現場化学的還元剤の取り込み能力を評価する。幾種類かの現場化学的還元剤をマイクロエマルション中に分散させて、マイクロエマルションの特性を保持したままの低粘度の単一相液体を生じさせる。そのような分散させた現場化学的還元剤をミクロコスム研究に用いて、分散させた現場化学的還元剤が汚染物質を無害なその誘導体に変換できる力を評価する。
【０１６２】
汚染地下水のミクロコスムを修復するためのシステムは、以下の構成要素を使用して構成される：１６０ミリリットル（ｍｌ）の血清瓶；１００ｍｌの地下水；名目上１グラムの石灰岩；１９．５４マイクロモル（μモル）のパークロロエテン（ＰＣＥ）；及び様々な過剰の電子供与体を使用する。３回試験する電子供与体として使用される現場化学的還元剤には、硫化鉄（単独、及び本明細書に記載したようにマイクロエマルションで分散させたもの）；硫酸鉄（単独、及び本明細書に記載したようにマイクロエマルションで分散させたもの）；塩化鉄（単独、及び本明細書に記載したようにマイクロエマルションで分散させたもの）；フォーゲライト（単独、及び本明細書に記載したようにマイクロエマルションで分散させたもの）；グルコン酸鉄（単独、及び本明細書に記載したようにマイクロエマルションで分散させたもの）；及び乳酸鉄（単独、及び本明細書に記載したようにマイクロエマルションで分散させたもの）がある。
【０１６３】
実施例２９．
汚染地下水の現場での応用
塩素化炭化水素で汚染された地下水現場において、本明細書に記載の組成物を含むブレンドエマルションを使用する。マイクロエマルション中に分散させた現場化学的還元剤は、５５ガロンのドラムで濃縮物として届け、４：１（水：エマルション）で希釈し、多岐管装置（manifold system）を使用して１インチの直接押し出し井戸を通して注入する。マイクロエマルションと水とを適切にブレンドするために、事前に製造されたマイクロエマルション濃縮物を使用できる。自動供給装置（automatic dosing systems）では、水源の圧力を使用して、マイクロエマルション及び希釈水と混合する。希釈したマイクロエマルション（例えば、１：４〜１：２０の希釈）の所望の最終濃度は、水及びマイクロエマルションの量のダイヤル調整によって調節する。こうしたシステムは、任意の使用可能な水供給管に直接導入し、電気を使用せず、動力源として水圧を用いて操作することができる。マイクロエマルション濃縮物は、供給ドラム、トートバッグ（tote）、又はタンクから直接抜き取り、設定された希釈割合で水と混合する。水圧により、希釈マイクロエマルションは下って行き注入井戸に向かう。マイクロエマルション濃縮物の量は、システムに入る水の量に正比例するので、水圧又は流量が変化しても希釈に影響はない。注入井戸の配置及び構成物透過性（formation permeability）によっては、マイクロエマルションの注入に、１つの井戸当たり数時間から数日間が必要とされうる。
【０１６４】
本開示は、特定の例示的な実施形態、組成物及びその使用を参照しながら説明してきた。しかし、様々な代替形態、変形形態又は例示的実施形態の任意のものの組合せは、本開示の精神及び範囲から逸脱しなくても実施できることは、当業者に理解されるであろう。したがって、本開示は、例示的実施形態の記載によって限定されることはなく、むしろ初めに提出された添付の特許請求の範囲によって限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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