(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性流から生物学的汚染物質を除去するための方法であって、
酸化セリウム（ＩＶ）組成物を生物学的汚染物質含有水性流と接触させる工程であって、前記生物学的汚染物質は、細菌、酵母、藻類およびウイルスからなる群から選択され、下記の（ｉ）〜（ｉｖ）：
（ｉ）前記酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、ｐＨ７で１６ｍＶ以下および１ｍＶ超のゼータ電位を有する；
（ｉｉ）前記酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、０．０００１酸点／ｋｇ超かつ０．０２０酸点／ｋｇ未満の酸点濃度を有する；
（ｉｉｉ）前記酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、ｐＨ８．８超の等電点を有する；
（ｉｖ）前記酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、１ｎｍ超かつ１９ｎｍ未満の微結晶サイズを有する；
ことが当てはまる、工程を含み、
前記酸化セリウム（ＩＶ）組成物を前記生物学的汚染物質含有水性流と接触させる前記工程は、１ｇのＣｅＯ２かつ１時間あたり少なくとも５×１０６ＰＦＵの細菌、１ｇのＣｅＯ２かつ１時間あたり少なくとも０．３×１０６ＰＦＵの酵母、１ｇのＣｅＯ２かつ１時間あたり少なくとも０．１×１０６ＰＦＵの藻類、または、１ｇのＣｅＯ２１時間あたり少なくとも２×１０６ＰＦＵのウイルスを除去する、方法。
【請求項２】
前記生物学的汚染物質は、クレブシエラ・オキシトカ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｏｘｙｔｏｃａ）、サッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）、セレナスタム・カプリオコルヌタム（Ｓｅｌｅｎａｓｔｕｍ  ｃａｐｒｉｏｃｏｒｎｕｔｕｍ）、およびバクテリオファージＭＳ２からなる群から選択される生物学的汚染物質である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
下記（ｖ）〜（ｖｉｉ）：
（ｖ）前記酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、０．５μｍ超かつ４μｍ以下の粒径Ｄ１０を有する；
（ｖｉ）前記酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、２μｍ超かつ２０μｍ以下の粒径Ｄ５０を有する；および
（ｖｉｉ）前記酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、１２μｍ超かつ５０μｍ以下の粒径Ｄ９０を有する；
ことのうちの１つ以上が当てはまる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ｐＨ７での前記ゼータ電位は、７．５〜１２．５ｍＶである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
水性流から生物学的汚染物質を除去するための方法であって、
酸化セリウム（ＩＶ）組成物を生物学的汚染物質含有水性流と接触させる工程であって、前記生物学的汚染物質は、細菌、酵母、藻類およびウイルスからなる群から選択され、前記酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、下記（ａ）〜（ｄ）：
（ａ）ｐＨ７で１６ｍＶ未満かつ１ｍＶ超のゼータ電位を有する；
（ｂ）０．０００１酸点／ｋｇ超かつ０．０２酸点／ｋｇ未満の酸点濃度を有する；
（ｃ）ｐＨ８．８超の等電点を有する；および
（ｄ）下記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の少なくとも１つを満たす：
（ｉ）０．５μｍ超かつ４μｍ以下の粒径Ｄ１０を有する；
（ｉｉ）２μｍ超かつ２０μｍ以下の粒径Ｄ５０を有する；および
（ｉｉｉ）１２μｍ超かつ５０μｍ以下の粒径Ｄ９０を有する；
が当てはまる、該工程を含み、
前記酸化セリウム（ＩＶ）組成物を前記生物学的汚染物質含有水性流と接触させる前記工程は、１ｇのＣｅＯ２かつ１時間あたり少なくとも５×１０６ＰＦＵの細菌、１ｇのＣｅＯ２かつ１時間あたり少なくとも０．３×１０６ＰＦＵの酵母、１ｇのＣｅＯ２かつ１時間あたり少なくとも０．１×１０６ＰＦＵの藻類、または、１ｇのＣｅＯ２１時間あたり少なくとも２×１０６ＰＦＵのウイルスを除去する、方法。
【請求項６】
前記酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、１ｎｍ超かつ１９ｎｍ未満の微結晶サイズを有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ｐＨ７での前記ゼータ電位は、７．５〜１２ｍＶである、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記生物学的汚染物質は、クレブシエラ・オキシトカ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｏｘｙｔｏｃａ）、サッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）、セレナスタム・カプリオコルヌタム（Ｓｅｌｅｎａｓｔｕｍ  ｃａｐｒｉｏｃｏｒｎｕｔｕｍ）、およびバクテリオファージＭＳ２からなる群から選択される生物学的汚染物質である、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的汚染物質除去特性を備える酸化セリウム（ＩＶ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
水性系から生物学的汚染物質を除去するために様々な工学技術が用いられてきた。そのような技術の例には、例えばアルミナなどの高表面積物質上での吸着、ならびに例えば塩素および臭素などの高度に酸化的な物質の使用が含まれる。大規模の都市上水道において使用されてより大きい成功を収めている技術は、スペースを必要とし、かつ危険な化学物質を使用する必要があるため、住宅用途には実用的ではない。住宅用水処理のための最も一般的な２つの技術は、濾過および塩素処理であった。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】コントロールについて、および本開示の一部の実施形態による酸化セリウム（ＩＶ）組成物についての、インキュベーション時間に対するクレブシエラ・オキシトカ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｏｘｙｔｏｃａ）細菌を示す図。
【図２】コントロールについて、および本開示の一部の実施形態による酸化セリウム（ＩＶ）組成物についての、インキュベーション時間に対するサッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  Ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）酵母数を示す図。
【図３】コントロールについて、および本開示の一部の実施形態による酸化セリウム（ＩＶ）組成物についての、インキュベーション時間に対するセレナスタム・カプリオコルヌタム（Ｓｅｌｅｎａｓｔｕｍ  Ｃａｐｒｉｏｃｏｒｎｕｔｕｍ）数を示す図。
【図４】コントロールについて、および本開示の一部の実施形態による酸化セリウム（ＩＶ）組成物についての、インキュベーション時間に対するＭＳ２バクテリオファージ濃度を示す図。
【図５】コントロールについて、先行技術のセリウム（ＩＶ）酸化物（比較例１）について、および本開示の一部の実施形態による酸化セリウム（ＩＶ）組成物についての、インキュベーション時間に対するクレブシエラ・オキシトカ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｏｘｙｔｏｃａ）数を示す図。
【図６】コントロールについて、先行技術のセリウム（ＩＶ）酸化物（比較例１）について、および本開示の一部の実施形態による酸化セリウム（ＩＶ）組成物についての、インキュベーション時間に対するサッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）数を示す図。
【図７】コントロールについて、先行技術のセリウム（ＩＶ）酸化物（比較例１）について、および本開示の一部の実施形態による酸化セリウム（ＩＶ）組成物についての、インキュベーション時間に対するセレナスタム・カプリオコルヌタム（Ｓｅｌｅｎａｓｔｕｍ  Ｃａｐｒｉｏｃｏｒｎｕｔｕｍ）数を示す図。
【図８】コントロールについて、先行技術のセリウム（ＩＶ）酸化物（比較例１）について、および本開示の一部の実施形態による酸化セリウム（ＩＶ）組成物についての、インキュベーション時間に対するＭＳ２バクテリオファージ濃度を示す図。
【図９】実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物および先行技術セリウム（ＩＶ）酸化物の両方のｐＨに対するゼータ電位の比較プロット図。
【図１０】実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物および先行技術セリウム（ＩＶ）酸化物の両方についての粒径分布の比較プロット図。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
（概要）
本開示は一般に、生物学的およびその他の標的汚染物質を水性流から除去するためのセ
リウム含有組成物に関する。より詳細には、本開示は、特に地下水および飲料水から生物学的汚染物質を除去するためのセリウム含有組成物に関する。典型的には、セリウム含有組成物は、酸化セリウムである。より典型的には、セリウム含有組成物は、酸化セリウム（ＩＶ）であってよい。生物学的汚染物質は、高濃度または超低濃度で存在し得る。セリウム含有組成物は、生物学的汚染物質が高濃度または超低濃度で存在するときに水性流から生物学的汚染物を除去することが可能である。
【０００５】
現在では、セリウム含有組成物を用いて１種以上の生物学的汚染物質を含有する水性流を処理することによって、水および他の水性液体供給原料から、生物学的およびその他の標的汚染物質が効率的および効果的に除去され得ることが見いだされている。セリウム含有組成物は、一般に酸化セリウム（ＩＶ）組成物（ＣｅＯ２）を含む。酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、結晶形態であり得る。さらに、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、高い表面積を有し得る。驚くべきことに、下記に記載する特定の特性を備える酸化セリウム（ＩＶ）組成物（ＣｅＯ２）を使用すると、これらの特定の特性のうちの１つ以上を備えていない酸化セリウムを含む従来の除去媒体と比較して、より高い除去能力での生物学的標的汚染物質の捕捉および除去が可能になることもさらに見いだされている。
【０００６】
一部の実施形態によると、酸化セリウム（ＩＶ）組成物を生物学的汚染物質含有水性流と接触させる方法である。酸化セリウム（ＩＶ）組成物を生物学的汚染物質含有水性流と接触させる工程は、生物学的汚染物質含有水性流から生物学的汚染物質の一部を除去し得る。さらに、本方法の一部の実施形態では、下記の（ｉ）〜（ｖｉ）：
（ｉ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約ｐＨ７で約３０ｍＶ以下かつ約１ｍＶ超のゼータ電位を有し得る；
（ｉｉ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約０．５μｍ超かつ約７μｍ以下の粒径Ｄ１０を有し得る；
（ｉｉｉ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約２μｍ超かつ約２０μｍ以下の粒径Ｄ５０を有し得る；
（ｉｖ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約１２μｍ超かつ約５０μｍ以下の粒径Ｄ９０を有し得る；
（ｖ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約１ｎｍ超かつ約２２ｎｍ以下の微結晶サイズを有し得る；および
（ｖｉ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約０．０００１酸点／ｋｇ超かつ約０．０２０酸点／ｋｇ以下の酸点濃度を有し得る
ことのうちの１つ以上が当てはまり得る。
【０００７】
一部の実施形態によると、生物学的汚染物質の第１濃度を有する水性流を受け入れるための入口；その入口と流体連通しているとともに水性流と接触させるための酸化セリウム（ＩＶ）組成物を含有する接触チャンバ；および、生物学的汚染物質の第２濃度を有する水性流を排出するために接触チャンバと流体連通している出口を有する装置である。水性流は、水性流が酸化セリウム（ＩＶ）組成物と接触する前の生物学的汚染物質の第１濃度と、水性流と酸化セリウム（ＩＶ）との接触後の生物学的汚染物質の第２濃度とを有し得る。生物学的汚染物質の第１濃度は、生物学的汚染物質の第２濃度より高くあり得る。装置の一部の実施形態では、下記の（ｉ）〜（ｖｉ）：
（ｉ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約ｐＨ７で約３０ｍＶ以下および約１ｍＶ超のゼータ電位を有し得る；
（ｉｉ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約０．５μｍ超かつ約７μｍ以下の粒径Ｄ１０を有し得る；
（ｉｉｉ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約２μｍ超かつ約２０μｍ以下の粒径Ｄ５０を有し得る；
（ｉｖ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約１２μｍ超かつ約５０μｍ以下の粒径Ｄ９０
を有し得る；
（ｖ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約１ｎｍ超かつ約２２ｎｍ以下の微結晶サイズを有し得る；および
（ｖｉ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約０．０００１酸点／ｋｇ超かつ約０．０２０酸点／ｋｇ以下の酸点濃度を有し得る
ことのうちの１つ以上が当てはまり得る。
【０００８】
一部の実施形態によると、吸着された生物学的汚染物質を有する酸化セリウム（ＩＶ）組成物を有する組成物である。組成物の一部の実施形態では、下記：
（ｉ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、生物学的汚染物質が吸着される前に、約ｐＨ７で約３０ｍＶ以下および約１ｍＶ超のゼータ電位を有し得る；
（ｉｉ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約０．５μｍ超かつ約７μｍ以下の粒径Ｄ１０を有し得る；
（ｉｉｉ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約２μｍ超かつ約２０μｍ以下の粒径Ｄ５０を有し得る；
（ｉｖ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約１２μｍ超かつ約５０μｍ以下の粒径Ｄ９０を有し得る；
（ｖ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約１ｎｍ超かつ約２２ｎｍ以下の微結晶サイズを有し得る；および
（ｖｉ）酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、生物学的汚染物質が吸着される前に、約０．０００１酸点／ｋｇ超かつ約０．０２０酸点／ｋｇ以下の酸点濃度を有し得る
ことのうちの１つ以上が当てはまり得る。
【０００９】
一部の実施形態では、（ｉ）〜（ｖｉ）のうちの１つは当てはまり、かつ（ｉ）〜（ｖｉ）のうちの他の５つは当てはまらないことがあり得る。
一部の実施形態では、（ｉ）〜（ｖｉ）のうちの２つは当てはまり、かつ（ｉ）〜（ｖｉ）のうちの他の４つは当てはまらないことがあり得る。
【００１０】
一部の実施形態では、（ｉ）〜（ｖｉ）のうちの３つは当てはまり、かつ（ｉ）〜（ｖｉ）のうちの他の３つは当てはまらないことがあり得る。
一部の実施形態では、（ｉ）〜（ｖｉ）のうちの４つは当てはまり、かつ（ｉ）〜（ｖｉ）のうちの他の２つは当てはまらないことがあり得る。
【００１１】
一部の実施形態では、（ｉ）〜（ｖｉ）のうちの５つは当てはまり、かつ（ｉ）〜（ｖｉ）のうちの他の１つは当てはまらないことがあり得る。
一部の実施形態では、（ｉ）〜（ｖｉ）の６つ全てが当てはまることがあり得る。
【００１２】
一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約ｐＨ７で約７．５〜約１２．５ｍＶのゼータ電位を有し得る。さらに一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、生物学的汚染物質を吸着する前に、約ｐＨ７で約７．５〜約１２．５ｍＶのゼータ電位を有し得る。
【００１３】
一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約１〜約３μｍの粒径Ｄ１０を有し得る。
一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約７．５〜約１０．５μｍの粒径Ｄ５０を有し得る。
【００１４】
一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約２０〜約３０μｍの粒径Ｄ９０を有し得る。
一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約７．５〜約１２．５ｎｍの微
結晶サイズを有し得る。
【００１５】
一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約０．０００１超〜約０．０２０酸点／ｋｇ（酸化セリウム（ＩＶ）組成物）以下の酸点数を有し得る。さらに一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、生物学的汚染物質を吸着する前に、約０．０００１超〜約０．０２０酸点／ｋｇ（酸化セリウム（ＩＶ）組成物）以下の酸点数を有し得る。
【００１６】
一部の実施形態では、生物学的汚染物質は、細菌、酵母、藻類およびウイルスからなる群から選択され得る。さらに一部の実施形態では、吸着された生物学的汚染物質は、細菌、酵母、藻類およびウイルスからなる群から選択され得る。
【００１７】
一部の実施形態では、生物学的汚染物質は、クレブシエラ・オキシトカ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｏｘｙｔｏｃａ）、サッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）、セレナスタム・カプリオコルヌタム（Ｓｅｌｅｎａｓｔｕｍ  ｃａｐｒｉｏｃｏｒｎｕｔｕｍ）およびＭＳ２の群から選択される生物学的汚染物質であり得る。さらに、一部の実施形態では、吸着された生物学的汚染物質は、クレブシエラ・オキシトカ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｏｘｙｔｏｃａ）、サッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）、セレナスタム・カプリオコルヌタム（Ｓｅｌｅｎａｓｔｕｍ  ｃａｐｒｉｏｃｏｒｎｕｔｕｍ）およびＭＳ２からなる群から選択され得る。
【００１８】
一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、１ｇのＣｅＯ２当たり、セリウム（ＩＶ）酸化物（セリウム（ＩＶ）の酸化物）より多くの生物学的汚染物質を除去する。
【００１９】
一部の実施形態では、（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの１つ以上は、上記セリウム（ＩＶ）酸化物について当てはまらない。
一部の実施形態では、（ｉ）は当てはまり、および（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）は当てはまらないことがあり得る。
【００２０】
一部の実施形態では、（ｉ）は当てはまり、および（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの１つは当てはまらず、かつ（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００２１】
一部の実施形態では、（ｉ）は当てはまり、および（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの２つは当てはまらず、かつ（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００２２】
一部の実施形態では、（ｉ）は当てはまり、および（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの３つは当てはまらず、かつ（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００２３】
一部の実施形態では、（ｉ）は当てはまり、および（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの４つは当てはまらず、かつ（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００２４】
一部の実施形態では、（ｉ）は当てはまり、かつ（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）は当てはまることがあり得る。
一部の実施形態では、（ｉｉ）は当てはまり、（ｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）
および（ｖｉ）は当てはまらないことがあり得る。
【００２５】
一部の実施形態では、（ｉｉ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの１つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００２６】
一部の実施形態では、（ｉｉ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの２つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００２７】
一部の実施形態では、（ｉｉ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの３つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００２８】
一部の実施形態では、（ｉｉ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの４つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００２９】
一部の実施形態では、（ｉｉｉ）は当てはまり、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）は当てはまらないことがあり得る。
一部の実施形態では、（ｉｉｉ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの１つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００３０】
一部の実施形態では、（ｉｉｉ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの２つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００３１】
一部の実施形態では、（ｉｉｉ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの３つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００３２】
一部の実施形態では、（ｉｉｉ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの４つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００３３】
一部の実施形態では、（ｉｖ）は当てはまり、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）および（ｖｉ）は当てはまらないことがあり得る。
一部の実施形態では、（ｉｖ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの１つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００３４】
一部の実施形態では、（ｉｖ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの２つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００３５】
一部の実施形態では、（ｉｖ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの３つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００３６】
一部の実施形態では、（ｉｖ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの４つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００３７】
一部の実施形態では、（ｖ）は当てはまり、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖｉ）は当てはまらないことがあり得る。
一部の実施形態では、（ｖ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖｉ）のうちの１つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００３８】
一部の実施形態では、（ｖ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖｉ）のうちの２つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００３９】
一部の実施形態では、（ｖ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖｉ）のうちの３つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００４０】
一部の実施形態では、（ｖ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖｉ）のうちの４つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖｉ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００４１】
一部の実施形態では、（ｖｉ）は当てはまり、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖ）は当てはまらないことがあり得る。
一部の実施形態では、（ｖｉ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖ）のうちの１つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００４２】
一部の実施形態では、（ｖｉ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖ）のうちの２つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００４３】
一部の実施形態では、（ｖｉ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖ）のうちの３つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００４４】
一部の実施形態では、（ｖｉ）は当てはまり、および（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖ）のうちの４つは当てはまらず、かつ（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）および（ｖ）のうちの他は当てはまることがあり得る。
【００４５】
酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、担持されていなくても担持されていてもよい。担持酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、単一担体上に沈着させる、または複数の担体上に沈着させることができる。担体は、限定なくアルミナ、アルミノケイ酸塩、イオン交換樹脂、有機ポリマーおよび粘土であり得る。酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、ポリマー多孔性物質に沈着させる、および／またはポリマー多孔性物質と混合され得る。さらに、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の表面露出は、酸化セリウム（ＩＶ）組成物がポリマー多孔性物質に沈着させられる、および／またはポリマー多孔性物質と混合させられる場合に向上すると考えられる。
【００４６】
これらおよびその他の利点は、本明細書に含めた態様、実施形態および形態の開示から
明白になるであろう。
本明細書で使用する「少なくとも１つ」、「１つ以上」および「および／または」は、用法が接続的および離接的の両方である限定のない表現である。例えば、「Ａ、ＢおよびＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、ＢまたはＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、ＢおよびＣのうちの１つ以上」、「Ａ、ＢまたはＣのうちの１つ以上」ならびに「Ａ、Ｂおよび／またはＣ」との表現の各々は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを一緒に、ＡおよびＣを一緒に、ＢおよびＣを一緒に、またはＡ、ＢおよびＣを一緒を意味する。上記の表現中のＡ、ＢおよびＣの各１つが例えばＸ、ＹおよびＺなどの１つの要素または例えばＸ１〜Ｘｎ、Ｙ１〜ＹｍおよびＺ１〜Ｚｏなどの要素の群を意味する場合、この語句は、Ｘ、ＹおよびＺから選択される単一要素、同一群から選択される要素の組み合わせ（例えば、Ｘ１およびＸ２）ならびに２つ以上の群から選択される要素の組み合わせ（例えば、Ｙ１およびＺｏ）を意味することが意図されている。
【００４７】
用語「１つ（ａ）」および「１つの（ａｎ）」の実体は、１つ以上のその実体を意味することに留意されたい。したがって、用語「１つの」（または「１つの（ａｎ）」）、「１つ以上」および「少なくとも１つ」は、本明細書では互換的に使用できる。さらにまた、用語「含む」、「包含する」および「有する」もまた互換的に使用できることに留意されたい。
【００４８】
本明細書で使用する用語「手段」には、米国特許法第１１２条第６項にしたがって考えられる最も広い解釈が与えられるものとする。したがって、用語「手段」を組み込んでいる請求項は、本明細書に規定した全ての構造、物質または行為ならびにそれらの均等物の全てを含むものとする。さらに、構造、物質または行為ならびにそれらの均等物には、本発明の概要、図面の簡単な説明、詳細な説明、要約書ならびに請求項自体に記載された全ての構造、物質または行為ならびにそれらの均等物が含まれるものとする。
【００４９】
他に特に明記されない限り、全ての成分または組成物の濃度はその成分または組成物の活性部分に関するものであり、不純物、例えばそのような成分または組成物の商業的に利用できる起源中に存在する可能性のある残留溶媒または副生成物は除かれている。
【００５０】
全てのパーセンテージ（割合）および比率は、他に特に指示しない限り、全組成物重量により計算される。
本開示を通して与えられるあらゆる最高数値限定は、それより低いあらゆる数値限定を、そのようなより低い数値限定が本明細書に明示的に記載されているかのように、代替として含むと見なされる。本開示を通して与えられるあらゆる最低数値限定はそれより高いあらゆる数値限定を、そのようなより高い数値限定が本明細書に明示的に記載されているかのように代替として含むと見なされる。本開示を通して与えられるあらゆる数値範囲は、そのようなより広い数値範囲内に含まれるそれより狭いあらゆる数値範囲を、そのようなより狭い数値範囲が本明細書に明示的に記載されているかのように含むと見なされる。例えば、約２〜約４の語句は、約２〜約３、約３〜約４からの全ての数および／または整数範囲ならびに実数（例えば、無理数および／または有理数）に基づく可能性のある各範囲、例えば約２．１〜約４．９、約２．１〜約３．４などを含む。
【００５１】
上記は、本開示の一部の態様の理解を提供するための本開示の単純化した要約である。この要約は、本開示およびその様々な態様、実施形態および形態の広範な概説でも網羅的概略でもない。この要約は、本開示の主要もしくは重要な要素を同定することも本開示の範囲を線引きすることも意図しているのではなく、下記に提示するより詳細な説明への導入部として単純な形式で本開示の選択された概念を提示することを意図している。理解されるであろうように、本開示の他の態様、実施形態および形態は、上記に規定した、または以下で詳細に記載する特徴の１つ以上を単独または組み合わせて利用することが可能で
ある。同様に、本開示は典型的な実施形態に関して提示したが、本開示の個々の態様は別個に特許請求できると理解されたい。
【００５２】
本明細書に組み込まれていて本明細書の一部を構成する添付の図面は、本開示の実施形態を例示するものであり、かつ上記の開示の一般的説明および以下に示す詳細な説明とともに、本開示の原理を説明するために役立つ。
【００５３】
（詳細な説明）
本開示の工程は、主として、特定の特性を有する酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２）を使用して水性流から生物学的汚染物質を除去するために想定されている。水性流は、望ましくない量の生物学的汚染物質および／または他の汚染物質を含有する飲料水および地下水のうちの１つ以上であり得る。さらに、水性流は、限定なく井戸水、地表水（例えば湖、沼および湿地帯からの水）、農業用水、工業プロセスからの廃水および地熱水を含み得る。
【００５４】
一般に、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、生物学的汚染物質を含有するあらゆる水性流を処理するために使用できる。本開示の酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、生物学的汚染物質除去のために特に有用である数多くの特性を有する。生物学的汚染物質を含有する水性流と酸化セリウム（ＩＶ）組成物とを接触させる工程は、水性流中の生物学的汚染物質濃度を効果的に減少させることができる。典型的には、酸化セリウム（ＩＶ）組成物を水性流と接触させる工程は、水性流中の生物学的汚染物質濃度を約７５％超減少させることができる。より典型的には、酸化セリウム（ＩＶ）組成物を水性流と接触させる工程は、水性流中の生物学的汚染物質濃度を約８０％超、より典型的には約８５％超、より典型的には約９０％超、より典型的には約９５％超、より典型的には約９７．５％超およびいっそうより典型的には約９９．５％超減少させることができる。
【００５５】
酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、ｐＨ７で約１ｍＶ超のゼータ電位を有し得る。何らかの理論によって拘束されることは望まないが、酸化セリウム（ＩＶ）組成物のゼータは、水性流からの生物学的汚染物質の除去に影響を及ぼし得ると考えられる。典型的には、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、ｐＨ７で約５ｍＶ超のゼータ電位を有する。より典型的には、酸化セリウム（ＩＶ）組成物のｐＨ７でのゼータ電位は、約１０ｍＶ超である。一般に、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約３０ｍＶ以下のゼータ電位を有する。より一般的には、酸化セリウム（ＩＶ）組成物のゼータ電位は、約２０ｍＶ以下またはいっそうより典型的には約１５ｍＶ以下である。一般に、約７のｐＨでは、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、約３０ｍＶ、約２０ｍＶおよび約１５ｍＶのうちの１つ以下のゼータ電位ならびに約１ｍＶ、約５ｍＶおよび１０ｍＶのうちの１つよりも高いゼータ電位を有する。ｐＨ７での酸化セリウム（ＩＶ）組成物のゼータ電位は、通常は約７．５〜約１２．５ｍＶの範囲である。酸化セリウム（ＩＶ）組成物が下記の等電点、表面積、平均細孔容積、平均孔径、粒径、微結晶サイズおよび酸点数のうちのいずれか１つ以上と組み合わせた上記のゼータ電位のうちのいずれか１つを有し得ることは理解できる。
【００５６】
一般に、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、典型的には、約ｐＨ７より高い、より一般的には約ｐＨ８より高い、およびいっそうより一般的には約ｐＨ９より高いが、一般的には約ｐＨ１２以下の、より一般的には約ｐＨ１１以下の、およびいっそうより一般的には約ｐＨ１０以下の等電点を有する。等電点は、典型的には約ｐＨ８．５〜約ｐＨ１０の範囲である。何らかの理論によって拘束されることは望まないが、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の等電点は、水性流からの生物学的汚染物質の除去に影響を及ぼし得ると考えられる。酸化セリウム（ＩＶ）組成物が上記のゼータ電位ならびに下記の表面積、平均細孔容積、平均孔径、粒径、微結晶サイズおよび酸点数のうちのいずれか１つ以上と組み合わせた上記の等電点のうちのいずれか１つを有し得ることは理解できる。
【００５７】
酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、一般に、約３０〜約２００ｍ２／ｇ、より一般的には約６０〜約１８０ｍ２／ｇ、またはいっそうより典型的には約１００〜約１５０ｍ２／ｇの表面積を有し得る。典型的には、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の表面積は、約１００〜約１５０ｍ２／ｇ、より典型的には約１１０〜約１５０ｍ２ｇ／である。何らかの理論によって拘束されることは望まないが、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の表面積は、水性流からの生物学的汚染物質の除去に影響を及ぼし得ると考えられる。酸化セリウム（ＩＶ）組成物が上記のゼータ電位および等電点ならびに下記の平均細孔容積、平均孔径、粒径、微結晶サイズおよび酸点数のうちのいずれか１つ以上と組み合わせた上記の表面積のうちのいずれか１つを有し得ることは理解できる。
【００５８】
酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、典型的には、約０．０１ｃｍ３／ｇ超、より典型的には約０．１ｃｍ３／ｇ超、およびより典型的には約０．２ｃｍ３／ｇ超であるが、典型的には約０．８５ｃｍ３／ｇ以下、より典型的には約０．８ｃｍ３／ｇ以下、より典型的には約０．７５ｃｍ３／ｇ以下、より典型的には約０．６５ｃｍ３／ｇ以下、より典型的には約０．６ｃｍ３／ｇ以下、より典型的には約０．５５ｃｍ３／ｇ以下、より典型的には約０．５ｃｍ３／ｇ以下、およびいっそうより典型的には約０．４５ｃｍ３／ｇ以下の（Ｎ２吸着によって決定される）平均（平均、メジアンおよび最頻）細孔容積を有する。細孔容積は、約０．３〜約０．４ｃｍ３／ｇ、約０．４超〜約０．５ｃｍ３／ｇまたは約０．５超〜約０．６ｃｍ３／ｇの範囲であり得る。何らかの理論によって拘束されることは望まないが、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の平均細孔容積は、水性流からの生物学的汚染物質の除去に影響を及ぼし得ると考えられる。酸化セリウム（ＩＶ）組成物が上記のゼータ電位、等電点および表面積ならびに下記の平均孔径、粒径、微結晶サイズおよび酸点数のうちのいずれか１つ以上と組み合わせた上記の平均細孔容積のうちのいずれか１つを有し得ることは理解できる。
【００５９】
酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、一般に０．５ｎｍ超、より一般的には約１ｎｍ超、およびより一般的には約６ｎｍ超であるが、一般的には約２０ｎｍ以下、より一般的には約１５ｎｍ以下およびいっそうより一般的には約１２ｎｍの（ＢＪＨ法によって決定される）平均（平均、メジアンおよび最頻）孔径を有する。平均孔径は、約０．５〜約６．５ｎｍ、約６．５超〜約１３ｎｍまたは約１３超〜約２０ｎｍの範囲であり得る。何らかの理論によって拘束されることは望まないが、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の平均孔径は、水性流からの生物学的汚染物質の除去に影響を及ぼし得ると考えられる。酸化セリウム（ＩＶ）組成物が上記のゼータ電位、等電点、表面積および平均細孔容積ならびに下記の平均孔径、粒径、微結晶サイズおよび酸点数のうちのいずれか１つ以上と組み合わせた上記の平均孔径のうちのいずれか１つを有し得ることは理解できる。
【００６０】
酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、通常は微粒子形態にある。典型的には、微粒子状酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、粒径Ｄ１０、粒径Ｄ５０および粒径Ｄ９０のうちの１つ以上を有する。何らかの理論によって拘束されることは望まないが、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の粒径Ｄ１０、粒径Ｄ５０および粒径Ｄ９０表面積のうちの１つ以上が水性流からの生物学的汚染物質の除去に影響を及ぼし得ると考えられる。酸化セリウム（ＩＶ）組成物が上記のゼータ電位、等電点、表面積、平均細孔容積および平均孔径ならびに下記の微結晶サイズおよび酸点数のうちのいずれか１つ以上と組み合わせた上記の粒径Ｄ１０、Ｄ５０またはＤ９０のうちのいずれか１つを有し得ることは理解できる。
【００６１】
微粒子状酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、一般に約１〜約３μｍの粒径Ｄ１０を有する。より一般的には、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、典型的には約０．０５μｍ超、いっそうより一般的には約０．５μｍ超、およびいっそうより一般的には約１μｍであるが、より一般的には約７μｍ以下、いっそうより一般的には約５μｍ以下、およびいっそうよ
り一般的には約３μｍ以下の粒径Ｄ１０を有する。粒径Ｄ１０は、典型的には約１〜約３μｍの範囲である。何らかの理論によって拘束されることは望まないが、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の粒径Ｄ１０は、水性流からの生物学的汚染物質の除去に影響を及ぼし得ると考えられる。酸化セリウム（ＩＶ）組成物が上記のゼータ電位、等電点、表面積、平均細孔容積および平均孔径ならびに下記の微結晶サイズおよび酸点数のうちのいずれか１つ以上と組み合わせた上記のＤ１０粒径のうちのいずれか１つを有し得ることは理解できる。
【００６２】
さらに、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、一般的には約２μｍ超、いっそうより一般的には約４μｍ超、およびいっそうより一般的には少なくとも約５μｍであるが、一般的には約２０μｍ以下、より一般的には約１５μｍ以下、およびいっそうより一般的には約１２μｍ以下の粒径Ｄ５０を有する。粒径Ｄ５０は、通常は約７．５〜約１０．５μｍの範囲である。何らかの理論によって拘束されることは望まないが、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の粒径Ｄ５０は、水性流からの生物学的汚染物質の除去に影響を及ぼし得ると考えられる。酸化セリウム（ＩＶ）組成物が上記のゼータ電位、等電点、表面積、平均細孔容積および平均孔径ならびに下記の微結晶サイズおよび酸点数のうちのいずれか１つ以上と組み合わせた上記のＤ５０粒径のうちのいずれか１つを有し得ることは理解できる。
【００６３】
酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、一般的には約１２μｍ超、より一般的には約１５μｍ超、およびいっそうより一般的には約２０μｍであるが、一般的には約５０μｍ以下、より一般的には約４０μｍ以下およびいっそうより一般的には約３０μｍ以下の粒径Ｄ９０を有する。粒径Ｄ９０は、一般的には約２０〜約３０μｍの範囲である。何らかの理論によって拘束されることは望まないが、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の粒径Ｄ９０は、水性流からの生物学的汚染物質の除去に影響を及ぼし得ると考えられる。酸化セリウム（ＩＶ）組成物が上記のゼータ電位、等電点、表面積、平均細孔容積および平均孔径ならびに下記の微結晶サイズおよび酸点数のうちのいずれか１つ以上と組み合わせた上記のＤ９０粒径のうちのいずれか１つを有し得ることは理解できる。
【００６４】
酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、典型的には約１ｎｍ超、より典型的には約４ｎｍ超、およびいっそうより典型的には約７．５ｎｍであるが、典型的には約２２ｎｍ以下、より典型的には約１７ｎｍ以下、およびいっそうより典型的には約１２．５ｎｍの微結晶サイズを有する。微結晶サイズは、一般的には約７．５〜約１２．５ｎｍの範囲である。何らかの理論によって拘束されることは望まないが、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の微結晶サイズは、水性流からの生物学的汚染物質の除去に影響を及ぼし得ると考えられる。酸化セリウム（ＩＶ）組成物が上記のゼータ電位、等電点、表面積、平均細孔容積、平均孔径および粒径ならびに下記の酸点数のうちのいずれか１つ以上と組み合わせた上記の微結晶サイズのうちのいずれか１つを有し得ることは理解できる。
【００６５】
一般に、酸化セリウム（ＩＶ）は、ゼータ電位滴定によって測定して約０．０２０酸点／ｋｇ以下を有する。より一般的には、酸化セリウム（ＩＶ）は、ゼータ電位滴定によって測定して約０．０１５酸点／ｋｇ以下、いっそうより一般的には約０．０１０酸点／ｋｇ以下、さらにいっそうより一般的には約０．００５酸点／ｋｇ以下、およびいっそうさらにより一般的には約０．００１酸点／ｋｇ以下を有する。いっそうさらにより一般的には、酸化セリウム（ＩＶ）は、ゼータ電位滴定によって測定して約０〜約０．００１酸点／ｋｇを有する。何らかの理論によって拘束されることは望まないが、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の酸点数／ｋｇは、水性流からの生物学的汚染物質の除去に影響を及ぼし得ると考えられる。酸化セリウム（ＩＶ）組成物が上記のゼータ電位、等電点、表面積、平均細孔容積、平均孔径および粒径のうちのいずれか１つ以上と組み合わせた上記の酸点数のうちのいずれか１つを有し得ることは理解できる。
【００６６】
酸化セリウム（ＩＶ）組成物中の酸化セリウム（ＩＶ）であるＣｅ（ＩＶ）Ｏ２の濃度は様々であり得る。酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、典型的には約７５重量％超のＣｅ（ＩＶ）Ｏ２、より典型的には約８５重量％超のＣｅ（ＩＶ）Ｏ２、いっそうより典型的には約９０重量％超のＣｅ（ＩＶ）Ｏ２、またはさらにいっそうより典型的には約９９．５重量％超のＣｅ（ＩＶ）Ｏ２を含んでいる。
【００６７】
酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、酸化セリウム（ＩＶ）以外の希土類酸化物を含有し得る。一般に酸化セリウム（ＩＶ）以外の希土類酸化物は、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の約４０重量％以下、より一般的には約２５重量％以下、およびいっそうより一般的には約１０重量％以下を構成する。
【００６８】
通常は、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、非希土類物質を含有し得る。一般に、非希土類物質は、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の典型的には約５重量％以下、より一般的には約２．５重量％以下、およびいっそうより一般的には約１重量％以下を構成する。一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、添加された非希土類物質を全く含まないことがあり得る。すなわち、酸化セリウム（ＩＶ）組成物中に含有される非希土類物質の濃度は、典型的には、酸化セリウム中に存在する天然由来の「不純物」を構成する。一般的に、酸化セリウム（ＩＶ）組成物中に含有されるいずれか１つの非希土類物質は、約４重量％以下、より一般的には約２．５重量％以下、いっそうより一般的には約１重量％、およびいっそうより一般的には約０．５重量％である。
【００６９】
酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、上記のゼータ電位、等電点、表面積、平均細孔容積、平均孔径、粒径、微結晶サイズおよび酸点数のうちのいずれか１つ以上と組み合わせた上述の重量％の酸化セリウム（ＩＶ）、上述の重量％の酸化セリウム（ＩＶ）以外の非希土類酸化物および上述の重量％の希土類物質のうちのいずれか１つ以上を有し得る。
【００７０】
何らかの理論によって拘束することは望まないが、本開示の酸化セリウム（ＩＶ）と先行技術のセリウム酸化物との間における、ゼータ電位、等電点、表面積、（Ｎ２吸着によって決定される）平均（平均、メジアンおよび最頻）孔容積、（ＢＪＨ法によって決定される）平均（平均、メジアンおよび最頻）孔径、Ｄ１０粒径、Ｄ５０粒径、Ｄ９０粒径、微結晶サイズおよび酸点数／ｋｇのうちの１つ以上の差が、酸化セリウム（ＩＶ）組成物中の反応部位に生物学的汚染物質が接触することをより良好に可能にするとともに、生物学的汚染物質が生物学的汚染物質含有水性流から酸化セリウム（ＩＶ）組成物によって、より良好に除去されることを可能にすると考えられる。
【００７１】
一部の実施形態では、生物学的汚染物質含有水性流は、ある温度および圧力で、通常は周囲温度および圧力で、生物学的汚染物質含有水性流中の水が液体状態に留まるように、入口を通して容器内に通過させられる。この容器内において、生物学的汚染物質含有水性流が酸化セリウム（ＩＶ）組成物と接触させられる。酸化セリウム（ＩＶ）を生物学的汚染物質含有水性流と接触させることは、生物学的汚染物質の酸化セリウム（ＩＶ）組成物への吸着および酸化セリウム（ＩＶ）組成物との反応の一方または両方を生じさせる。生物学的汚染物質との酸化セリウム（ＩＶ）組成物の吸着および反応の一方または両方は、生物学的汚染物質含有水性流から生物学的汚染物質を除去する。
【００７２】
一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、担体物質上に沈着させることができる。さらに、酸化セリウム（ＩＶ）は、担体物質の外面および／または内面のうちの１つ以上に沈着させることができる。当業者が一般に担体物質の内面を細孔と呼ぶことは理解できる。酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、バインダを用いて、または用いずに担体物質上に担持できる。一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、例えばスラリー沈着法などの何らかの従来型技術を使用して担体物質上に適用することができる。
【００７３】
一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、生物学的汚染物質含有水性流を用いてスラリー化される。酸化セリウム（ＩＶ）組成物および生物学的汚染物質含有水性流は、それらがスラリー化されると接触することが理解できる。何らかの理論によって拘束されることは望まないが、生物学的汚染物質含有水性流中の生物学的汚染物質の大部分もしくは全部ではなかったとしてもその一部は、生物学的汚染物質含有水性流を用いて酸化セリウム（ＩＶ）組成物をスラリー化する工程および／または酸化セリウム（ＩＶ）組成物と接触させる工程によって生物学的汚染物質含有水性流から除去されると考えられる。生物学的汚染物質含有水性流を用いて酸化セリウム（ＩＶ）をスラリー化する工程および／または酸化セリウム（ＩＶ）を生物学的汚染物質含有水性流と接触させる工程に続いて、スラリーは何らかの公知の固液分離法によってろ過される。用語「一部」は、水性流中に含有される生物学的汚染物質の約５０％以下を除去することを意味する。より一般的には、用語の「一部」は、水性流中に含有される生物学的汚染物質の約１０％以下、約２０％以下、約３０％以下、および約４０％以下を除去することの１つ以上を意味する。用語「大部分」は、水性流中に含有される生物学的汚染物質の約５０％超であるが約１００％以下を除去することを意味する。より一般的には、用語の「大部分」は、水性流中に含有される生物学的汚染物質の約６０％超、約７０％超、約９０％超、および約９０％超であるが１００％以下を除去することの１つ以上を意味する。用語「全部」は、水性流中に含有される生物学的汚染物質の約１００％を除去することを意味する。より一般的には、用語「全部」は、水性流中に含有される生物学的汚染物質の９８％、９９％、９９．５％、および９９．９％超を除去することを意味する。
【００７４】
一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、固定床の形態にある。さらに、酸化セリウム（ＩＶ）の固定床は、通常は酸化セリウム（ＩＶ）粒子の形態にある酸化セリウム（ＩＶ）を含む。酸化セリウム（ＩＶ）粒子は、最大の酸化セリウム（ＩＶ）粒子表面積を、最小の背圧を有する水性液体流体であって固定床を通る水性液体流体の流れに露出させる形状および／または形態を有し得る。しかし、必要に応じて、酸化セリウム（ＩＶ）粒子は、例えばビーズ、押出物、多孔性ポリマー構造またはモノリスなどの成形体の形態であってよい。一部の実施形態では、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、例えばビーズ、抽出物、多孔性ポリマー構造またはモノリス担体上の層および／またはコーティングとして担持されてよい。
【００７５】
酸化セリウム（ＩＶ）組成物を生物学的汚染物質含有水性流と接触させる工程は、通常は約４〜約１００℃、より通常は約５〜約４０℃の温度で行われる。さらに、酸化セリウム（ＩＶ）を生物学的汚染物質含有流と接触させる工程は、一般には約ｐＨ１〜約ｐＨ１１、より一般的には約ｐＨ３〜約ｐＨ９のｐＨで行われる。酸化セリウム（ＩＶ）組成物を生物学的汚染物質含有水性流と接触させる工程は、一般に約１分超〜約２４時間以下の時間にわたって行われる。
【００７６】
本開示の性質および目的は、例示する目的でのみ提供するものであり、特許請求の範囲によって規定される開示を限定するためではない下記の実施例によって詳細に説明する。
下記の実施例は、本開示の所定の態様、実施形態および形態を例示するために提供するが、添付の特許請求の範囲に規定した本開示の限定として見なすべきではない。全ての部および割合は、他に特に規定しない限り重量による。
【００７７】
（実施例）
酸化セリウム（ＩＶ）組成物を下記の方法によって調製した。密閉された撹拌容器内で、１Ｌの０．１２Ｍ硝酸セリウム（ＩＶ）アンモニウム溶液を、硝酸中に溶解させた硝酸セリウム（ＩＶ）アンモニウム結晶から調製し、約２４時間にわたりおよそ９０℃で保持した。別個の容器内で２００ｍＬの３Ｍ水酸化アンモニウム溶液を調製し、室温で保持し
た。引き続いてこれら２種の溶液を混合し、およそ１時間撹拌した。生じた沈降液を、ろ紙を装備したビュックナー（Ｂｕｅｃｋｅｒ）漏斗を使用してろ過した。次に固体を脱イオン水を用いてビュックナー漏斗内で完全に洗浄した。洗浄／濾過工程後に、湿性水和物を３時間にわたりおよそ４５０℃のマッフル炉内で焼成して、酸化セリウム（ＩＶ）組成物を形成した。
【００７８】
使用した酸化セリウム（ＩＶ）組成物物質は、約ｐＨ７のｐＨで約９．５ｍＶのゼータ電位、約ｐＨ９．１の等電点、ゼータ電位滴定によって測定した約０．００１酸点／ｋｇ、約１１０〜約１５０ｍ２／ｇの表面積、約２μｍの粒径Ｄ１０、約９μｍの粒径Ｄ５０、約２５μｍの粒径Ｄ９０および約１０ｎｍの微結晶サイズを有していた。微結晶サイズは、個々の結晶のサイズであり、ＸＲＤまたはＴＥＭによって測定した。Ｄｘｘ粒径は、レーザ回折によって測定した。Ｄｘｘ粒径は、個別結晶から構成される粒子のサイズである。
【００７９】
酸化セリウム（ＩＶ）組成物の細菌除去特性
オートクレーブ滅菌ブロスを、約３０ｇのトリプチックソイブロス（ＴＳＢ：ｔｒｙｐｔｉｃ  ｓｏｙ  ｂｒｏｔｈ）および約１０００ｍＬの脱イオン水から作成した。オートクレーブ滅菌ブロスに、クレブシエラ・オキシトカ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｏｘｙｔｏｃａ）の純粋コロニーを接種し、約３４〜約３８℃の温度で約４時間インキュベートした。インキュベーション後、１０００ｍｇの酸化セリウム（ＩＶ）組成物を、約１００ｍＬの接種ブロス溶液を含有するフラスコ内に装填し、その後、フラスコをインキュベーション振とう器上に配置した。サンプルを約１、４、８および２４時間後に採取し、その後、約１，０００，０００倍に希釈した。約１００μＬの各希釈サンプルを寒天プレート上に広げ、約３４〜約３８℃の温度で約１８〜約２４時間インキュベートし、その後、コロニー数を計数した。コントロールは、フラスコに装填された約１００ｍＬの接種ブロス溶液から構成された。フラスコをインキュベーション振とう器上に配置し、その後、サンプルを約１、４、８および２４時間後に採取した。これらのサンプルを、酸化セリウム（ＩＶ）組成物処理サンプルと同一手順にしたがって希釈するとともに寒天プレート上に広げてインキュベートした。これらの試験の結果を、以下の表１および図１に示す。図１は、コントロールおよび本実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物についてのインキュベーション時間に対するクレブシエラ・オキシトカ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｏｘｙｔｏｃａ）細菌を示している。酸化セリウム（ＩＶ）組成物の使用は、１、４、８および２４時間のインキュベーション時間でコントロールよりも少ない細菌数を生じさせる。
【００８０】
【表１】
0006445583.tif 000002
酸化セリウム（ＩＶ）組成物の酵母除去特性
オートクレーブ滅菌ブロスを、約３０ｇのトリプチックソイブロス（ＴＳＢ）および約１０００ｍＬの脱イオン水から作成した。オートクレーブ滅菌ブロスに、サッカロミセス
・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）の純粋コロニーを接種し、約３４〜約３８℃で約４時間インキュベートした。インキュベーション後、約１０００ｍｇの酸化セリウム（ＩＶ）組成物を、１００ｍＬの接種ブロス溶液を含有するフラスコ内に配置し、その後、フラスコをインキュベーション振とう器上に配置した。サンプルを約１、４、８および２４時間後に採取し、その後、約１，０００，０００倍に希釈した。約１００μＬの各希釈サンプルを寒天プレート上に広げ、約３４〜約３８℃の温度で約１８〜約２４時間インキュベートし、その後、コロニー数を計数した。コントロールは、フラスコに装填された約１００ｍＬの接種ブロス溶液から構成された。フラスコをインキュベーション振とう器上に配置し、その後、サンプルを約１、４、８および２４時間後に採取した。これらのサンプルを、酸化セリウム（ＩＶ）組成物処理サンプルと同一手順にしたがって希釈し、寒天プレート上に広げてインキュベートした。これらの試験の結果を、以下の表２および図２に示す。図２は、コントロールおよび実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物についてのインキュベーション時間に対するサッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）酵母数を示している。酸化セリウム（ＩＶ）組成物の使用は、１時間のインキュベーション時間では、わずかに高い酵母数を生じさせる一方、４時間のインキュベーション時間では、より少ない酵母数を生じさせるとともに、８時間のインキュベーション時間では、劇的に少ない酵母数を生じさせる。
【００８１】
【表２】
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酸化セリウム（ＩＶ）組成物の藻類除去特性
セレナスタム・カプリオコルヌタム（Ｓｅｌｅｎａｓｔｕｍ  Ｃａｐｒｉｏｃｏｒｎｕｔｕｍ）（ＵＴＥＸ）を培養し、約１００ｍＬの培養を、約２５０ｍｇの酸化セリウム（ＩＶ）組成物および約５０ｍＬの新鮮ブリストル（Ｂｒｉｓｔｏｌ）培地と混合した。この混合物を約４００ｒｐｍおよびインキュベーション灯から約４０．６４ｃｍ（１６インチ）の距離で振とうした。約１００μＬのサンプルを、約０．５、４、８、２４および４８時間で反応器から採取した。各１００μｍのサンプルを血球計（ＨＡＳＳＥＵＲ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社）上に配置し、約３００×〜約４００×の倍率下で観察した。０．０１５６２５ｍｍ２のグリッド内の各可視細胞について計数したが、血球計内のサンプルの深さは０．１ｍｍである。コントロールは、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の非存在下でインキュベートした培養培地から構成された。インキュベートしたコントロールサンプルを採取し、酸化セリウム（ＩＶ）組成物の存在下でインキュベートしたサンプルと同一方法で分析した。これらの試験の結果を、以下の表３および図３に示す。図３は、コントロールおよび実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物についてのインキュベーション時間に対するセレナスタム・カプリオコルヌタム（Ｓｅｌｅｎａｓｔｕｍ  Ｃａｐｒｉｏｃｏｒｎｕｔｕｍ）数を示している。酸化セリウム（ＩＶ）組成物の使用は、０．５、１、４、８、２４および７２時間のインキュベーション時間でコントロールに比較して少ない藻類集団を生じさせる。
【００８２】
【表３】
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酸化セリウム（ＩＶ）組成物のウイルス除去特性
約５００ｍＬの緩衝化を要求されない（ＢＦＤ：ｂｕｆｆｅｒｅｄ  ｄｅｍａｎｄ  ｆｒｅｅ）水（約５００ｍＬの脱イオン水、約２８５ｍｇのＮａ２ＨＰＯ４および約４４０ｍｇのＫＨ２ＰＯ４）を、約１ｍＬのＭＳ２バクテリオファージストック溶液とともに装填した。そこから約１００ｍＬの溶液を採取し、約１０００ｍｇの酸化セリウム（ＩＶ）組成物と混合した。その後、サンプルを０．２５、４、８および１２時間後に採取し、各サンプルを約１，０００，０００倍に希釈した。大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）１５５９７細菌宿主を使用してサンプルをアッセイした。約１００μＬの大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）溶液を寒天プレート上に広げ、その後、サンプルを約１８〜２４時間、約３４〜３８℃の温度でインキュベートした。コントロールは、同一のＭＳ２バクテリオファージとともに装填された同一のＢＤＦ水であるが酸化セリウム（ＩＶ）組成物の非存在下であるＢＤＦ水から構成された。コントロールサンプルを採取し、酸化セリウム（ＩＶ）組成物を有するサンプルと同一手順で分析した。インキュベーション時間の後、次に、コロニー数を各サンプルについて計数した。これらの試験の結果を、以下の表４および図４に示す。図４は、コントロールおよび実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物についてのインキュベーション時間に対するＭＳ２バクテリオファージ濃度を示している。実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物およびコントロールは、０．２５時間のインキュベーション時間では類似の結果を示すが、実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、４、８および１２時間では、ＭＳ２バクテリオファージの集団をコントロールに比して劇的に減少させる。
【００８３】
【表４】
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ヒ素およびフッ化物の除去
酸化セリウム（ＩＶ）組成物のヒ素吸着特性を試験するために、下記の平衡等温線試験を実施した。ヒ酸塩または亜ヒ酸塩の形態にあるヒ素を含有する試験溶液を、ＮＳＦ／ＡＮＳＩ  ５３「飲料水処理ユニット−健康への影響」規格文献のセクション７．４．１．
１．３に規定されたＮＳＦ５３ヒ素除去水についての指針にしたがって調製した。２０ｍｇの酸化セリウム（ＩＶ）組成物を５００ｍＬポリエチレン製密閉容器内に入れ、表６に記載した濃度のヒ素を含有する約５００ｍＬの試験溶液を用いてスラリー化した。生じたスラリーを、数時間にわたり容器を回転させることにより撹拌した。撹拌後、水道水を、０．４５μｍ（ミクロン）のシリンジフィルタを通じたろ過により固体から分離し、１２５ｍＬプラスチック製サンプルボトルに密閉した。これらのボトルを、次に認定飲料水分析研究所に送付し、そこで、各液体サンプル中のヒ素の量がＩＣＰ（誘導結合プラズマ）質量分析法により決定された。これらの試験の結果を、以下の表５および表６に示す。
【００８４】
【表５】
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【００８５】
【表６】
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酸化セリウム（ＩＶ）組成物の様々なｐＨ値でのヒ素吸着特性を試験するために、下記の試験を実施した。ヒ酸塩または亜ヒ酸塩の形態にあるヒ素を含有する試験溶液を、ＮＳＦ／ＡＮＳＩ５３「飲料水処理ユニット−健康への影響」規格文献のセクション７．４．１．１．３に規定されたＮＳＦ５３ヒ素除去水についての指針にしたがって様々なｐＨ値で調製した。１０〜２０ｍｇの酸化セリウム（ＩＶ）組成物を５００ｍＬポリエチレン製密閉容器内に入れ、表７および表８に記載したｐＨ値で約５００ｍＬの試験溶液を用いてスラリー化した。生じたスラリーを、数時間にわたり容器を回転させることにより撹拌した。撹拌後、水道水を、０．２μｍ（ミクロン）のシリンジフィルタを通じたろ過により固体から分離し、１２５ｍＬプラスチック製サンプルボトルに密閉した。これらのボトルを、次に認定飲料水分析研究所に送付し、そこで、各液体サンプル中のヒ素の量がＩＣＰ質量分析法により決定された。これらの試験の結果を、以下の表７および表８に示す。
【００８６】
【表７】
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【００８７】
【表８】
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実施例の上記の酸化セリウムの動態を試験するために、下記の試験を実施した。ヒ酸塩の形態にあるヒ素（Ｖ）を含有する試験溶液を、ＮＳＦ／ＡＮＳＩ５３「飲料水処理ユニット−健康への影響」規格文献のセクション７．４．１．１．３に規定されたＮＳＦ５３ヒ素除去水についての指針にしたがって調製した。１０ｍｇの酸化セリウムを５００ｍＬポリエチレン製密閉容器内に入れ、表９および表１０に記載した濃度のヒ素を含有する様々なｐＨ値にある約５００ｍＬの試験溶液を用いてスラリー化した。生じたスラリーを、各個別サンプルに与えられた設定時間にわたり容器を回転させることによって撹拌した。撹拌後、水道水を、０．２μｍ（ミクロン）のシリンジフィルタを通じたろ過により固体から分離し、１２５ｍＬプラスチック製サンプルボトルに密閉した。これらのボトルを、次に認定飲料水分析研究所に送付し、そこで、各液体サンプル中のヒ素の量がＩＣＰ質量分析法により決定された。これらの試験の結果を、以下の表９および表１０に示す。
【００８８】
【表９】
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【００８９】
【表１０】
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フッ化物を含有する試験溶液を、ＮＳＦ／ＡＮＳＩ５３「飲料水処理ユニット−健康への影響」規格文献のセクション７．４．１．１．３に規定されたＮＳＦ５３ヒ素除去水についての指針にしたがって調製した。実施例の５００ｍｇの酸化セリウム（ＩＶ）組成物を１２５ｍＬポリエチレン製密閉容器内に入れ、表に記載したフッ化物濃度を有する約５０ｍＬの試験溶液を用いてスラリー化した。生じたスラリーを、数時間にわたり容器を回転させることにより撹拌した。撹拌後、試験溶液を、０．４５μｍ（ミクロン）のシリンジフィルタを通じたろ過により固体から調製した。ろ液を、１２５ｍＬプラスチック製サンプルボトル内に密閉して認定飲料水分析研究所に送付し、そこで、各ろ液中のヒ素の量がＩＣＰ質量分析法により決定された。これらの試験の結果を、以下の表１１に示す。
【００９０】
【表１１】
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フッ化物を含有する試験溶液を、ＮＳＦ／ＡＮＳＩ５３「飲料水処理ユニット−健康への影響」規格文献のセクション７．４．１．１．３に規定されたＮＳＦ５３ヒ素除去水についての指針にしたがって調製した。実施例の５００ｍｇの酸化セリウム（ＩＶ）組成物を１２５ｍＬポリエチレン製密閉容器内に入れ、表に記載した様々なｐＨ値にある約５０ｍＬの試験溶液を用いてスラリー化した。生じたスラリーを、数時間にわたり容器を回転させることにより撹拌した。撹拌後、試験溶液を、０．４５μｍ（ミクロン）のシリンジフィルタを通じたろ過により固体から調製した。ろ液を、１２５ｍＬプラスチック製サンプルボトル内に密閉して認定飲料水分析研究所に送付し、各ろ液中のヒ素の量がＩＣＰ質量分析法により決定された。これらの試験の結果を、以下の表１２に示す。
【００９１】
【表１２】
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比較例
比較例は、マッフル炉内で２時間にわたりＣｅ２（ＣＯ３）３・６Ｈ２Ｏを焼成して調製した酸化セリウム（ＩＶ）を使用する。酸化セリウムは、化学式ＣｅＯ２によって表され、セリウムは＋４の酸化状態を有する。比較例において使用される酸化セリウムは、ｐＨ７で約１６ｍＶのゼータ電位、約ｐＨ８．８の等電点、ゼータ電位滴定によって測定された約０．０２酸点／ｋｇ、約４μｍの粒径Ｄ１０、約３０μｕｍの粒径Ｄ５０、約９０μｍの粒径Ｄ９０および約１９ｎｍの微結晶サイズを有する。
【００９２】
セリウム（ＩＶ）酸化物の細菌除去特性
オートクレーブ滅菌ブロスを、約３０ｇのトリプチックソイブロス（ＴＳＢ）および約１０００ｍＬの脱イオン水から作成した。オートクレーブ滅菌ブロスに、クレブシエラ・オキシトカ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｏｘｙｔｏｃａ）の純粋コロニーを接種し、約３４
〜約３８℃の温度で約４時間インキュベートした。インキュベーション後、１０００ｍｇのセリウム（ＩＶ）酸化物を、約１００ｍＬの接種ブロス溶液を含有するフラスコ内に装填し、その後、フラスコをインキュベーション振とう器上に配置した。サンプルを約１、４、８および２４時間後に採取し、その後、約１，０００，０００倍に希釈した。約１００μＬの各希釈サンプルを寒天プレート上に広げ、約３４〜約３８℃の温度で約１８〜約２４時間インキュベートし、その後、コロニー数を計数した。これらの試験の結果を、以下の表１３および図５に示す。図５は、コントロール、実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物および先行技術のセリウム（ＩＶ）酸化物（比較例）についてのインキュベーション時間に対するクレブシエラ・オキシトカ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｏｘｙｔｏｃａ）数を示している。コントロールおよび比較例に比較して、実施例の酸化セリウム（ＩＶ）は各インキュベーション時間でより低い細菌数を生じさせる。
【００９３】
【表１３】
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セリウム（ＩＶ）酸化物の酵母除去特性
オートクレーブ滅菌ブロスを、約３０ｇのトリプチックソイブロス（ＴＳＢ）および約１０００ｍＬの脱イオン水から作成した。オートクレーブ滅菌ブロスに、サッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）の純粋コロニーを接種し、約３４〜約３８℃で約４時間インキュベートした。インキュベーション後、約１０００ｍｇのセリウム（ＩＶ）酸化物を、１００ｍＬの接種ブロス溶液を含有するフラスコ内に配置し、その後、フラスコをインキュベーション振とう器上に配置した。サンプルを約１、４、８および２４時間後に採取し、その後、約１，０００，０００倍に希釈した。約１００μＬの各希釈サンプルを寒天プレート上に広げ、約３４〜約３８℃の温度で約１８〜約２４時間インキュベートし、その後、コロニー数を計数した。これらの試験の結果を、以下の表１４および図６に示す。図６は、コントロール、実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物および比較例のセリウム（ＩＶ）酸化物についてのインキュベーション時間に対するサッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）数を示している。１時間のインキュベーション時間では、コントロールは実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物および比較例のセリウム（ＩＶ）酸化物の両方に比較して少ない酵母数を生じさせる。しかし、４時間のインキュベーション時間では、コントロールは依然として比較例より少ない酵母数を生じさせるが、実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物はコントロールおよび比較例の両方よりも少ない酵母数を生じさせる。最後に、８時間のインキュベーション時間では、実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物および比較例の酸化セリウム（ＩＶ）はいずれもコントロールより性能が優れているが、実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物は比較例よりも少ない酵母数を生じさせる。
【００９４】
【表１４】
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セリウム（ＩＶ）酸化物の藻類除去特性
セレナスタム・カプリオコルヌタム（Ｓｅｌｅｎａｓｔｕｍ  Ｃａｐｒｉｏｃｏｒｎｕｔｕｍ）（ＵＴＥＸ）を培養し、約１００ｍＬの培養を約２５０ｍｇの酸化セリウム（ＩＶ）および約５０ｍＬの新鮮ブリストル培地と混合した。この混合物を約４００ｒｐｍおよびインキュベーション灯から約４０．６４ｃｍ（１６インチ）の距離で振とうした。約１００μＬのサンプルを、約０．５、４、８、２４および４８時間で反応器から採取した。各１００μｍのサンプルを血球計（ＨＡＳＳＥＵＲ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社）上に配置し、約３００×〜約４００×の倍率下で観察した。０．０１５６２５ｍｍ２のグリッド内の各可視細胞について計数したが、血球計内のサンプルの深さは０．１ｍｍである。これらの試験の結果を、以下の表１５および図７に示す。図７は、コントロール、実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物および比較例（先行技術のセリウム（ＩＶ）酸化物）についてのインキュベーション時間に対するセレナスタム・カプリオコルヌタム（Ｓｅｌｅｎａｓｔｕｍ  Ｃａｐｒｉｏｃｏｒｎｕｔｕｍ）数を示している。各インキュベーション時間について、実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物の使用は、コントロールおよび比較例の両方に比較して少ない藻類数を生じさせる。
【００９５】
【表１５】
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セリウム（ＩＶ）酸化物のウイルス除去特性
約５００ｍＬの緩衝化を要求されない（ＢＦＤ）水（約５００ｍＬの脱イオン水、約２８５ｍｇのＮａ２ＨＰＯ４および約４４０ｍｇのＫＨ２ＰＯ４）を約１ｍＬのＭＳ２バクテリオファージストック溶液とともに装填した。そこから約１００ｍＬの溶液を採取し、約１０００ｍｇのセリウム（ＩＶ）酸化物と混合した。その後、サンプルを０．２５、４、８および１２時間後に採取し、各サンプルを約１，０００，０００倍に希釈した。大腸
菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）１５５９７細菌宿主を使用してサンプルをアッセイした。約１００μＬの大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）溶液を寒天プレート上に広げ、その後、サンプルを約１８〜２４時間、約３４〜３８℃の温度でインキュベートした。インキュベーション時間の後、次に、コロニー数を各サンプルについて計数した。これらの試験の結果を、以下の表１６および図８に示す。図８は、コントロール、実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物および比較例（先行技術のセリウム（ＩＶ）酸化物）についてのインキュベーション時間に対するＭＳ２バクテリオファージ濃度を示している。実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物は各インキュベーション時間でウイルス数を効果的に減少させることについてコントロールよりも優れており、４、８および１２時間のインキュベーション時間でコントロールと比較してウイルス数を有意に減少させる一方、実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物における当該数の減少は、比較例ほど効果的ではない。
【００９６】
【表１６】
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ゼータ電位および粒径分布
図９は、実施例および比較例の両方についてのｐＨに応じたゼータ電位を示している。約ｐＨ４から約ｐＨ８．５までは、実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物のゼータ電位の方がより高い。約８．５を超えるｐＨについては、比較例の方が、より高いゼータ電位を有する。
【００９７】
図１０は、実施例および比較例の両方についての粒径分布を示している。実施例の粒径分布は比較例の粒径分布に比較してはるかに一様ではなく、実施例の酸化セリウム（ＩＶ）組成物はさらに比較例よりも小さい平均粒径を有する。
【００９８】
ヒ素およびフッ化物の除去
ヒ素（Ｖ）を含有する試験溶液を、ＮＳＦ／ＡＮＳＩ５３「飲料水処理ユニット−健康への影響」規格文献のセクション７．４．１．１．３に規定されたＮＳＦ５３ヒ素除去水についての指針にしたがって調製した。２０ｍｇの市販で入手できるセリウム（ＩＶ）酸化物（Ｃｅ２（ＣＯ３）３・６Ｈ２Ｏを焼成することにより調製されるとともにｐＨ７で約１６ｍＶのゼータ電位、約ｐＨ８．８の等電点、約４μｍの粒径Ｄ１０、約３０μｍの粒径Ｄ５０、約９０μｍの粒径Ｄ９０、および約１９ｎｍの微結晶サイズを有するＣｅＯ２。マッフル炉内で２時間）を、５００ｍＬ密閉ポリエチレン製容器内に入れ、表１〜８に記載した濃度で約５００ｍＬのヒ素試験溶液を用いてスラリー化した。生じたスラリーを、数時間にわたり容器を回転させることにより撹拌した。撹拌後、試験溶液を、０．４５μｍ（ミクロン）のシリンジフィルタを通じたろ過により固体から分離した。ろ液を、１２５ｍＬプラスチック製サンプルボトル内に密閉して認定飲料水分析研究所に送付し、そこで、各ろ液中のヒ素の量がＩＣＰ質量分析法により決定された。これらの試験の結果は、以下の表５〜１２に表示される。
【００９９】
【表１７】
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【０１００】
【表１８】
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【０１０１】
【表１９】
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【０１０２】
【表２０】
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【０１０３】
【表２１】
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【０１０４】
【表２２】
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【０１０５】
【表２３】
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【０１０６】
【表２４】
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酸化セリウム（ＩＶ）組成物について表５〜１０において、および先行技術のセリウム
（ＩＶ）酸化物について表１７〜２２において描出されるヒ素（ＩＩＩ）およびヒ素（Ｖ）の除去データは、セリウム（ＩＶ）組成物が、ヒ素（ＩＩＩ）およびヒ素（ＩＶ）に対して予期された特性を有することを明らかに示している。換言すると、希土類および／または水処理化学の分野の当業者は、本開示の酸化セリウム（ＩＶ）組成物が先行技術のセリウム（ＩＶ）酸化物とは異なるように水性流からヒ素を除去するとは予測しないであろう。さらに、酸化セリウム（ＩＶ）組成物は、表１１、１２、２２および２３に描出されるように、先行技術のセリウム（ＩＶ）酸化物とは異なるように水性からフッ化物を除去する。表１〜４および１３〜１６に示されるように、こうした驚くべきかつ予期されない特性は、生物学的汚染物質にも適用可能であることも見いだされた。
【０１０７】
何らかの理論によって拘束されることは望まないが、上記の実施例は、本開示において実施される酸化セリウム（ＩＶ）組成物が、その特有の物質特性のためにはるかにより優れた生物学的汚染物質除去性能を提供することを具体的に示している。
【０１０８】
本開示の多数の変形形態および修飾形態を使用できる。本開示の一部の特徴は、他の特徴を提供せずに提供することが可能であろう。
様々な態様、実施形態および構成における本開示には、様々な態様、実施形態、形態、部分組み合わせならびにそれらの小集団を含む、本明細書に実質的に描出および記載した成分、方法、工程、システムおよび／または機器が含まれる。当業者であれば、本開示を理解した後は、様々な態様、態様、実施形態および形態を作成および使用する方法を理解できるであろう。様々な態様、実施形態および形態における本開示は、例えば性能を改良する、実施の容易さを達成する、および／または費用を減少させるために、上記の装置または方法において使用されていた可能性のあるそのような品目の非存在下を含む本明細書に描出および／または記載していない品目の非存在下において、装置および方法を提供する工程を提供することを含む。
【０１０９】
本開示の上記の考察は、例示および説明のために提示されている。上記は、本開示を本明細書に開示した形態に限定することは意図していない。例えば上記の詳細な説明においては、本開示の様々な特徴は、本開示を合理化する目的で１つ以上の態様、実施形態および形態においてまとめて分類されている。本開示の態様、実施形態および形態の特徴は、上記に考察した以外の代替態様、実施形態および形態で結合されてよい。この開示の方法は、特許請求される開示が各請求項において明示的に言及されているより多くの特徴を要求するという意図を反映するものであると解釈すべきではない。むしろ、下記の請求項が反映するように、本発明の態様は単一の上記に開示した態様、実施形態および形態の全部より少ない特徴にある。そこで、下記の請求項は本明細書により、この詳細な説明に組み込まれるが、各請求項は本開示の別個の好ましい実施形態として独立している。
【０１１０】
さらに、本開示の説明は１つ以上の態様、実施形態または形態ならびに特定の変形形態および修飾形態の説明を含めているが、他の変形形態、組み合わせおよび修飾形態は、例えば本開示を理解した後には、当業者の技術および知識の範囲に含まれるように、本開示の範囲内に含まれる。許容される程度まで代替的な、互換可能な、および／または特許請求されるものに対して均等な構造、機能、範囲または工程を含む代替の態様、実施形態および形態を含む権利を得ることが、そのような代替的な、互換可能な、および／または均等な構造、機能、範囲または工程が本明細書に開示されるかどうかには関わらず、および任意の特許可能な主題に公的に専心することは意図せずに、意図されている。
【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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