(57)【要約】  可溶性ケイ酸塩、界面活性剤、ポリオールおよび水を含む、改善用組成物が開示される。 本発明の改善用組成物は、概して、有害な材料を含有しうる土壌、砂、水、フライアッシュおよびその他の媒体の処理における使用を意図する。本発明の一実施形態では、改善用組成物の可溶性ケイ酸塩のモル比は、アルカリ金属酸化物１モルにつき約２．６〜約３．９モルのケイ酸塩である。本発明のもう一つの実施形態では、改善用組成物は、約１０．５〜約１１．９の範囲のｐＨレベルを有する。もう一つの実施形態では、水成分は、約０．５％〜約１５％の溶存酸素（Ｏ２）をさらに含む。本発明のもう一つの実施形態では、改善用組成物は、水を添加することによりさらに希釈されて、約１〜３００部の水：１部の改善用組成物を含む様々な溶液を作成することができる。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
約２０〜約８０重量％の可溶性ケイ酸塩と；
約０．１〜約７．０重量％の界面活性剤と；
約０．１〜約１０重量％のポリオールと；
約３〜約７８．８重量％の水とを含む、改善用組成物であって；
前記可溶性ケイ酸塩のモル比がアルカリ金属酸化物１モルにつき約２．６〜約３．８モルのケイ酸塩である、改善用組成物。
【請求項２】
前記可溶性ケイ酸塩が、ケイ酸ナトリウムである、請求項１に記載の改善用組成物。
【請求項３】
前記可溶性ケイ酸塩が、ケイ酸カリウムである、請求項１に記載の改善用組成物。
【請求項４】
前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤である、請求項１に記載の改善用組成物。
【請求項５】
前記界面活性剤が、グルコシドに基づく非イオン性界面活性剤である、請求項１に記載の改善用組成物。
【請求項６】
前記ポリオールが、プロピレングリコールである、請求項１に記載の改善用組成物。
【請求項７】
前記ポリオールが、トリプロピレングリコール（ＴＰＧ）である、請求項１に記載の改善用組成物。
【請求項８】
約２０〜約８０重量％の可溶性ケイ酸塩と；
約０．１〜約７．０重量％の界面活性剤と；
約０．１〜約１０重量％のポリオールと；
約３〜約７８．８重量％の水とを含む、改善用組成物であって；
前記組成物が、１０．０〜１１．９の間の範囲のｐＨ価を有する、改善用組成物。
【請求項９】
前記組成物が、１０．５〜１１．５の間の範囲のｐＨ価を有する、請求項６に記載の改善用組成物。
【請求項１０】
約２０〜約８０重量％の可溶性ケイ酸塩と；
約０．１〜約７．０重量％の界面活性剤と；
約０．１〜約１０重量％のポリオールと；
約３〜約７８．８重量％の水とを含む、改善用組成物であって；
前記水が、約２〜約５重量％の溶存酸素をさらに含む、改善用組成物。
【請求項１１】
約５０〜約７０重量％の可溶性ケイ酸塩と；
約０．５〜約１．０重量％の界面活性剤と；
約０．５〜約１．０重量％のポリオールと；
約２８〜約４９重量％の水とを含む、改善用組成物であって；
前記可溶性ケイ酸塩のモル比がアルカリ金属酸化物１モルにつき約２．６〜約３．８モルのケイ酸塩である、改善用組成物。
【請求項１２】
塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、クエン酸、トウガラシ、チモール、オレガノ油、ペパーミント油、およびユーカリ油から選択される添加剤の１以上をさらに含む、請求項１１に記載の改善用組成物。
【請求項１３】
前記可溶性ケイ酸塩が、ケイ酸ナトリウムである、請求項１１に記載の改善用組成物。
【請求項１４】
前記可溶性ケイ酸塩が、ケイ酸カリウムである、請求項１１に記載の改善用組成物。
【請求項１５】
前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤である、請求項１１に記載の改善用組成物。
【請求項１６】
前記界面活性剤が、グルコシドに基づく非イオン性界面活性剤である、請求項１１に記載の改善用組成物。
【請求項１７】
前記ポリオールが、プロピレングリコールである、請求項１１に記載の改善用組成物。
【請求項１８】
前記可溶性ケイ酸塩が、生物起源のシリカに由来する、請求項１３に記載の改善用組成物。
【請求項１９】
前記組成物の液体蒸気圧が、室温で０．１ｍｍＨｇ未満である、請求項１１に記載の改善用組成物。
【請求項２０】
前記組成物が、様々な有用な溶液を生成するために約１：１〜約３００：１の範囲の比の水でさらに希釈される、請求項１１に記載の改善用組成物。
【請求項２１】
土壌、砂またはフライアッシュのような汚染された媒体を処理する方法であって、前記方法が以下の：
請求項１１に記載の改善用組成物を生成する工程と；
容器に前記改善用組成物を充填する工程と；
前記汚染された媒体を前記改善用組成物に浸漬する工程と；
前記汚染された媒体を前記改善用組成物中でかき混ぜる工程と；
前記改善用組成物を濾過して前記汚染された媒体を分離する工程とを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１０年１２月１４日出願の米国特許仮出願第６１／４５９，５４３号、標題「改善用組成物および処理方法」に関連し、その利益を主張する。該仮出願は、それへの具体的な参照により、その全文が本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、多様な用途のための改善用組成物および処理方法に関する。より具体的には、本発明は、可溶性ケイ酸塩、界面活性剤、ポリオール、および水を含む汚染改善用組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
世界が環境問題意識を持つようになるにつれて、有害な材料を含みうる土壌、砂、水、フライアッシュおよびその他の媒体の浄化に利用することのできる汚染改善用組成物および処理方法が必要とされていることが次第に明らかとなってきた。そのような有害な材料には、炭化水素、重金属、殺虫剤、除草剤および動物性廃棄物のような様々な汚染物質が含まれうる。これらの多くの汚染物質は、人および野生生物に大幅な健康への害を示すことなく、単に埋めるかまたはごみとして捨てることができない。これらの汚染物質は多くの場合分解されるか、または土壌、埋立地またはその他の媒体から浸出する可能性があり、その場合は汚染物質が堆積し地下水に染みこみ、よって飲料水を汚染し、実際の投棄地点から数マイルも離れた所で魚およびその他の野生生物を危険にさらす。
【０００４】
炭化水素は、石油由来のモーター燃料、滑沢剤、および溶剤を含み、現代世界に欠くことができない。残念ながら、炭化水素廃棄材料は日常的に廃棄され、不適切に処分されれば著しい健康リスクを引き起こす。これらの汚染物質の特に危険なカテゴリーの１つは、脱脂剤、塗料用シンナーおよびドライクリーニング溶剤中に使用された塩素化炭化水素である。塩素化炭化水素の別の形態は、変圧器および蓄電器などの電気設備を絶縁させるために慣用されるポリ塩素化ビフェニル（ＰＣＢ）である。塩素化炭化水素は、燃えた場合に特に危険であり、ダイオキシン、ホスゲンおよび塩酸を含む副生成物を形成する可能性がある。
【０００５】
一般的な重金属汚染物質には、鉛、カドミウム、クロムおよび水銀がある。重金属は、天然に存在する材料であるが、多くの場合採鉱、溶錬および精錬などの様々な産業活動によって非常に有毒なレベルまで濃縮される。また、これらの金属は、バッテリー、回路板、およびその他の電子装置のような製品においてもよく見出される。これらの基本要素をさらに分解することはできない。重金属は、これらの汚染物質が水、特に酸性雨によって作用し、土壌から浸出して地下水面に入る可能性のある条件下で特に有害である。したがって、これらの材料を基本的に生物学的利用が不可能な（ｎｏｎ−ｂｉｏａｖａｉｌａｂｌｅ）、非移動性でかつ土壌からの浸出の影響をはるかに受けにくくするような方法で、化学的に結合することによって、これらの材料を改善することが望ましい。
【０００６】
殺虫剤および除草剤は、食用作物の生産および昆虫個体群の制御に有用であるが、これらの汚染物質は非常にゆっくりと分解するので人および野生生物に有毒でもありうる。同様に、現代の畜産は卵および肉の大規模な生産を許容してきたが、動物性廃棄物は銅および亜鉛などの金属、ならびに汚染物質として処分される必要のある特定のリン酸塩を含む様々な有機化合物の含有率が極めて高い可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、有害な廃棄材料を含みうる土壌、砂、水、フライアッシュおよびその他の媒体のための改善用組成物および処理方法が必要とされている。経済的かつ効果的な浄化、ならびに炭化水素、重金属、殺虫剤、除草剤および動物性廃棄物を含む広範囲の汚染物質の封じ込めのための改善用組成物が緊急に必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の改善用組成物は、概して、有害な材料を含有しうる土壌、砂、水、フライアッシュおよびその他の媒体の処理における使用を意図する。いくつかの本発明の例となる実施形態では、可溶性ケイ酸塩、界面活性剤、ポリオールおよび水を含む改善用組成物が開示される。 本発明の一実施形態では、改善用組成物の可溶性ケイ酸塩のモル比は、アルカリ金属酸化物１モルにつき約２．６〜約３．９モルのケイ酸塩である。本発明のもう一つの実施形態では、改善用組成物は、約１０．５〜約１１．９の範囲のｐＨレベルを有する。本発明のさらに別の実施形態では、改善用組成物の水は、約０．５％〜約１５％の溶存酸素（Ｏ２）をさらに含む。本発明のさらなる実施形態では、改善用組成物は、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、クエン酸、トウガラシ、チモール、オレガノ油、ペパーミント油、およびユーカリ油から選択される添加剤の１以上をさらに含む。本発明のもう一つの実施形態では、改善用組成物は、水を添加することによりさらに希釈されて、約１部の水：１部の改善用組成物から約３００部の水：１部の改善用組成物までを含む範囲の比を有する有用な溶液を作成することのできる洗浄用濃縮物として利用できる。
【０００９】
本発明は、以下の図面とともに詳細な説明を考慮するとよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】２４時間後および２１日後の処理した土壌サンプル中の総石油炭化水素（ＴＰＨ）の減少を示すグラフである。
【図２】２４時間後の処理した土壌サンプル中の総石油炭化水素（ＴＰＨ）の減少を示すグラフである。
【図３】５日後および２７日後の処理した土壌サンプル中の総石油炭化水素（ＴＰＨ）の減少を示すグラフである。
【図４】クレオソートで汚染された土壌サンプルを効果的に処理するために要する日数の減少を示すグラフである。
【図５】１０日後の処理した土壌サンプル中の抽出可能な鉛（Ｐｂ）の減少を示すグラフである。
【図６】１４日後の処理した土壌サンプル中の抽出可能な鉛（Ｐｂ）の減少を示すグラフである。
【図７】２４時間後および１５日後の処理した土壌サンプル中の抽出可能な鉛（Ｐｂ）の減少を示すグラフである。
【図８】２４時間後および１５日後の処理した土壌サンプル中の抽出可能なカドミウム（Ｃｄ）の減少を示すグラフである。
【図９】２４時間後および１５日後の処理した土壌サンプル中の総石油炭化水素（ＴＰＨ）の減少を示すグラフである。
【図１０】４８時間後の処理した水サンプル中の総石油炭化水素（ＴＰＨ）の減少を示すグラフである。
【図１１】４８時間後の処理した水サンプル中のベンゼンの減少を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
詳細な説明
その最も基本的な形態において、改善用組成物は、可溶性ケイ酸塩、界面活性剤、ポリオールおよび水の濃縮物である。これらの成分は、約２０〜約８０重量％の可溶性ケイ酸塩、約０．１〜約７．０重量％の界面活性剤、約０．１〜約１０重量％のポリオール、および約３〜約７８．８重量％の水をブレンドすることにより混合することができる。所望により、水の重量百分率を減らして、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、クエン酸、トウガラシ、チモール、オレガノ油、ペパーミント油、およびユーカリ油から選択される添加剤の１以上を収容することができる。この濃縮された改善用組成物はまた、約１部の水：約１部の改善用組成物から約３００部の水：１部の改善用組成物までを含む範囲の比の水でさらに希釈して、幅広い種類の洗浄剤、脱脂剤およびその他の有用な溶液を作り出すこともできる。
【００１２】
改善用組成物の第１の成分は、可溶性ケイ酸塩である。可溶性ケイ酸塩は、特定のモル比のケイ酸塩／アルカリ金属酸化物を含有する水溶液である。最も一般的であり、最も広く使用されている可溶性ケイ酸塩は、ナトリウムまたはカリウムのケイ酸塩であるが、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウムもしくはケイ酸リチウムも、適した改善用組成物を作成するために使用することができると思われる。本発明の組成物に関して、ケイ酸ナトリウムは、通常、非常に効果的でありかなり経済的であるので、ケイ酸ナトリウムを使用することが望ましい。しかし、特定の用途において、乾燥すると目に見える残留物を少なくし、洗浄されている特定の敏感な表面または非常に研磨された表面に傷をつける可能性を低下させる傾向のある改善用組成物を製造するために、ケイ酸カリウムをケイ酸ナトリウムの代わりに用いることができる。
【００１３】
製造業者により提供されるように、大部分の市販のケイ酸塩水溶液は、約３５％〜約４０％の溶解した固体含有量を有し、好ましい量は約３８％の溶解した固体含有量である。特に明記されない限り、本明細書において「可溶性ケイ酸塩」とは、約３５％〜約４０％の溶解した固体含有量を有するケイ酸塩水溶液をさすものと理解される。したがって、可溶性ケイ酸塩に関して測定された重量％の値は、製造業者により提供されるように、約６０％〜約６５％の水を含有することになる。可溶性ケイ酸塩は、約１：１から約４：１に及ぶ広い範囲のケイ酸塩：アルカリ金属酸化物のモル比で市販されている。本発明に関して、１モルのＮａ２Ｏにつき約２．６〜約３．９モルのＳｉＯ２の比を有する可溶性ケイ酸塩を選択することが望ましい場合が多い。一つの好ましい実施形態では、可溶性ケイ酸塩は、１モルのＮａ２Ｏにつき約３．１〜約３．３モルのＳｉＯ２の比を有する。ケイ酸カリウムを用いる代替実施形態では、所望の、かつ好ましいモル比は、ケイ酸ナトリウムについて示されるモル比とほぼ同じままである。これらの判定基準を満たす可溶性ケイ酸塩は、改善用組成物を製造するのに特によく適しており、フィラデルフィア・クォーツ（ＰＱ  Ｃｏｒｐ）およびオキシデンタル・ケミカル（ＯｘｙＣｈｅｍ）を含むいくつかの米国のベンダーより入手可能である。あるいは、適した可溶性ケイ酸塩は、ドイツのＷｏｅｌｌｎｅｒ  ＧｍｂＨ、ベルギーのＳｉｌｍａｃｏ  ＮＶ、インドのシャンティ・ケミカル・ワークス（Ｓｈａｎｔｉ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｗｏｒｋｓ）、中国のＹＳＨＣ（天津）ケミカル、および中国の青島シリケート・ファクトリーより入手することができると思われる。
【００１４】
約２：１以下のモル比を有する多くの慣用される可溶性ケイ酸塩は、実際は全くアルカリ性であり、１２．５よりも大きいｐＨ価を有する。これらのケイ酸塩は、炭化水素廃棄物を処理するにはかなり効果的であるが、人の皮膚には腐食性となり、環境に対するさらなる懸念を生じうる改善用組成物を生成することになる。有害な廃棄物を浄化するために使用されると同時に、魚および野生生物に対するさらなる懸念を引き起こさないことは、改善用組成物にかなりの利益となる。１モルのＮａ２Ｏにつき、約２．６〜約３．９モルのＳｉＯ２のモル比を有する可溶性ケイ酸塩を選択することにより、ｐＨ価が約１０．０〜約１１．９の改善用組成物を生成することが可能である。さらに、１モルのＮａ２Ｏにつき約３．１〜約３．３モルのＳｉＯ２のモル比をもつ可溶性ケイ酸塩を用いることにより、ｐＨ価が約１０．５〜約１１．５の組成物を生成することが可能である。
【００１５】
商業的に、約２．６〜約３．９のモル比を有するケイ酸ナトリウム溶液は、ＳｉＯ２およびＮａ２ＣＯ３を約１４００°Ｆまで加熱し、凝固させた後、多量の熱と圧力の両方を加えながら固体を水溶液にさせることにより生成することができる。これらの高いモル比を有するケイ酸塩は、１モルのＮａ２ＯあたりのＳｉＯ２の比が少ないケイ酸塩よりも水に可溶性にすることがより困難である。これらの高い比の材料は、ｐＨ価の低い本発明の改善用組成物に利益を提供し、結果として得られる生成物中の結晶性シリカ含有量の可能性を基本的に排除する。対照的に、低い比の材料は、測定可能な百分率の結晶性固体を含有することができる。本発明の改善用組成物で使用されるケイ酸塩の非晶質性は、人にも動物にも同様に安全である。これらの材料は、陸地環境と水環境の両方においてはるかに環境に優しい。
【００１６】
より高いモル比（ケイ酸塩：アルカリ金属酸化物）値のために選択される可溶性ケイ酸塩は、取り扱いがより安全で環境により良好であるだけでなく、より大きな長期の洗浄力をもたらすと思われる。対照的に、約２：１以下のモル比値をもつ可溶性ケイ酸塩は、アルカリ度を高め、洗浄および脱脂においてその他の化学薬品を助けるためのビルダーまたは予備物質としてよく使用される。本発明の改善用組成物において、モル比値が約２．６〜約３．９の可溶性ケイ酸塩は、実際に洗浄の働きをおこなう。炭化水素を処理する際に、可溶性ケイ酸塩は、長い炭化水素鎖の主鎖を形成するＣ−Ｃ結合を攻撃してそれらを分解し、より安全な有機ケイ酸塩を形成すると考えられる。重金属を処理する際に、可溶性ケイ酸塩は、金属イオンと結合して、それらを、相対的に生物学的に利用不能で、かつ、たとえ毒性特性浸出処置（ＴＣＬＰ試験）においてよく使用される溶液のような酸性溶液によっても土壌などから抽出不可能にすると考えられる。
【００１７】
また、注意すべきは、可溶性ケイ酸塩を製造する原料が様々な起源に由来しうることである。可溶性シリカを製造するためのベース材料は、地面から採掘されてもよいし、化学反応によって生成されてもよいし、植物から変化させてもよい。生物起源のシリカの少数の適した起源としては、コメ、サトウキビおよびトウモロコシが挙げられる。籾殻を燃やすことにより生じる灰は、非常に低レベルの不純物とともにかなりの量の可溶性シリカを生じうることが公知である。このことは、米国特許第５，８３３，９４０号および同第６，５２４，５４３号（両方ともリーベラに発行）に示され、記載されている。本発明の改善用組成物を製造することに関して、所望のモル比およびｐＨ価を有するいずれの可溶性シリカも、原料の起源に関係なく利用することができる。しかし、ある種の用途には、生物起源のシリカが、その比較的高い化学純度のために、または、インドおよび中国のような多くの国での籾殻の可用性のために、特に望ましい可能性がある。
【００１８】
改善用組成物の第２の成分は、界面活性剤である。界面活性剤の１つの基本的な定義は、親水性の（水を求める）部分と疎水性（水をはじく）部分の両方を有する有機分子である。この二重の化学的性質が、界面活性剤を洗濯用洗剤および同様の用途において特に有用なものにする。親水性部分は水分子を捜し出して溶液中にとどまる傾向があり、一方疎水性部分はほこりまたはその他の固体を捜し出すので、界面活性剤は、洗浄を助けるのに慣用されている。洗濯用洗剤によく似ていて、界面活性剤を含有する水溶液が洗い流されるとき、液は取り除かれたほこりを一緒に運ぶ傾向がある。本発明において使用されるように、界面活性剤は固相と液相の界面で機能して液体の表面張力を低下させ、土壌、砂、フライアッシュ、コンクリートおよびその他の材料を含む処理される媒体を完全に濡らす。
【００１９】
界面活性剤は、一般に、分子の親水性（水を求める）部分によって運ばれうるイオン電荷の種類によって分類される。その３種類は、負電荷の陰イオン性、正電荷の陽イオン性、および電荷のない非イオン性である。陰イオン性界面活性剤は、おそらく商業的用途に最も慣用される界面活性剤である。その例としては、線状アルキル硫酸塩、線状アルキルエトキシ硫酸塩および有機リン酸エステルが挙げられる。これらのような陰イオン性界面活性剤は、汚染改善用組成物での使用に非常に適している。対照的に、陽イオン性界面活性剤は、一部の限られた用途で機能しうるが、改善用組成物での使用には通常求められない。しかし、本発明に従う組成物での使用に好ましい界面活性剤は、非イオン性である。これらの非イオン性界面活性剤は、分子中のポリヒドロキシまたはポリエトキシ構造からそれらの親水性部分を得る傾向がある。特に好ましい１つの非イオン性界面活性剤は、ウィスコンシン州ミルトンのＶｉｔｅｃｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌより入手可能なＶｉｄｅｔ  Ｑ３として販売されているグルコシド系界面活性剤である。
【００２０】
改善用組成物の第３の成分は、ポリオールである。ポリオールという用語は、多様なグリコール、グリセリンおよび糖を含むいくつかの化学物質をさすために使用されうる。エチレングリコールは、自動車用不凍液とも呼ばれ、世界で最も慣用されるポリオールの１つである。エチレングリコールは、適した改善用組成物を生成するために使用することができるが、人およびその他の哺乳動物に対してかなり有毒であることも公知である。本発明による改善用組成物での使用に最も好ましいポリオールは、ペットに安全な（ｐｅｔ−ｓａｆｅ）不凍液とも呼ばれるプロピレングリコールである。さらに、トリプロピレングリコール（ＴＰＧ）、グリセリルトリアセテートまたは脂肪酸のメチルエステルは、無毒であり、本発明での使用に適していると思われる。
【００２１】
改善用組成物の第４の成分は水である。大部分の用途に関して、これは普通の水道水であってよいが、一部の例では脱イオン水（ＤＩ水）を使用することが望ましい場合もある。一例として、脱イオン水は、残留物または曇りを残すことが少ないと思われているので、ガラスまたは研磨表面で使用される改善用組成物により適しうる。
【００２２】
少ない割合の溶存酸素ガス（Ｏ２）を含有する水を使用することも望ましい可能性がある。溶存酸素の割合は、大部分の適用に関して、改善用組成物にブレンドされた水成分の約０．５重量％〜約１５重量％、好ましくは約２重量％〜約５重量％に及びうる。比較的少量の溶存酸素でさえ、改善用組成物をより速く作用させる働きをすると思われる。このことは、炭化水素廃棄物の処理において特に当てはまると思われ、そこでは溶液中に存在するさらなる酸素ラジカルが、大型の炭化水素分子の骨格を形成するＣ−Ｃ結合を壊すのを助けると考えられる。一例として、駐車場のコンクリート上の油染みの処理および改善は、単に改善用組成物をブレンディングする際に溶存酸素を含有する水を水道水の代わりに用いることによって、３〜５日の工程から１〜２日の工程にスピードアップすることができると思われる。
【００２３】
いくつかの異なる技法によって溶存酸素を含有する水を生成することが可能である。１つの可能性のあるアプローチは、単に酸素ガス（Ｏ２）を水の容器に通して泡立たせることを伴う。同様に、ガスは２つの密集した回転表面の間で機械的に共有されるので、水に酸素ガスを通して泡立たせることにより、より素早く水に酸素を添加することができるはずである。溶存酸素を含有する水を生成する別の方法は、一部のＨ２Ｏを少量の水素（Ｈ２）と酸素（Ｏ２）ガスに変換するために、自己犠牲電極の使用を伴う。溶存酸素を水の中に得るさらに別の方法は、様々な化学成分、つまり、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）または過酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ２）を用いることによる。少量の、約１重量％〜約１０重量％の過酸化物を水に組み込むことにより、所望の量の溶存酸素を有する水溶液を素早く簡単に生成することが可能となる。
【００２４】
水は、多くの場合、汚染改善用組成物をブレンドするために秤量される最終成分であり、通常、濃縮物の残りを含む、つまり、その他の成分の各々の合計重量％を１００重量％から引いた後に残る重量％となる。単に３種類のその他の成分（可溶性ケイ酸塩、界面活性剤およびポリオール）だけがあろうと、クエン酸、塩、チモールまたは精油のような存在する追加の成分があろうと、水が改善用組成物を完成することは理解される。
【００２５】
当然ながら、これはただ単に、汚染改善用組成物をその最も濃縮された形態で作成するために添加される水の量である。かなりの量の水を後に希釈剤（ｄｉｌｕｔａｎｔ）として添加して、事業用および家庭用の両方の用途で使用するための多彩な洗浄および脱脂製品を作り出すことができる。ブレンドされた濃縮物としての改善用組成物は、約１部の水：１部の改善用組成物から最大で約３００部の水：１部の改善用組成物に及ぶ比でさらに希釈することができる。ほんの一例として、約１０：１の希釈物は、グリース、油およびその他の炭化水素をオーブンまたはガスグリルから洗浄するのにかなり優れていると思われる。別の例は、台所または浴室のカウンタートップおよび床の周辺の多目的洗浄のための約３０：１希釈物である。もう一つの例は、ステンレス鋼表面の洗浄剤および脱脂剤を作成するための約６０：１の希釈である。さらに別の例は、ガラスまたは研磨表面を洗浄するための約３００：１の希釈物である。
【００２６】
本発明の改善用組成物は、非常に少量の通常検出不能な揮発性有機化合物（ＶＯＣ）含量を有することでも注目に値する。多くの実施形態では、改善用組成物は、測定可能なＶＯＣｓを示さない。多くのＶＯＣｓは発癌物質、喘息原因物質、神経毒、内分泌撹乱物質などに分類されているので、このことは特に注目に値する。ますます多くの連邦および州の両方の政府機関が、様々な健康および安全への懸念から生じる、多くの消費者および商品に許容されるＶＯＣ含量を制限するために動いている。したがって、非常に低いＶＯＣおよびゼロＶＯＣ製品が、新しいグリーン経済において非常に望ましい。実際に、ゼロＶＯＣ製品の使用が最も望ましい、事業用航空機の内部処理といった多くの洗浄用途がある。本発明に従う可溶性ケイ酸塩、界面活性剤、ポリオールおよび水を含む改善用組成物は、現行のガイドラインによれば「ゼロＶＯＣ」の資格がある。実際に、本発明の改善用組成物は、随意成分、つまりある種の精油などが添加されている場合に、微量のＶＯＣしか含まない。室温で液体の蒸気圧が０．１ｍｍＨｇ未満である場合、その組成物は「ゼロＶＯＣ」の資格がある。
【００２７】
本発明の改善用組成物のもう一つの有益な特性は、耐火性である。可燃性の材料の表面に改善用組成物の塗膜を塗り、改善用組成物を乾燥させると、結果として得られる残留物は耐火性の高い塗膜をもたらすことが観察された。試験では、改善用組成物を建築木材の表面に吹きかけ、完全に乾燥させる。次に、これらの材料を約５２００°Ｆまでの温度を生じさせるプロピレンガス（ＭＡＰＰガス）切断トーチの熱に供した。処理した木材表面はトーチによって焼け焦げ、多少黒くなったが、火炎を除去した後に木材が発火または燃え続けることはなかった。
【００２８】
ここで図１〜１１を参照すると、いくつかの異なる環境における様々な形態の有害な廃棄材料のいくつかの例となる処理が示される。これらの試験結果およびグラフは、本発明に従う改善用組成物のいくつかの使用をよりよく説明するためだけに提供されるものであり、本明細書において示されていないその他の適用に関して決して制限するものではないことは当然理解される。特に明記されない限り、例となる処理は、約５９重量％のケイ酸ナトリウム、約０．５重量％の非イオン性界面活性剤、約０．５重量％のプロピレングリコール、および約４０重量％の水からなる改善用組成物を用いて実行された。次に、この改善用組成物を処理の前に１部の改善用組成物につき約１０部の水でさらに希釈した。次に、この１０：１希釈改善用組成物を、示したように、１トンの汚染された土壌につき約２．５〜約４．８ガロンで適用した。
【００２９】
図１は、圧力噴霧器で適用した、土壌１トンにつき４．８ガロンの希釈生成物で汚染された土壌処理した結果を示す。総石油炭化水素（ＴＰＨ）の初期の減少は、最初の２４時間の約７０％であり、３週間で最初のレベルの１３７６ｐｐｍから４１ｐｐｍに着実に減少した。図２は、原油の流出により汚染された土壌の処理結果を説明する。ここで示すように、初期のＴＰＨの読み取り値は、約２９００ｐｐｂであり、改善用組成物の噴霧のほんの２４時間後に８１０ｐｐｂまで減少した。図３は、掘削作業場からの汚染された土壌サンプルが、改善用組成物で処理された結果を示す。未処理土壌の平均ＴＰＨ値は、約４９０立方ヤードの土壌で６０００ｐｐｍであった。改善用組成物を圧力噴霧によって適用し、５日間で処理した土壌の平均ＴＰＨ値は１２０〜１３８ｐｐｍの間であった。処理した土壌をさらに２２日間休ませて、再び試験して 約１０〜２３ｐｐｍの平均ＴＰＨ値を得た。図４は、クレオソートで汚染された土壌またはスラッジを改善用組成物で処理し、５日間毎日切り返して通気させた結果を示す。実験室試験の結果により、より低い分子量のポリ芳香族炭化水素（ＰＡＨ）化合物の約７７％の減少と、より高い分子量のＰＡＨ化合物の約２０％の減少を確認した。バイオレメディエーションによって同様の結果を実現するには、約９〜１２ヶ月かかるであろう。注目に値する処理時間の減少をここに説明されている。
【００３０】
ここで炭化水素から重金属の処理へと焦点を移す。図５〜８は、鉛（Ｐｂ） およびカドミウム（Ｃｄ）を含む抽出可能な重金属についての土壌での改善用組成物の試験の結果を示す。図５は、汚染された土壌サンプル中の抽出可能な鉛が８６．７ｐｐｍから２．５ｐｐｍにたった１０日で低下したことを示す。これらの試験結果は、ＥＰＡ７４２０に従う、独立した第三者研究所からの結果である。ここには示されていないが、抽出可能なカドミウム９２．２２％の減少もこの試験サンプルで観察された。図６は、鉛で汚染された別の土壌サンプルを改善用組成物で処理した結果を示す。２週間休ませた後に、延長された１８時間のＥＰＡ１３１１浸出液試験を実施した。土壌サンプル中の抽出可能な鉛レベルは、４１ｐｐｍから０．４８ｐｐｍまで下落し、９８．８％の減少となった。
【００３１】
図７〜９は、別の土壌サンプルが、１日目および再び７日目に圧力噴霧によって改善用組成物で処理された結果を示す。図７に示されるように、浸出液抽出試験によって測定した鉛は、最初の２４時間で８６．７ｐｐｍから２３．５ｐｐｍに下落し、さらに１４日後には２．１ｐｐｍまで下落した。図８は、同じ期間にわたる抽出可能なカドミウムの減少を示す。カドミウムレベルは、最初の２４時間で３．６ｐｐｍから０．４９８ｐｐｍに下落し、さらに１４日後には０．２８０まで下落した。図９は、同じ１５日の期間にわたる土壌サンプルについての総石油炭化水素（ＴＰＨ）の減少を示す。抽出可能なＴＰＨレベルは、最初の２４時間で５４４，３３６ｐｐｍから１０７，０００ｐｐｍに下落し、さらに１４日後には２，３７８ｐｐｍまで下落した。
【００３２】
図１０および１１は、汚染された水のサンプルが、改善用組成物で処理されてＴＰＨとベンゼンの両方のレベルを低下させたことを示す。 約２１ガロンの１０：１希釈改善用組成物を使用して約３００ガロンの水を処理した、よって得られる溶液中の改善用組成物の約７容積％で処理した。処理した水を１時間かき混ぜ、２日間休ませた後に試験した。これらの試験は、かなり劇的な結果を生じた。図１０に示されるように、総石油炭化水素（ＴＰＨ）のレベルは、たった４８時間で２１２０ｐｐｍから３８ｐｐｍに減少した。同様に、ベンゼンのレベルは同じ４８時間の間に９４６ｐｐｍから０．４９７ｐｐｍに減少した。
【００３３】
本発明のいくつかの好ましい実施形態が示され、本明細書に記載されたが、本発明の精神および教示から逸脱することなく、当業者によって変更を加えることができる。本明細書に記載される実施形態は、単なる例であって、制限することを意図するものではない。本明細書において開示される本発明の多くの変化形態、組合せ、および変更形態が可能であり、それらは本発明の範囲内である。したがって、保護の範囲は上に提示した説明に限定されるものではなく、後に続く特許請求の範囲によって規定され、その範囲は特許請求の範囲の主題の全ての等価物を含む。
【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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【図１１】
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【国際調査報告】
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