KR100258781B1 - 생물학적 구제시 금속과산화물을 사용하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼슘, 칼륨 또는 마그네슘의 과산화물 또는 이들의 혼합물과 같은 산소 전달 부형제를 오염물을 분해하는 미생물군을 상당히 증가시키는 양으로 토양에 적용시킴으로써 토양을 정화시키는 방법에 관한 것이다. 계면 활성제 및 산소 방출 속도 조절제도 함유되는 것이 바람직하다.

Description

[발명의 명칭]

생물학적 구제시 금속 과산화물을 사용하는 방법

[발명의 배경]

본 출원은 1989년 12월 22일 출원된 "식물 강화제로서의 금속 과산화물"이란 명칭의 공계류중인 출원 제455,165호, 및 1990년 12월 20일 출원된 "식물 강화제로서의 효소 활성 금속을 지닌 과산화물"이란 명칭의 PCT 출원 제PCT/US90/07573호의 CIP 출원이다.

본 발명은 토양중의 오염물을 분해하는 토양 미생물의 성장을 촉진하는 제제로서 산화 화합물, 및 상기 산화 화합물과 인산염 또는 계면 활성제의 혼합물, 또는 이들 모두를 사용하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 식물 영양분, 또는 다른 유익한 첨가제, 또는 이들 모두와 특정 금속 과산화물 또는 금속 과산화물/인산염/계면 활성제 혼합물(산소 방출 화합물, 또는 "ORC")을 혼합한 후 토양에 적용시키거나, 또는 토양에 ORC를 직접 적용시킴으로써 ORC를 사용하는 방법에 관한 것이다.

야생생물, 수질 및 인간의 안전은 모두 토양 및 수자원중에 존재하는 특정 폐기 화학물로 인해 위협받는다. 이들 화학물은 장기간동안 방해받지 않고 환경중에 존속될 수 있으며 환경 오염물로서 분류될 수 있다. 연구자들은 일부 박테리아, 균류 및 원생동물의 폐화합물 분해능을 이용하기 위해 미생물의 분해능에 대해 연구하였다. 통상적으로, 그러한 폐화합물은 탄화수소 또는 할로탄소와 같은 유기 화학물질이다. 그러나, 그 정의 범위에는 중금속 및 방사성 동위원소와 같은 특정 독성이온을 비롯한 무기물도 포함된다.

생물학적 구제(bioremediation)란 제시된 환경 오염물을 생물학적 분해, 전환 또는 격리시키기 위해 미생물군을 사용하는 것을 광범위하게 칭하는 것이다. 미생물에 의한 동일계상의(in situ) 생물학적 분해는 바다 및 토양의 연구분야에서 증명되었는데(J. C. Spain et al., Appl. Environ. Microbiol., 48:944, 1984), 여기에서는 박테리아를 사용해 유기 화합물을 이산화탄소 및 물로 분해한다. 다른 토양 정화방법으로는 토양 세척 및 열처리 방법이 있다. 이들 방법은 오염물을 단지 다른 장소로 이동시키고 오염물을 다른 바람직하지 않은 형태로 전환시키는 것이기 때문에 단지 부분적으로만 충족된다. 생물학적 구제시, 유기체는 상기 물질들을 식품원으로서 사용하여 이것을 유용한 또는 무해한 대사물로 전환시킨다. 종종 이들 유기체는 경제적 이익을 위해 실제로 회수될 수 있는 물질, 예를들면 중금속을 격리시킨다.

생물학적 구제 방법에는 구체적 오염 부위에서 산출되거나 또는 이입된 유기체를 사용할 수 있다; 그러나, 오염된 위치는 각긱 독특한 토양 조성을 지닌다. 유기체군은 그들이 환경으로부터 받는 정해진 압력에 기초하여 진화한다. 따라서, 주어진 위치에서 산출된 유기체는 그 위치에서 더 잘 생존하거나, 또는 기존의 오염물을 대사하는 유전적 능력을 지닐 수 있으므로, 생물학적 구제를 지지하는데 잘 선택된다.

최근에는, 성장에 산소가 요구되는 미생물이 혐기성 생물보다 생물학적 분해에 더 자주 사용된다. 그러나, 일부 오염물의 경우 혐기성 생물 또는 순차적인 혐기성-호기성 생물 사용 사이클을 통해 생물학적 구제가 이루어질 수 있다. 생물학적 구제의 주용한 특징은 영양 및 환경적 지지물을 제공함으로써 오염물을 분해할 수 있는 적당한 박테리아 및 다른 유기체의 성장을 촉진시키는데 있기 때문에, 다양한 수단을 통해 산소, 무기 영양분 및 다른 유익한 첨가제를 토양에 첨가함으로써 호기성 처리방법에서는 미생물군의 활성을 증가시킨다.

현재의 방법으로는 종종 오염된 토양의 굴착 및 재배치법[일명 외부 생물학적 구제법(off site bioremediation)] 또는 재배치없는 굴착 및 처리방법이 포함된다. 굴착된 토양은 주기적으로 뒤엎어줌으로써 통기가 잘되도록 하고, 적절한 공기질의 조절에 의해 허용되는 경우 토양에 주기적으로 수분이 공급되며 영양분 및 박테리아 성장을 촉진시키는 다른 첨가제로 강화될 수 있다. 선택적으로 토양내로 공기 분배 시스템을 배관하여 토양을 산화시킬 수 있다; 그러나, 이것은 고밀도의 매질에서 비실용적일 수 있으며 공기 질 기준에 의해 규제될 수도 있다.

생물학적 분해를 위해 또한 생물학적 반응기가 사용되고 있다. 생물학적 반응기의 한 형태에서는, 토양을 밀폐용기 내에 넣고 회전시켜 푸석푸석한 통기된 토양을 유지시킨다. 이 방법은 느리고 비용이 많이드는 단점을 지닌다. 온도, 산소 및 영야분은 모두 필요에 따라 조절된다. 외부적 방법은 생물학적 분해를 촉진시키거나 비용이 비싸며 시간이 많이 소요될 수 있다. 토양은 수년이상 처리되는 동안 일정부위로 이동되어야 한다. 큰 오염물에 대해서는 토양의 제거가 필요할 수 있으나, 어느 부분은 재배치하기에는 너무 크다.

현지(on site) 생물학적 분해법으로 몇개의 방법이 제안되었다. 이 방법들은 동종 토양을 침투시키는 단계를 포함한다. 때때로 웅덩이를 판 후 표면으로 지하수를 펌핑한다. 물을 정제하고, 인산염, 질산염 및 다른 영양분을 첨가한 후, 토양을 통해 물을 펌핑한다.

미국 특허 제3,796,637호(퓨지)에는 10 내지 40중량%의 산화철, 이산화망간, 산화아연 또는 알칼리 금속 과산화물(1가류, 예를 들어 주기율표 1A족의 과산화 나트륨 또는 과산화 칼륨)로 이루어진 조성물을 사용할 경우 탄화수소 함유-폐기물질의 생물학적 분해가 촉진되는 것으로 기재되어 있다. 상기 물질은 생물학적 분해를 촉진시키며 혐기성 발효와 관련된 악취를 감소시키는 것으로 공지되어 있다. 이들 화합물은 액체계 생물학적 분해에 유용한 것으로 상기 특허의 실시예에 기재되어 있으나, 이것이 토양중의 생물학적 분해를 촉진시키는데 실용적인 지의 여부는 확실치 않다.

산소 원자, 과산화수소, 질산염 및 계면활성제의 첨가는, 이들 성분의 다양한 조합이 토양중의 탄화수소 분해를 촉진시키는 지의 여부를 판정하기 위해 현재 테스트되고 있다(Fouhy, K. 외 다수, Chen, Engineer. 1991년 3월, pp. 30-35). 트리아클러(담슈타트, 독일)의 L.프리드리히는 과산화수소가 가장 효과적인 것으로 지적하였다. 질산염은 오염물이며 본문에 개시된 화합물만큼 산소 전달에 효과적이지 않기 때문에 질산염의 사용은 비바람직하다.

토양중에 과산화수소만을 사용하거나 또는 비료와 함께 사용하는데 따른 여러 문제점이 있다. 과산화수소는 비교적 분안정하다. 특히, 일부 금속과 혼합상태의 과산화수소 제제는 온도 상승과 함께 자동연소될 수 있다. 예를 들어, 비료 혼합물중 공통 성분인 Fe⁺²가 존재함에 따라 과산화수소가 급속히 탈안정화될 수 있다.

또한, 토양중의 과산화수소의 평균 수명은 수시간 정도로 짧을 수 있고, 이는 토양의 상태 및 그 구성 성분의 촉매 특성에 따라 좌우된다. 따라서, H₂O₂는 소정의 처리 부위로 만들기에 충분한 시간동안 존재하지 않을 것이다. 과산화수소가 증착됨에 따라, 생물학적 구제시 성장이 요구되는 동일한 미생물에 대해 독성을 띤 산소 유리 라디칼이 생성된다.

따라서, 과도한 독성없이 박테리아 성장을 촉진하는 데에는 비교적 저농도의 과산화수소를 반복적으로 사용할 필요가 있다. 생물학적 구제에 필요한 시간은 박테리아 복제 속도 및 효소 활성에 비례하기 때문에, 과산화수소-계 토양의 산화는 길고, 비용이 많이들며 잠재적으로 유해한 생물학적 분해방법이 된다.

이러한 점에도 불구하고, 토착 미생물 또는 접종물, 또는 이들 모두를 자극 함으로써 동일계상의, 현지에서 굴착된, 또는 외부적 생물학적 구제를 향상시키는 방법이 요구되는데, 이는 안전하여 토양 매질중 충분한 깊이에 산소 및 다른 영양분 또는 다른 첨가제를 유효하게 지속적으로 방출시킨다.

[발명의 개요]

본 발명은 토양중에 원래 존재하거나 또는 첨가된 미생물에 의해 처리가능한 유형의 오염물로 오염된 토양을 처리하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 과산화 마그네슘, 과산화 칼슘, 과산화 칼륨 또는 이들의 혼합물과 같은 산소 전달 부형제를, 토양중의 미생물군의 오염물 처리 활성을 상당히 증가시키는데 효과적인 양으로 함유한 조성물을 토양에 적용시키는 것을 포함한다.

상기 화합물은 상기 화합물로부터 산소의 유리속도를 조절하기 위해 산소 방출속도 조절제를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 방출속도 조절제는 인산염 이온원이 바람직하다. 금속 과산화물을 제조하는 동안, 인산염 이온원을 수상내에 최적으로 도입함으로써 삽입을 수행한다.

본 발명의 또다른 실시태양에 따르면, 상기 조성물은 해당 미생물군에 현저히 유해한 영향을 미치지 않는 계면화성제류를 추가로 포함하는데, 이는 현저히 팽창하거나 독성 플룸(plume)을 분산시키지 않을 것이다. 상기 조성물은 다량영양소, 미량영양소, 또는 소정의 미생물의 환경을 강화하기 위한 다른 유익한 첨가제의 혼합물을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 그러한 폐기 물질을 함유한 부위로부터 폐기물질의 생물학적 처리를 향상시키는 방법을 제공하는데, 이는 제거될 폐기물 함유 부위를 확인하는 단계, 및 상기 부위에서 토양 또는 다른 매질의 산화환원 전위를 양성(positive)으로 바꾸는 단계를 포함한다. 산화환원 전위는 0 이상의 값으로 바뀌는 것이 바람직하다.

산소 전달원을 사용함으로써 산화환원 전위를 양성으로 이동시키는 것이 바란직한데, 상기 산소 전달원은 금속 과산화물 또는 바람직하게는 산호 전달 속도 조절제 및/또는 계면활성제와 금속 과산화물의 혼합물을 포함한다. 대안적으로, 토양 또는 다른 매질의 산화환원 전위는 토양 또는 매질의 pH 또는 온도를 조정함으로써 양성으로 이동될 수 있다.

본 발명의 이들 특성 및 다른 특성과 이점은 다음의 바람직한 실시태양의 상세한 설명을 기초로 하여 첨부된 도면 및 청구범위를 함께 고려하면 당업자에게 명백해질 것이다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 실시예 9에 따른, 다양한 용량의 ORC가 토양 샘플중의 박테리아수에 미치는 영향을 나타낸 세미-로그 플롯이다.

제2도는 실시예 10에 따른, 다양한 용량의 ORC가 토양 샘플중의 박테리아 수에 미치는 영향을 나타낸 세미-로그 플롯이다.

제3도는 디젤 연료의 생물학적 구제시 ORC의 용량 반응을 나타낸 세미-로그 플롯이다.

제4도는 ORC 양의 증가가 토양 샘플중의 C₁₄탄화수소 농도에 미치는 영향을 나타낸 막대 그래프이다.

제5도는 ORC 양의 증가가 토양 샘플중의 C₁₅탄화수소 농도에 미치는 영향을 나타낸 막대 그래프이다.

제6도는 ORC 양의 증가가 토양 샘플중의 C₁₆탄화수소 농도에 미치는 영향을 나타낸 막대 그래프이다.

제7도는 ORC 양의 증가가 토양 샘플중의 C₁₇탄화수소 농도에 미치는 영향을 나타낸 막대 그래프이다.

[바람직한 실시태양에 대한 상세한 설명]

탄화수소 또는 할로탄소와 같은 비제한적 오염물로 오염된 토양은 본 발명에 따라 이들 오염물을 분해하는 토양중의 미생물에 의해 정화된다. 통상적으로, 이들 미생물은 호기성이므로 성장하는데 산호가 필요하다.

제시된 생물학적 구제 지점에서 폐기물을 분해하는 미생물의 구체적인 종류는 정확히 언급할 수 없다. 그러나, 토양중에서 많은 유기체가 확인되었다. 유기체에는 아세토박터, 아세토모나스, 아트로박터, 브레비박테리움, 코리네박테리아, 히드로게노마스, 마이크로코커스, 아미크로박테리움, 노카르디아, 슈도모나스, 스트렙토마이세스, 비브리오 크산토박터 속(屬) 등이 있다. 특정 미생물은 토양 중에서 추가로 밝혀질 수 있는 오염물과 관련된 탄화수소의 분해에 특히 유용할 수 있으므로 생물학적 분해에 활성을 지닐 수 있는데, 이러한 미생물로는 슈도모나스 에어루기노사, 슈도모나스 보레오폴리스, 슈도모나스 플루오레센스, 슈도모나스 시린갈, 슈도모나스 나트리에겐스, 슈도모나스 올레오보란스, 메타노모나스 메타니카, 데설포비브리오 데설퍼리칸스, 마이크로코커스 파라피네, 아크로모박터 아가일, 아크로모박터 센트로펑크타텀, 박테리움 알리파티컴, 박테리움 벤졸리, 박테리움 히디움, 박테리움 나프타 리니커스, 바실럼러스 헥사카르보보람, 바실러스 톨루리컴, 마이카박테리움 알범, 마이코박테리움 루브럼, 마이코박테리움 락티콜라, 악티노마이세스 올리고카르보필러스, 반디다 펄케미, 캔디드 유틸리즈, 반디다 트로피칼릭스 및 반디다 리콜리티카가 있다.

토양에 이로우며 생물학적 구제 과정에서 바람직하게 첨가될 수 있는 공지된 박테리아로는 슈도모나스 플루오레센스 및 바실러스 포필리아가 있다. 토양중에 존재하는 유익한 진균으로는 파네로캐테, 피솔리덧, 볼레터스, 볼레터스, 세노코컴 및 텔레포라 속이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 유익한 조류(algae)로는 트리코스패리움 1-7이 있다. 동일계상에 진화되어 그들에게 부과된 생물학적 분해 요구치에 부합하는 토양중에 존재하는 암이의 박테리아, 진균 및 원생동물은 생물학적 분해에 유용할 수 있다. 따라서, 상기 유기체는 단지 생물학적 구제를 위한 예시로서 제공된다.

본 발명은 과산화 칼슘, 과산화 칼륨, 또는 과산화 마그네슘, 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 과산화 마그네슘과 같은 산소 전달 부형제를 시간에 따른 방출 제제내에 사용하여 오염된 토양을 산화시키고 생물학적 구제를 이한 장기간의 호기성 미생물의 성장을 지지하는 방법에 대해 개시되어 있다. 박테리아 또는 다른 미생물군의 성장 속도 또는 활성이 높은 경우, 생물학적 구제에 필요한 시간이 절감된다.

본 발명은 또한 적당한 메쉬 크기의 금속 과산화물 또는 이들의 혼합물, 선택적으로 계면화성제를 지표 또는 그 주위에 적용하는 것을 포함하여, 지반아래의 처리 부위에 산소를 전달하는 방법 또는 지속적 방츨능을 제공하여 토양으로의 과산화물 침투를 촉진한다. 고형물 입자가 적당한 크기일 경우, 고형물 입자는 수상내의 제2 심층으로 운반될 수 있다. 또한, 고형물 입자는 상기 처리가 처리 부위로 부터 이동하는 것을 방지한다. 이어서, 방출된 산소는 침출 현상에 의해 수상의 더 깊은 곳으로 운반되는데, 이는 계면활성제에 의해 증진될 수 있고, 바람직하게는 이는 무해 부산물로 분해될 수 있으며 폐기 플럼을 퍼지게 하지 않을 것이다.

산화된 환경으로서 언급된 양성 산화환원 전위는 통상적으로 호기성 미생물 활성에 유리하다. 역으로, 음성 산화환원 전위를 지니는 토양은 호기성 미생물 활성을 억제한다. 통상적인 용어인 새콤달콤한(sweet and sour) 토양은 상기 설명과 각각 관련이 있으며, 특징적인 향은 각 조건에서의 다른 화학과 함수관계이다. 그 산소 방출능(oxygen release capability)에 의해 ORC는 초기에 산화환원 전위를 양성으로 증가시킨다.

산소의 정달은 본 발명의 방법의 유효성 측면에서 중요하나, 산소유리속도가 너무 빠르거나, 또는 산화환원 전위가 너무 높은 경우에는 소정의 미생물 성장에 유해할 수 있다는 사실을 주지해야 한다.

산화환원 전위는 하전된 종류뿐 아니라, 상기 종류의 농도 및 용액의 온도의 함수이다. 용액중의 산소가 관여하는 반응의 경우, 2가지 중요한 "반쪽(half) 반응"(25℃에서의 단위농도에 대한 "표준"전위로서 기재)은 하기식[1] 및 [2] 이다 :

산 용액

H⁺+ ¼ O₂+ e^-= ½ H₂O Eo = 1.23V [1]

염기 용액

½ H₂O + ¼ O₂+ e^-= OH^-Eo = 0.401V [2]

산화환원 전위가 양성인 경우에는 전체 반응("반쪽 반응"의 합)이 오른쪽으로 진행된다. 산화환원 전극을 사용하면, 전극에 비해 전자가 손실되거나 수득되는 경향을 측정할 수 있다. 상기 2개의 반응은 모두 양성이기 때문에, 용액에 산소를 첨가하면 염기성 또는 산송 용액중의 산화환원위치가 상승될 것이다.

상기 반응은 매질의 pH에 좌우된다. 또한 단위농도를 가정하면, 예를 들어 평형식[1]은 하기식[3]에 의해 산출된 전력을 지닌다 :

따라서, 공지된 pH 하에서, [1]은 산소 농도 및 시스템의 온도에 의해 조절될 수 있다. 산화환원 전위를 전환시키고자 할 경우, 이는 KOH 및 H₂SO₄와 같은 용이한 pH 조절제의 첨가를 비롯하여 당업자들이 이해할 수 있는 많은 방법을 통해 수행될 수 있다. 그러나, 본문준에 개시된 ORC를 사용함으로써 산화환원 전위를 조절하는 것이 보다 효과적인 것으로 판정되었다. 또한, pH 조절은 당업자에게 공지된 바와 같이 바람직한 미생물에 악영향을 미칠 수 있다.

산화환원 전위가 너무 높은 경우에는, 모든 것이 전자 공여체가 되며 많은 침해반응(damaging reaction)이 발생할 수 있다. 따라서, 산화환원 전위를 약간 양성으로 유지시킴으로써 미생물의 대사를 유익하게 전환시키되, 해당 박테리아 또는 다른 미생물에는 유해하지 않게 하는 것이 바람직하다.

[1] 및 [2]에서보다 산화 전위가 약간 높은 반응이 하기에 제시된다 :

이것들은 실험적으로 측정된 범위보다 약간 높다. 참고적으로 하기 식[6]을 고려할 때, 바람직한 범위는 통상적으로 평형식 [1] 및 [2]의 영역내이다:

질산염은 식물 영양소 중에서 질소원으로 사용된다.

불행하게도, 동일계상 또는 다른 토양 시스템의 화학적 복합성으로 인해 본 발명에서 유용한 최적의 적정 산화환원 전위 범위는 정확히 정할 수 없다.

전술한 내용으로부터, MgO₂산소는 대략 식 [1] 및 [2] 각각에 따라 반응하므로 미생물에 침해를 가하고 다른 유해한 화학반응이 일어날 수 있는 H₂O₂농축물 및 O₃와 함께 존재하는 경우에는 상기 범위로 산출되지 않는다는 사실을 알 수 있다. 동일한 결론을 낼 수 있는 대안적인 관점에서, MgO₂는 H₂O₂로부터 생성되기 때문에, 동일한(표준) 조건하에서 MgO₂는 H₂O₂보다 낮은 산화환원치를 지님을 알 수 있다. 따라서, 열역학 법칙에 의하면, 이는 MgO₂가 물을 산화시켜 H₂O₂를 형성하는 경우 발생하지 않는다. 농축된 과산화수소는 보다 강한 산화제(산화환원 전위가 보다 높음)이므로 조절하기가 더 어렵다. 본 발명의 목적은 산화적 메타니즘에 의한 바람직하지 않은 부반응 없이 미생물에 대한 산소의 양을 유리하게 증가시키는 것이다.

상기 메타니즘 등의 결과로서, ORC에 의해 산소를 토양에 도입할 경우 토양오염물의 미생물 분해, 변형 또는 격리도가 향상됨이 본 발명자들에 의해 밝혀졌다. 따라서, 본 발명은 토양에 산소를 방출하는 제제로서 임의의 적당한 과산화물을 적용하는 것을 포함하여, 폐기물의 생물학적 처리도를 향상시키는 방법을 제공하였다.

적당한 과산화물은 안전 및 효과적인 방법을 통해 정의된 제한 범위내에서 토양 시스템중에 사용될 수 있는 임의의 과산화물로서 정의된다. 제시된 산소 전달 시스템의 산화환원 전위는 그 유효성을 대략적으로 지시해줄 수는 있으나, 해당 미생물에 대한 실제 충격을 판정하기 위해서는 적당한 산소 전달 시스템이 실험적으로 측정되는 것이 가장 좋다. 본문의 요약부를 근거로 하여, 통상적인 실험을 통해 당업자들은 적당한 과산화물을 규명할 수 있다. 이것들로는 과산화수소, 우레아 수소 과산화물, 나트륨 퍼카르보네이트, 과산화 칼슘, 과산화 칼륨 및 과산화 마그네슘이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 또한, 아연은 다른 것과 조합하여 사용될 수 있다. 2가의 ⅡA족 알칼리 금속류, 예를 들어 Be²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, 및 Ra²⁺중, 본 명세서에서는 Mg²⁺및 Ca²⁺의 과산화물이 바람직하다.

보다 구체적으로, 본 발명에서는 적당한 크기의 금속 과산화물 및 이들 금속 과산화물과 인산염 또는 계면 활성제의 혼합물 또는 이들 모두를 토양에 산소를 방출시키는 제제로서 혼합한다. 적당한 크기란, 메쉬 크기가 통상적으로 약 100 이하, 현재 안정화 방법하에서는 통상적으로 약 400 메쉬 이상인 입자를 의미한다. 약 200 내지 약 400 메쉬 크기를 사용하는 것이 바람직하다.

약 400 메쉬 이하인 입자는 비교적 불안정하여 많은 용도에서 필요한 반응을 효과적으로 수행하기에 충분한 처리기간에 걸쳐 산소를 전달할 수 없다. 또한, 과다하게 작은 크기의 입자는 제조 비용을 증가시킨다. 그러나, 입도가 보다 작은 경우에는 입자 운동성이 우수하다. 따라서, 제시된 용도에 충분한 안정성을 지닌, 수득가능한 가장 작은 입도가 가장 바람직하다. 비교적 작은 입도를 안정화하는 것은 상기 개시된 본 발명의 "삽입" 방법에 따라 수행되는 것이 바람직하다. 선택적으로, 100 메쉬 이상의 입도는 특히 건식 적용에서 생성물의 취급을 용이하게 하는데 바람직할 수 있다.

과산화 칼슘, 과산화 칼류 및 과산화 마그네슘은 모두 융용한 것으로 밝혀졌으나, 이들 3개의 화합물이 동일한 것은 아니다. 이들 3개의 금속 과산화물 중에서 과산화 마그네슘(MgO₂)이 바람직하다. 안정성을 크게 하고, 저장을 단순화하며 취급이 용이해지는 것으로 판정되었다. 비교적 다량이 사용된 경우에도, pH가 단지 약간 증가하여 토양이 상당히 염기성화되는 것을 방지한다. 통상적으로 본문에 제시된 농도에서는 비독성이다(미량의 마그네슘의 흡수는 세포 생화학 분야에서 필수적이다). 이것은 단위 중량당 최대량의 산소를 전달한다. 산호 방출후에 잔재하는 잔류 산화 마그네슘은 인체, 동물 및 환경에 무해하며, 화분에 있는 식물중에서 과잉이 영양으로 인한 문제를 일으키지 않는다.

과산화 칼슘 과산화 칼륨 또한 유용하나, 과산화 마그네슘만큼 바람직한 것은 아니다. 과산화 칼슘은 과산화 마그네슘에 비해 염기도가 높기 때문에 알칼리성 토양중에 사용하는 것이 덜 바람직할 수 있다. 또한, 백악 잔류물을 남기며 미량영양소와 결합하는 경향이 있다. 과산화 칼륨 부식성이며, pH를 강하게 상승시키기 때문에 취급이 어렵고, 자극이 강하며 산소를 매우 급속히 방출시킨다. 과산화 칼슘, 과산화 마그네숨, 과산화 칼륨 또는 이들의 혼합물은 거론된 바와 같이 바람직한 제제의 약 5 내지 약 100 중량% 이내의 양으로 존재하는 것이 바람직하다.

본 발명의 생물학적 구제법에 따르면, 과산화 마그네슘, 과산화 칼슘, 과산화 칼륨 또는 이들의 혼합물을 비롯한 ORC 화합물을 토양중의 호기성 미생물의 활성을 상당히 증가시키는 효과적인 양으로 처리될 토양에 적용한다. 필요 용량은 대지 압면도(earth compaction), 수분함량, pH, 온도, 및 적용 방법과 같은 부위의 조건에 따라 상당히 달라진다. 따라서, 적정 용량은 당업자들에 의해 이해될 수 있는 일상적인 실험 방식을 사용하여 각 부위에 대해 측정할 필요가 있다.

관련된 많은 변수를 볼 때, 당해 기술분야에서는 정확한 용량을 추정할 수 없다. 통상적으로, 토양에 적용된 화합물의 양은 토양 미터톤당 약 100g 이상, 바람직하게는 토양 미터톤당 약 1 내지 10㎏이다. ORC의 활성산소 함량이 10%이 경우에는, 상기 범위의 용량은 3.3 내지 약 333g의 유기 오염물을 구제한다. ORC가 활성 상태의 2배, 즉 20%인 경우에 상기 범위의 용량은 6.6 내지 약 666g의 오염물을 구제한다.

통상적으로, 슬러리 또는 다른 액화된 전달형태는 다양한 농도로 제형화될 수 있다. 따라서, 현탁된 ORC의 체적 또는 중량과는 무관하게, 전달된 활성 산소의 양에 비추어 용량을 추정하는 것이 용이하다.

따라서, 예를 들어 처리될 매질의 미터톤당 1㎏의 과산화 마그네슘이 전달되고 과산화 마그네슘이 20%의 활성을 지닌 경우에는 200g의 O₂가 1톤의 매질로 전달되는데, 이는 약 66g의 오염물을 구제할 수 있다. 미터톤에서, 66g은 66ppm과 동일하다. 오염물 농도가 수백 ppm 또는 그 이상인 경우에는, 1%의 ORC w/w 또는 그 이상의 농도로 적용될 것이다. 통상적으로, 상기 용량은 통상적인 관찰에 기초한 것이며, 그 값은 최대량의 해당 오염물을 효과적으로 처리하기 위해 20%의 활성물질의 wt/wt 기준으로 약 0.01% 내지 1%, 바람직하게는 약 0.1%이나, 이에 국한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명에 따른 ORC 화합물의 적용방식은 다양할 수 있다. 예를 들어, ORC를 현탁액 또는 슬러리 형태로 분사하여 비교적 압면된 지반에 적용할 수 있다. 상기 거론된 바와 같이, 초기 농도를 투여한 후 박테리아 성장수를 산출하여 전달 용량을 최적화할 수 있다. 대안적으로, 건조된 분말 형태는 분사 또는 매립될 수 있다. 건식 적용에서는 일단 습화되면 산소가 생성되기 시작한다. 바람직한 화합물은 화합물 g수당 약 100g 이상의 산소 원자를 토양에 방출한다.

1 미터톤의 토양은, 예를 들어 약 1㎥의 용적을 지닌다. 따라서 ORC가 처리될 토양과 건조 혼합되는 적용 방식에서는, 약 1㎏의 ORC를 1㎥의 토양과 건식 혼합한다. 대안적으로, 슬러리를 제조하여 동일한 체적(㎥)의 토양에 침투시킬 수 있는데, 충분히 침투가능한 경우에는, 거의 동일 용량을 전달하는 전달양을 침투시킨다. 따라서, 1㎏의 ORC는, 예를 들어 1㎥의 토양에 적용되기 위해 약 40ℓ의 물중에 현탁된다. 다량 또는 소량의 유체를 사용하여 임의의 많은 목적을 수행할 수 있다. 예를 들어, 다른 전달 장치에는 다소 점성의 현탁액이 요구될 수 있다. 또한, 한계치는 주어진 토양에 유지될 수 있는 수분량에 기초한다. 따라서, 수성 포화도에 가까운 습한 토양에는, ORC의 건조 형태 또는 비교적 고농도의 수성 슬러리가 바람직할 수 있다.

금속 과산화물이 산소를 토양에 방출시키는 속도는 제제중의 인산염 이온(PO₄ ^-3)원과 같은 산소 방출 속도 조절제를 첨가함으로써 늦춰질 수 있다. 이것은 비삽입된 금속 과산화물에서 밝혀진 것보다 큰 시간 간격에 걸쳐 산화반응의 잇점을 제공하는 것이 바람직한 적용에 특히 유리하다. 본문에 개시된 "삽입"방법에 따라 습윤 슬러리에 인산염을 첨가할 경우, 금속 과산화물이 분해되어 산소를 방출하는데 상당히 장시간이 소요된다. 단순한 인산염 이온(다중인산염은 아님)이 사용되는 것이 바람직하다. 다중인산염은 단위중량당 효과가 적고, 영양소로서 덜 유용하며, 다양한 콜로이드 효과를 유발시키기 쉽다.

인산염 삽입의 효과를 증명하기 위해, 산화 마그네슘과 과산화수소를 반응시킴으로써 11개의 개별적인 쌍의 과산화 마그네슘 배치를 제조하였다. 한 부분에는 인산염 이온이 없고 다른 부분에는 제조과정에서 3%의 인산염 이온을 첨가한 점을 제외하고는, 동일한 방법을 사용하여 각 쌍의 뱃치를 제조하였다. 후자의 생성물은 일명 "인산염-삽입된, 시간-방출성 과산화 마그네슘"이다. 반응이 완료된 후, 생성물을 건조시킨다.

인산염-삽입된, 시간-방출성 과산화 마그네슘의 활성 산소 함량은 보통의 과산화 마그네슘에 비해 11쌍의 뱃치 모두가 높았다. 인산염이 삽입된 활성 산소 함량에 있어서 평균 증가율(%)은 22.6% 였다.

이들 실혐을 통해, 다른 특허 출원에서 거론된 바와 같이 금속 과산화물의 인산염 삽입체가 제어-시간방출형 생성물을 생성시킬 뿐 아니라, 제조과정의 수율을 증가시키고, 생성물의 질을 향상시키며 제시된 레벨의 활성산소를 지닌 생성물을 제조하는 비용을 절감시킨다. 금속 과산화물중 주요 고가의 성분은 산소원이기 때문에 비용적인 면이 특히 중요시되는데, 산소원은 통상적으로 농축된 과산화수소이다. 인산염이 삽입된 물질은 또한 지반 적용시 저장수명, 안정성, 및 취급면에서 보다 안정하다.

사용된 인산염의 양은 취득하고자 하는 소정의 특성에 따라 다르지만, 통상적으로 금속 과산화물의 g수당 약 0.03 내지 약 1.60g의 인산염 화합물이 사용된다. 인산염의 분자구조, 및 소정의 방출 속도에 의해 사용량이 조절된다. 방출이 약간 빠른 경우, 또는 사용된 인산염이 보다 산성의 완충제(예, KH₂PO₄)인 것이 바람직한 경우에는, 보다 낮은 중량이 사용된다. 방출이 장시간에 걸쳐 이루어지거나 토양이 산성이며 보다 염기성의 완충제(예, K₂HPO₄)가 바람직한 경우에는, 고중량이 사용된다. 따라서, 산성 완충제를 필요로 하는 보다 느린 방출 속도하에서는 적당량의 K₂HPO₄가 사용된다. PO₄ ^-3함량이 KH₂PO₄에서보다 K₂HPO₄에서 높다는 것을 쉽게 알 수 있기 때문에, 본 실시예에는 이들 화합물이 사용된다.

대략적으로, STP에서 약 pH 7(MgO₂첨가 이전)인 수용액중의 200 메쉬 MgO₂는 약 100시간 이내에 거의 모든 유용한 산소를 유리시킬 것이다. 동일한 조건하에서 325 메쉬의 MgO₂1g당 0.03g의 인산이수소칼륨을 삽입할 경우에는 산소 전달 기간이 약 14일로 연장될 것이다. 동일한 조건하에서 MgO₂1g당 1.6g의 인산이수소칼륨을 삽입할 경우 전달 기간이 30일로 연장되거나 메쉬크기에 따라 상당히 더 연장될 것이다.

과산화 칼슘의 경우, 1g의 과산화 칼슘당 약 0.03 내지 약 1.23g의 인산염이 사용된다. 과산화 칼륨의 경우, 과산화 칼륨 1g당 약 0.03 내지 약 0.80g의 인산염이 사용된다. 과산화 마그네슘의 경우, 1g의 과산화 마그네슘당 약 0.03g 내지 약 1.60g의 인산염 화합물이 사용된다. 바람직한 인산염 이온원은 인산이수소칼륨, 인산수소이칼륨, 우레아 인산염, 인산일암모늄 및 인산이암모늄이다.

본 발명의 방법의 또다른 특징에 따르면, ORC는 유체 형태로 전달되기 전에 입자를 현탁시키기 위한 계면 활성제를 포함함으로써, 매질중 ORC의 분산성을 향상시키며 처리된 매질을 통한 유리 산소 이동성을 향상시키는 것이 바라직하다. 계면 활성제는 식물 및 동물에 비독성이고 오염물 플럼을 상당히 확장시키지 않는 것이 바람직하다.

중량% 단위인 경우, 계면 활성제는 통상적으로 과산화물 조성물의 약 0.05 중량% 내지 약 2.0 중량%로 존재할 것이다. 계면 활성제는 약 0.1 중량% 내지 약 1중량%로 존재하며, 가장 바람직하게는 계면 활성제의 약 0.1 중량%로 사용될 것이다. 그러나, 특정 용도에서는 보다 많은 양의 계면활성제의 사용이 바람직할 수 있다.

통상적으로 식물에 비독성인 계면 활성제는, 예를 들어 미국 특허 제4,171,968호에 개시되어 있으며, 이는 본문에 참고로 인용된다. 통상적으로, 적당한 계면 활성제로는 알콜 에톡실레이트 설페이트, 아실 토라이드 및 에톡실화 알콜이 있다. 구체적으로, 본문중에는 본 발명자들에 의해 하기류의 계면활성제가 제시된다 :

(2)부류의 계면활성제의 일종[이세이오네이트(istheionate)]는 Rhone Poulenc의 Igepon(상표명)으로부터 구입할 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 계면활성제는 에톡시화되거나 되지 않은 상태의, 솔비톨의 모노라우레이트, 모노팔미테이트, 모노스테아레이트 도는 모노올레이트 에스테르, 또는 이들의 혼합물이다. 이들 화합물은 ICI 아메리카에서 Tween(상표명) 및 Span(상표명)으로 시판된다.

본 발명의 방법의 또 다른 특징에 따르면, ORC 생물학적 구제 화합물은 아연, 구리, 몰리브덴, 붕소, 셀레늄, 코발트, 알루미늄, 망간, 철, 및 니켈로 이루어진 군중에서 선택된 금속을 유효량 포함할 수 있다. 그러한 금속은 선택된 미생물의 성장을 억제하거나 향상시키는 생리활성제이다.

미량금속은 미생물이 다양한 생명 유지 기능을 수행하는 데 필요한 효소에 대한 보조인자로서 작용한다. 특정 미량의 금속, 특히 아연은 유기체를 죽이거나 또는 호기적 기능을 손상시키지 않고 혐기적 효소 활성을 억제한다. 철, 망간 및 구리는 호기적 활성을 향상시킨다. 몰리브덴 및 보다 소량의 코발트는 대사 활성의 종류를 모두 향상시키는 것으로 나타난다. 이 패턴은 인체에 서식하는 유기체에 적용 되는 반면, 독특한 다른 패턴은 모든 유기체에 적용되어야 한다.

금속의 유효량은, 조성물을 토양에 적용했을 때, 미생물, 식물 및 동물에 대한 독성을 주기 않을 정도로 충분히 낮으면서 지지하고자 하는 미생물을 증진시키기에 충분할 정도로 높은 것이 바람직하다. 미량원소는 통상적으로 0.005% 내지 0.1% 이내의 구리 ; 0.001% 내지 0.05%의 코발트 및 니켈 ; 0.001% 내지 0.2%의 몰리브덴 및 알루미늄 ; 0.01% 내지 0.4%의 아연 ; 및 0.01% 내지 0.8%의 망간 및 철이다. 통상적으로, 유효량의 금속은 바람직한 과산화수소-계면 활성제-인산염 조성물의 약 1000ppm 이하이다.

많은 생물학적 구제 용도에 필요하지는 않으나, ORC 조성물중에 비료 영양소 또는 다른 유익한 첨가제 혼합물을 포함시키는 것이 바람직할 수 있다. 통상적인 비료 조성물은 하기 (a) 내지 (d)를 포함한다 :

(a) 약 1 내지 약 35 중량%의 질소(질소원자) ;

(b) 약 1 내지 약 35 중량%의 인(오산화인) ;

(c) 약 1 내지 약 35 중량%의 칼륨(산화 칼륨) ; 및

(d) 약 5 내지 약 60 또는 90이상의 중량%의 과산화 칼슘,

과산화 마그네슘, 과산화 칼륨, 또는 이들의 혼합물.

이 비료 조성물의 N-K-P 값은 약 15:15:15 이상이 바람직하다. 질소, 인 및 칼륨의 비는 당업자들에 의해 공지된 바와 같이 용도에 따라 비교적 넓은 범위에서 다양할 수 있다.

미량의 원소 및 계면 활성제와 함께 금속 과산화물과 인산염의 조합은 일부 용도에 적합할 수 있다. 그러나, 부가의 영양소 강화가 바람직한 생물학적 구제용도에서, 본 발명의 이론을 사용하여 다양한 다른 비료 제제를 제조할 수 있다. 다양한 다량 영양소, 미량 영양소, 및 계면 활성제의 양을 달리함으로써 그들이 사영된 구체적 환경에 맞게 조절된 제제를 함유한 비료를 제공할 수 있다. 몇개 제제의 성분 및 그 통상적인 중량은 다음과 같다 :

본 발명의 바람직한 비료-강화된 생물학적 구제 ORC 제제로는 하기 조성물이 있다 :

상기 제제 A는 시판되는 화학적 품질의 성분을 사용하여 제조하므로 그 함량은 약간 다를 수 있다. 과산화 마그네슘은 상기 제제중에서 5% 일수 있으며 산소르 방출시킬 수 있다. 비교적 높은 양의 산소 방출이 요구되는 용도에서는, 상기 제제가 50% 또는 그 이상의 산화 마그네슘을 포함할 수 있다.

상기 제제 A는 N-P-K 값이 21.74-15.30-15.01 이고, 이때 P는 P₂O₅로서 표시되고 K는 K₂O로 표시된다. 1 내지 2주에 걸쳐 생성물이 산소를 방출하는 것이 바람직한 경우에는 인산이수소칼륨이 약간 바람직하다. 따라서, 인산이수소칼륨과 인산수소이칼륨 혼합물이 아닌 인산염만을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이들 인산염중 하나 또는 모두를 계면 활성제로서 과산화 마그네슘의 제조시 슬러리에 첨가하는 것이 바람직하다.

실시예 1에 설명된 바와 같이 산화마그네슘과 수성 과산화수소를 반응시켜 과산화 마그네슘을 제조한 경우에는, 제제 A는 1 갤론의 물과 혼합된 비료 물질의 g수당 48㎎의 산소를 방출하는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 과산화 마그네슘이 순수하지 않은 상태인 경우, 예를 들어 반응 혼합물중의 산소 중량이 단지 15%인 경우에도, 그러한 물질은 제제 A에 사용되면 비료 1g당 30㎎의 산소를 방출한다. 따라서, 과산화 마그네슘의 제조시에 불완전한 반응이 진행되는 경우 또는 과잉 건조가 이루어진 경우에도, 비료 생성물은 여전히 바람직한 산소 방출성을 지닐것이다.

[제제 B]

과산화 마그네슘이 25 중량%의 활성산소를 함유하고 산소 방출이 비료 1g당 약 26㎎의 산소 원자로 유지되는 경우에는 과산화 마그네슘 농도가 약 11%로 저하될 수 있음이 밝혀졌다. 하기 제제 B는 그러한 생성물을 나타낸 것이다.

제제 B의 N-P-K 값은 23.98:17.04:16.27 이다.

[제제 C]

제제 C는 활성산소 농도가 15%인 과산화 마그네슘을 제공함에 따라, 30㎎ O₂/g의 비료를 제공한다.

제제 C는 저렴한 비료이다. 또한 과산화 마그네슘에 인산이암모늄을 첨가한 후 건조시킨다. 인산이암모늄은 약간 흡습성을 나타내므로 수분으로부터 보호해야 될 필요가 있다. 과산화 마그네슘과 인산이암모늄을 혼합한 후 건조시킴으로써 물에 흡착되는 것을 방지한다. 제제 C의 N-P-K 값은 20.43:20.56:20.15 이다.

[제제 D]

제제 D는 활성 산소 순도가 25% 이상인 산화 마그네슘을 주성분으로 하여 제조된다. 과산화물의 양은 26㎎ O₂/g의 비료를 제공하도록 저하될 수 있다 : 제제 D의 구성 성분은 다음과 같다.

이 제제 D의 N-P-K 값은 22.53:22.67:22.22 이다.

[제제 E]

제제 E에서, 활성 산소는 15%이고, 산소 방출도는 비료 g당 약 30㎎ O₂이며, 구성 성분은 다음과 같다.

이 제제 E의 N-P-K 값은 18.11:20.56:20.15 이다.

[제제 F]

제제 F에서, 활성 산소는 25%이고, 산소 방출도는 비료 g당 약 20㎎ 이며, 구성 성분은 다음과 같다.

이 제제 F의 N-P-K 값은 19.97:22.67:22.22 이다.

[제제 G]

제제 G에서, 활성 산소는 15% 이상이고, 산소 방출도는 비료 g당 약 27㎎ 이며, 구성 성분은 다음과 같다.

이 제제 G의 N-P-K 값은 15.61:17.35:17.71 이다.

[제제 H]

제제 H에서, 활성 산소는 25%이상이고, 산소 방출도는 비료 g당 약 29㎎이며, 구성 성분은 다음과 같다.

이 제제 H의 N-P-K 값은 16.84:18.72:19.11 이다.

본 발명의 비료 개선된 ORC를 제조하는 방법에 따르면, 과산화금속이 먼저 수용액중에 제조된다. 통상적으로, 산화 금속, 금속 수산화물 또는 금속 카르보네이트와 과산화수소의 반응을 통해 금속 과산화물이 생성된다. 상기 반응은 통상적으로 비-화학량론적이다. 예를 들어, 과산화 마그네슘은 하기 3개의 식 [7]∼[9]중 하나에 의해 제조될 수 있다 :

상기 식중,

MgO₂는 과산화 마그네슘이고 ;

H₂O₂는 과산화수소이고 ;

MgO는 산화 마그네슘(일명, 마그네시아)이고 ;

H₂O는 물이고 ;

Mg(OH)₂는 수산화 마그네슘이고 ;

MgCO₃는 탄산 마그네슘이며 ;

CO₂는 이산화탄소 기체이다.

산화 마그네슘과 과산화수소의 반응은 가장 높은 산소 활성을 제공하는 관점에 볼 때 본 발명에 사용된 과산화 마그네슘을 제조하는 바람직한 방법이다. 탄산 마그네슘은 출발물질로서 사용될 수 있으며, 냉각할 필요가 없으나, 가격이 보다 비싸다. 산화 마그네슘이 수중에 분산되는 경우, 시판되는 임의의 적당한 산화 마그네슘원이 허용적이고, 바람직하게는 100 내지 400 메쉬의 입자가 사용된다. MgO₂가 건조 형태로 사용되는 경우에는 입도가 중요하지 않다. 표면 반응성으로 인해, 입도가 보다 미세한 경우에 최종 생성물의 활성이 보다 높다.

과산화수소는 약 3 내지 70 중량%의 과산화수소를 함유한 수용액으로 시판된다. 통상적으로, 시판되는 과산화수소 용액은 30 내지 35%의 과산화수소를 함유하고, 이것은 본 발명의 방법에 통상적으로 사용되는 물질이다.

산화 마그네슘과 과산화수소의 반응은 발열 반응이므로, 열이 과다하게 발생하지 않도록 온도를 조절하여야 한다. 또한, 반응이 완료된 후 물을 제거함으로써 건조 생성물을 제조한다. 예를 들어, 과산화 마그네슘의 경우에 160℉ 또는 320℉에서 분해되는 금속 과산화물을 파괴하지 않는 방식으로 건조시켜야 한다.

통상적으로, 온도가 약 110℃를 넘지 않도록 조절적으로 가열하는 것이 바람직하다. 진공하에서 약 40℃ 정도의 저온을 사용할 수 있다. 과산화 마그네슘은 이런 온도 조건하에서 임의의 상당량이 분해되지 않는다. 형성된 과산화 마그네슘은 과산화물로서 유지됨에 따라 토양에 적용되었을 때 소정의 산소 방출성을 보유하는 것이 중요하다. 발명장에게 현재 공지된 가장 높은 산소 활성을 보유한 과산화 마그네슘을 제조하는 최선의 방법은 가능한 최저온도에서 진공 건조시키는 것이다.

금속 과산화물의 생성시에 최대량의 금속 과산화물이 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 완전히 순수한 경우에는 과산화 마그네슘이 방출을 위한 28.4 중량%의 방출용 산소를 함유한다. 과산화 칼륨의 경우, 산소 함유율은 22.2 중량%이다. 과산화 칼륨의 경우, 산소 함유율은 14.5 중량%이다. 따라서, 중량%를 근거로 했을 때 다른 금속 과산화물은 과산화 마그네슘과 전혀 부합되지 않는다. 또한, 동일한 양의 활성 산소하에서 과산화 마그네슘은 제제 중에서 항상 최저량으로 존재할 것이다.

동일한 농도로 사용될 때, 과산화 칼륨 및 과산화 칼슘을 사용한 생성물은 단위 중량당 동량의 산소를 운반하지 못하기 때문에, 과산화 마그네슘을 사용한 생성물보다 다량의 활성산소를 전달하지 못한다. 그러나, 금속 과산화물이 완전히 순수한 필요는 없다. 본 발명에 따르면, 산화 마그네슘을 과산화수소와 혼합하여 허용 순도를 지닌 금속 과산화물을 생성함으로써, 이는 토양에 방출될 수 있는 산소를 통상 약 5 중량% 이상, 바람직하게는 약 15 중량% 이상 보유하게 된다.

산화 마그네슘과 과산화수소의 반응은 발열 반응이므로, 반응 온도를 조절하여야 한다. 이는 과산화수소와 산화마그네슘을 2단계에 걸쳐 혼합하여 수행하는 것이 바람직하다. 제시된 뱃치를 위한 과산화수소 수용액은 거의 동일한 부(portion)로 분배된다. 산화 마그네슘은 이들 부중 하나에 서서히 첨가함으로써, 열을 서서히 방출시켜 반응용기 내에서 발생하는 폭발적 또는 극한 분출 반응 상태를 방지한다. 상기 반응용기는 수-냉각의 재킷형 용기가 바람직하다.

산화 마그네슘 분말은 제1 부, 바람직하게는 소량씩 첨가되거나 반응 혼합물의 온도가 약 40℃로 유지되는 속도하에 진공에서 계측된다. 모든 산화 마그네슘을 첨가한 후, 반응 혼합물의 온도를 약 35℃로 저하시키고 이어서 교반하고 냉각하면서 나머지(balance) 과산화수소 수용액을 서서히 첨가함으로써 과다하게 높은 반응 온도를 방지한다. 이어서, 물 전체에 분산된 미세한 입자로 이루어진 수성 과산화 마그네슘 슬러리를 건조시켜 입상 물질을 형성한다. 이는 진공하에서 가열하고, 오븐 건조시키거나 또는 분무 건조함으로써 수행될 수 있다.

산소가 방출되는 속도를 조절함으로써 장시간에 걸쳐 방출이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 이를 수행하기 위해, 전술한 바와 같이 인산염-함유 물질을 수성 매질에 첨가한 후 완전히 건조시킨다. H₂O₂가 여전히 존재하는 상태에서 PO₄ ^-3공여체를 슬러리에 첨가하는 것이 가장 바람직하다. 이것은 단순한 외부 코팅과는 달리, 과산화물내에 인산염의 바람직한 "삽입"을 제공하였는가에 의해 결정된다. 산소를 방출하는 속도를 조절하는 것이 외에도, 인산염-함유 물질은 또한 다량 영양소 인을 제공한다.

이어서, 과산화 마그네슘을 함유한 건조된 생성물은 임의의 다른 바람직한 성분, 예를 들어 요소와 건식 혼합되어 질소, 및 칼륨과 다른 강화원(예, 미량 광물)을 함유한 성분을 제공한다. 계면화성제를 함유하는 것이 바람직할 때, 계면활성제가 물에서 안정한 경우에는 계면활성제를 수성 매질에 첨가한 후 건조시킨다. 이세이오네이트와 같이, 계면활성제가 물에서 불안정한 경우에는 건조시킨 후 건식 혼합할 수 있다.

[실시예]

하기에는 본 발명의 ORC 조성물의 몇가지 제제와 이들 조성물의 제조방법 및 사용방법이 제시되어 있다.

[실시예 1]

과산화 마그네슘의 제조

56.3g의 과산화 마그네슘을 제조하기 위해, 40.3g의 산화 마그네슘 및 94㎤의 34 중량%의 과산화수소 수용액을 사용한다. 산화 마그네슘과 과산화수소간의 반응을 완료하기 위해서는, 과량의 과산화수소, 예를 들어 약 150㎤의 수성 과산화수소가 허용적이다.

이것을 거의 동일한 부로 양분하였다. 제1 부, 또는 75㎤을 수-재킷형 반응 용기내에 넣고, 반응성분 온도는 약 40℃로 유지하면서 분말형 산화 마그네슘을 서서히 첨가했다. 모든 산화 마그네슘을 반응 혼합물에 첨가한 후, 온도를 35℃로 저하시키고 과산화수소 용액의 나머지 반은 교반 및 냉각하면서 반응용기에 첨가함으로써 반응 슬러리액이 반응용기에서 기포화되는 것을 방지하였다.

이이서1, 생성된 액체 슬러리를 진공상태가 구비된 오븐내에서 90-110℃의 온도로 가열함으로써 건조시켜 메쉬 크기가 약 325인 미세한 과립 분말상 과산화 마그네슘을 형성하였다. 과산화 마그네슘 또는 산소 방출후 산화 마그네슘은 물에 용해되지 않기 때문에, 과산화 마그네슘을 미세한 분말상으로 하여, 차후에 물과 혼합될 경우 수중에 쉽게 분사되도록 하는 것이 바람직하다.

[실시예 2]

지효성 ORC(time release ORC)

이 실시예는 거의 동량의 시약을 사용한다는 점에서 실시예 1과 유사하다. 이 실시예에서는 43.2g의 인산이수소칼륨을 산화 마그네슘과 건식 혼합한 후 과산화수소 용액과 혼합한다. 이어서, 진공하의 40℃에서 건조한다. 실시예 1에서 사용된 방법을 사용하여 산소 활성이 보다 높은 생성물을 형성한다.

[실시예 3]

지효성 ORC

본 실시예는 건조시키기 전에 43.2g의 인산이수소칼륨을 액체 슬러리에 첨가한 점을 제외하고는 실시예 1과 거의 동일한다.

[실시예 4]

영양소 강화된 ORC

본 실시예는 수성 환합물 중에 완전한 비료 제제를 형성한 점을 제외하고는 실시예 1과 유사하다. 이 실시예에서는 40.3g의 산화 마그네슘을 43.2g의 이수소칼륨 과산화물, 50.7g의 수소이칼륨 과산화물, 131.5g의 요소, 0.3g의 미량금속 및 0.3g의 계면활성제와 함께 첨가하였다. 이 실시예에서는 200㎤의 과산화수소 용액을 사용하여 슬러리 유체를 유지시킨다. 혼합물은 진공하의 80-100℃ 에서 건조시킨다.

[실시예 5]

계면활성제와 혼합된 지효성 ORC

이 실시예는 0.3g의 계면활성제 모노라우레이트 솔비톨 에스테르를 수성 과산화 마그네슘 및 인산이수소칼륨의 수성 슬러리에 첨가한 후 건조시킨 점을 제외 하고는 실시예 2와 거의 동일한다.

[실시예 6]

계면활성제와 혼합된 ORC

이 실시예는 과산화 마그네슘 수성 슬러리에 0.3g의 계면활성제를 첨가한점을 제외하고는 실시예 1과 거의 동일하다. 건조 후, 메쉬 크기가 200인 분말이 제공되었다. 이 분말은 물에 쉽게 분산되어, 플랜팅(planting) 전에 토양 또는 종자에 집적 적용될 수 있다.

[실시예 7]

영양소 강화된 과산화 칼슘 ORC의 제조

50g의 과산화 칼슘을 제조하기 위해, 38.9g의 산화 칼슘 및 38.3g의 인산이수소칼륨을 34% 과산화수소 용액 54㎖에 서서히 첨가하여 반응을 완료시킨다. 완전히 혼합한 후 또 다른 분획인 과산화수소 용액 54㎖를 서서히 첨가함으로써 반응을 완료한다. 수성 슬러리에 0.3g의 계면활성제를 첨가한 후 상기 슬러리를 진공하 40℃에서 건조시킨다. 이어서, 인산염에 의해 안정화된 과산화 칼슘을 함유한 건조된 물질을 116.6g의 요소, 45g의 인산수소이칼륨과 건식 혼합함으로써 N-P-K가 20;15:15인 비료를 제조한다.

[실시예 8]

영양소 강화된 과산화 칼륨 ORC의 제조

50g의 과산화 칼륨 제조하기 위해, 38.3g의 인산이수소칼륨 및 0.3g의 계면활성제와 혼합된 62.7g의 탄산 칼륨을 34% 과산화수소 용액 70㎖에 서서히 첨가했다. 진공 오븐내에서 반응을 수행하여 반응이 완료된 직후 혼합물이 고진공하 40℃ 이하에서 건조되도록 한다. 건조반응 생성물을 116.6g의 요소 및 45g의 인산수소이칼륨과 건식 혼합함으로써 N-P-K가 20:15:32인 비료를 제조한다.

[실시예 9]

ORC에 의한 박테리아 성장의 촉진

초기 실험을 수행함으로써 본 발명의 ORC의 박테리아 성장에 대한 효과를 판정하였다. 방법 및 원리는 다음과 같았다 :

실험은 질소로 토양을 세정함으로써 호기성 미생물의 성장을 억제하는 것으로 시작했다. 이 절차는 산소를 제거함으로써 혐기성 또는 미세호기성 환경을 형성한다. 상기 방식으로 억제된 호기성 미생물군이 ORC에 의해 제공된 산소의 함수로서 회수된다는 것을 전제로 한다. 고유의 호기성 미생물군을 유의성 있는 정도로 억제하는 데에는 12 내지 24시간의 혐기성 반응(anaerobiosis)이 효과적인 것으로 생각되었다.

접종물과는 달리 도입된 배양체는 생종할 수 없기 때문에, 자연군을 선택했다. 토양을 다음의 다른 레벨의 수-활성화된 ORC와 건식 혼합한 후 질소 세정하였다. 이어서, 혐기성 반응이 이루어진 후 적당한 지점에서 환원된 물을 도입함으로써 ORC를 활성화한다.

ORC의 활성과 함수로서, 개체의 회수도는 다음의 전제 경우에서 설명되는 데, 이때 T_O는 혐기성 조건이 설정된 시간으로 정의되고, T₁은 공기에 대한 노출로 인해 혐기적 조건이 종결되는 시간이며, T₂는 공기에 노출된 후 성장을 측정한 지점이다.

호기성 미생물군이 혐기적 배양(T₀-T₁)시에 정상의 1% 수준으로 억제되고, T₂는 10%로 회복되며, 혐기적 배양시(T₀-T₁) 계(system)에 ORC가 존재하는 경우 T₂에서 정상의 50%로 회복됨다면 ORC가 "혐기적" 환경하에서 호기성 미생물의 성장을 지지한다는 결론이 나온다. ORC는 혐기적 배양시에 미생물군을 정상의 5%로 유지시키는데, 이는 T₂에서 정상의 50%로 회복됨을 나타낸다. 수일동안 공기에 노출시키면 혐기성 미생물이 제거되기 때문에, T₂에서의 플레이트 계수에 의해 호기성 미생물군을 정확히 측정할 수 있다. 또한, T₀의 상승에 따라 토양 샘플에 공기가 취입되기 때문에, 출발점에서 미생물 군은 미미하다.

따라서, 각기 다른 양의 25% 활성산소 MgO₂ORC [0(대조군), 1㎎, 10㎎, 및 100㎎]는 탄화수소를 함유하는 것으로 알려진 10g의 토양 분획에 박테리아를 사용하여 직접 혼합되었다. 환원된 물을 첨가하여 ORC를 활성화한 후 2일 동안 혐기성 챔버내에서 배양한 후, 표준 플레이트 계측 매질(상기 기재)에 플레이트하고, 2일 동안 혐기성 세균 배양기 내에 두었다. 테스트를 통해 하기 결과가 산출되었다 :

ORC는 박테리아의 성장을 촉진하지 않는다는 것이 테스트 결과 나타났다(제1도 참조).

[실시예 10]

박테리아 성장에 대한 ORC의 촉진작용

이 실시예는, 혐기적 조건하에서 ORC 처리에 따른 제시된 용적의 토양중에서 박테리아 콜로니 수의 증가에 의해 입증된 바와 같이 본원에 개시된 제제중의 과산화 마그네슘이 호기성 미생물의 성장에 충분한 양의 산소를 제공함을 보여주기 위한 것이다.

탄화수소 오염물 및 토착 박테리아를 포함한 약 500g의 토양을 혼합하여 균질화한 후 생물학적 테스트를 위한 샘플들로 분리하였다.

생물학적 분석 :

활성이 20%(200㎎ O₂/g ORC)인 ORC를 10g의 토양 샘플에 다음의 양으로 첨가했다: 0(대조군), 1, 10 및 100㎎. 각 농도에 대해 3개씩 제조하였다.

결과 정리 :

* 플레이트상의 과잉 성장으로 인해 박테리아 콜로니 수가 측정되지 않음.

** 대조군과 상당한 차이가 있음(ANOVA 알파 = 0.05).

주 : 복제(replication)결여로 인해 통계적 분석시에는 0.1% 농도가 포함되지 않음.

단위는 CFU/㎖(㎖당 콜로니 형성단위)임.

이들 결과를 통해, 1.0%의 ORC를 첨가할 경우 대조군에 비해 미생물군이 상당히 증가함을 알 수 있다(제2도 참고). 또한 0.1%의 값은 유의성이 있을 수 있는데, 그러한 경우 0.01%와, 0.1% 사이의 값이 이들 조건하에서 실제 최소 유효량으로 정의된다.

따라서, 주어진 용적의 토양중의 박테리아 콜로니 농도의 증가를 통해 알 수 있는 바와 같이, 혐기적 또는 약간의 호기적 조건하에서는, 본문중에 기재된 제제중의 과산화 마그네슘이 미생물 성장에 충분한 양의 산소를 제공한다.

[실시예 11]

디젤 연료의 분해

이 실험에서는, PO₄ ^-3가존재하지 않는 상태에서, 실시예 9에서와 동일한 조성물(산소활성, 20%)을 지닌 ORC의 혐기적 토양 처리 능력 및 디젤 연료 및 다른 길이의 탄화수소의 분핼르 촉진하는 능력을 측정한다.

97% MgO₂(활성 20%) 및 3% PO₄로 구성된 조성물을 지닌 제2 ORC 화합물 100㎎/10g의 추가 토양을 또한 세개로 만들었다. 이하에서 PO₄가 함유되지 않은 화합물은 ORC A(0-0)로 명명되며 PO₄가 함유된 화합물은 ORC B(3-0)로로 명명된다. 이어서, 환원된 물을 첨가하여 ORC 화합물 A 및 B를 활성화한 후 혐기적 조건하에서 2일 동안 35℃에서 배양하였다. 이어서, 이들 각 복제물의 슬러리를 주입평판법(방법 번호 9251 B, 표준방법 17판)에 따라 박테리아 측정을 위해 플레이트하고(10^-4, 10^-5및 10^-6의 희석물을 2개씩) 호기성 조건하에서 35℃로 48시간동안 추가로 배양하였다.

고도로 내후된(weathered) 디젤 연료 제2호를 함유하는 것으로 공지된 선택된 생물학적 구제 투입물(project)로부터 10.0±0.2g의 토양을 취해 20㎖의 격막(septum) 밀봉성 바이날내에 넣었다. 이 용기를 다음과 같이 3개의 세트로 표시하였다 :

0㎎의 ORC(대조군), 1㎎, 10㎎ 및 100㎎의 ORC "A"를 3개씩 토양 샘플에 첨가했다. 또한, 1 레벨의 ORC B를 사용하였다(토양의 100㎎/10g). 본문에 개시된 제법에 따라 제조된 것과 같은 과산화 마그네슘을 함유한 다른 생물학적 구제 제제를 사용할 경우 유사한 결과가 수득될 것으로 예상된다.

바이알상에 격막 밀봉 캡을 제자리에 느슨하게 씌우고, 각 바이알을 20분이상 서서히 질소 기체로 세정하여 바이알로부터 산솔르 제거하였다. 격막을 통해 스텐레스 스틸 바늘을 도입함으로써 상기 방법을 수행하였다. 상기 바늘으 바이알의 기저부까지 연장시켜, 산소가 기저부로부터 상부로 이동되어 캡의 가느다란 구멍(thread)을 통해 배출되도록 하였다. 바이알을 5분마다 교반하여 모든 공극에 산소가 남아있지 않도록 하였다. 일단 세정 과정이 완료되면, 캡을 단단히 죄었다.

200㎖의 증류된 탈이온수(매우 순수함)를 10분동안 끓임으로써 환원된 물을 제조하였다. 물에서 열을 제거한 후 기체층으로 덮어 환원된 상태를 유지 시켰다. 상기 물을 시계유리로 덮은 후 주변 온도로 냉각시켰다. 냉각시킨 후, 1㎖의 환원된 물을 격막을 통해 각 바이알내로 주입하여 ORC 착물을 활성화하였다. 용기를 진탕하여 토양중의 ORC 및 수분을 분배하였다. 모든 바이알을 주변 온도의 암실에서 30일동안 저장하였다.

30일동안 배양한 후, 바이알을 Freon-113으로 추출하고 화염-이온화 가스 크로마토그래피를 통해 총 석유 탄화수소에 대해 분석하였다. 기구에 디젤 연료 #2로 눈금을 표시하였고, 방법 프로토콜은 부록[the appendix fo State of California, Field Manual for Leaking Underground Fuel Tanks에] 따랐다.

하기 결과는 토양중의 디젤 연료 #2의 평균값(㎎/㎏)을 나타낸 것이다 :

전체 결과를 통해, 10㎎ ORC/10g 토양 및 100㎎ ORC/10g의 토양 대조군 샘플에 비해 디젤 연료 #2의 농도가 상당히 저하됨(95% 신뢰도의 t-통계치를 이용함)을 알 수 있다. 인산염이 함유된 지효성 제제 ORC B도 또한 유효한 것으로 나타났다. 모든 값은 3개 이상의 샘플에 대한 것이며 편차는 오염된 시스템의 균질한 샘플을 수득하는데 따른 어려움을 나타낸 것이다. 비균질화 유형의 실제 오염물과 접하고 있는 이들 생명체에서 오염물의 제거를 최적화하기 위해 어느 정도의 기간에 걸쳐 얼마나 많은 양의 산소가 필요한가를 정확히 측정하는 것은 당해 기술 분야를 벗어난 것이다. 그러나, 미생물에 공급되는 산소는 그것이 오염물을 소모하기 위해 필요한 정확한 속도로 공급되는 것이 이상적이다. 이 실시예에서 ORC B는 단지 14일 동안 서서히 방출되므로 ORC A 및 ORC B의 경우 30일동안 방출된 산소의 총량은 동일했다. 상기 결과를 통해, 보다 장신간의 방출 양상이 미생물에 의한 디젤 연료의 사용을 방해하지 않으며 보다 장기간의 방출 양상이 이점으로 작용한다는 것을 알 수 있다. 유기체와 오염물의 상호 어려움으로 인해, 보다 장기적으로 서서히 이루어지는 방출이 가장 바람직한 것으로 개발 생물학적 구제 분야의 일부에서는 밝혀졌다.

제3도는 단지 ORC A만의 용량 반응을 나타낸 세미-로그 플롯이다.

제4도는 ORC의 양의 증가가 토양 샘플중의 C₁₄탄화수소 농도(탄화수소는 ㎎으로 표시)에 미치는 영향을 나타낸 막대 그래프이다. 군중의 각 샘플에 100㎎의 ORC를 첨가했을 때 대조군에 비해 토양중에 존재하는 탄화수소의 양이 상당히 감소했다.

제5도는 ORC의 양의 증가가 토양 샘플중의 C₁₅탄화수소 농도(탄화수소 ㎎으로 표시)에 미치는 영향을 나타낸 막대 그래프이다. 이 데이타군의 결과는 상기 제6도와 유사하다. 토양 샘플에 100㎎의 ORC를 첨가했을 때 대조군에 비해 존재하는 탄화수소의 양이 상당히 감소하였다.

제6도 및 제7도는 ORC의 양의 증가가 각각 C₁₆및 C₁₇탄화수소의 농도에 미치는 영향을 나타낸 것이다. 상기 두개의 그래프는 ORC의 농도가 증가됨에 따라 C₁₆및 C₁₇의 탄화수소 분해가 증가됨을 나타낸 것이다.

따라서, 제4도 내지 제7도는 다른 혐기적 조건하에서 미생물에 의해 매개된 토양중의 탄화수소 분해에 미치는 ORC의 유리한 효과를 설명하는 것이다.

이들 실험결과를 통해, ORC 화합물의 존재하에 미생물의 제거가 향상된다는 것을 알 수 있다. 본문중에 기재된 저농도의 산화 화합물 및 저온을 사용할 경우에 다른 산화적 탄화수소 제거 메카니즘은 유효하게 기능할 수 있을 것으로 생각되지 않는다.

상기 설명에는 본 발명을 수행하는 최선의 방식이 개시되어 있다. 그러나, 본 발명은 상기 거론된 방법에 대한 개질을 허영한다. 따라서, 본 발명이 개시된 구체적 실시태양에 제한되는 것은 아니다. 이와는 대조적으로, 다음 특허청구범위에 일반적으로 표현된 것과 같은 발명의 기술사상과 범위내에 있는 모든 개질과 대안을 포함하고자 한다.

Claims (25)

1. 미생물을 함유하며 오염물로 오염된 매질을 처리하는 방법으로서, 단 하나의 인 원자를 포함하는 인산염 인온인 단순한 인산염 이온원이 삽입된 금속 과산화물을 포함하는 조성물을 매질에 적용하는 단계를 포함하고; 상기 단순한 인산염 이온이 삽입되는 조성물은, 상기 단순한 인산염 이온원의 존재하에 과산화수소 수용액과 금속 산화물, 금속 과산화물 또는 금속 카르보네이트를 반응시키는 단계; 및 상기 반응 단계에서 생성된 생성물을 건조시킴으로써 물을 제거하여 삽입된 조성물을 제공하는 단계를 포함하는 방법을 통해 제조되는 방법.
2. 제1항에 있어서, 토양에 적용된 조성물의 양이 처리될 토양의 미터톤당 약 100g 이상의 화합물을 함유하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 화합물이 1g당 약 100㎎ 이상의 산소 원자를 토양에 방출하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 비료를 추가로 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 금속 과산화물이 과산화 마그네슘, 과산화 칼륨, 과산화 칼슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택되는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 금속 과산화물의 주성분이 과산화 마그네슘인 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 인산염 이온원이 인산이수소칼륨, 인산수소이칼륨, 우레아 인산염, 인산일암모늄, 인산이암모늄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택되는 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 급속히 분해가능하며 식물 및 미생물에 거의 비-독성인 양의 계면활성제를 추가로 포함하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 계면활성제가 최종 생성물의 g당 약 0.001g 내지 0.010g으로 존재하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 계면활성제가 하기 (a) 내지 (c)로 구성된 군중에서 선택되는 방법 :

    (a) 일반식 RO-(C₂CH₂O)_n-SO₃Na (식 중, R은 약 C₁₂내지 C₁₈이고, n은 약 9 내지 10 이하임)의 장쇄 알콜 에톡실레이트 설페이트 ;

    (b) 일반식 RCON(CH₃)C₂H₄SO₃Na (식 중, R은 약 C₁₄내지 C₂₀임)의 장쇄 아실 토라이드 ; 및

    (c) 일반식 RO-(CH₂CH₂O)n-H (식 중, R은 약 C₁₄내지 C₂₀이고, n은 약 9 내지 10이하임)의 장쇄 에톡실화 알콜.
11. 제8항에 있어서, 상기 계면활성제가 에톡실화되거나 되지 않은, 모노라우레이트, 모노팔미테이트, 모노스테아레이트 또는 모노올레이트 에스테르 또는 솔비톨, 또는 이들의 혼합물인 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 조성물이

    1 내지 35 중량%의 질소(질소 원자로 환산) ;

    1 내지 35 중량%의 인(오산화인으로 환산) ;

    1 내지 35 중량%의 칼륨(산화 칼륨으로 환산) ; 및

    5 내지 90 중량%의 과산화 칼슘, 과산화 마그네슘, 과산화 칼륨 또는 이들의 혼합물을 포함하는 방법.
13. 제1항 또는 제12항에 있어서, 아연, 구리, 몰리브덴, 붕소, 셀레늄, 코발트, 알루미늄, 망간, 철 및 니켈로 이루어진 군중에서 선택된 미량의 금속을 포함하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 미량의 금속이 화합물의 1000ppm 이하인 방법.
15. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 완충제를 함유하고, 상기 완충제는 인산이수소칼륨 또는 인산 수소이칼륨중 하나 이상을 포함하는 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 완충제 시스템이 인산이수소칼륨 및 인산수소이칼륨을 모두 포함하는 방법.
17. 제1항에 있어서, 상기 오염물이 호기성 대사경로를 지닌 미생물에 의해 생물학적으로 분해될 수 있고, 상기 매질은 제1 산화환원 전위를 지니며, 상기 매질의 산화환원 전위가 적용 단계 이후 2일이상 제2의 보다 높은 산화환원 전위로 상승되고, 이로써 상기 미생물의 호기성 대사경로가 향상되며 상기 미생물에 의한 상기 오염물의 분해가 증가되는 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 제1 산화환원 전위가 0 이하이고, 충분한 양의 상기 과산화물을 전달하여 매질의 산화환원 전위를 0 이하에서 0 이상으로 전환시키는 방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 단순한 인산염 이온원이 과산화수소 1g 약 0.03 내지 1.60g으로 존재하는 방법.
20. 제17항에 있어서, 상기 조성물이 30일이상에 걸쳐 상기 매질의 산화환원 전위를 상승시키는 방법.
21. 제17항에 있어서, 상기 조성물의 입도가 200 메쉬 이하인 방법.
22. 제17항에 있어서, 상기 미생물군을 증가시킴으로써 상기 미생물에 의한 상기 오염물의 분해가 이루어지는 방법.
23. 제17항에 있어서, 상기 오염물이 탄화수소를 포함하는 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 탄화수소가 C₁₄이상인 방법.
25. 제1항 또는 제17항에 있어서, 상기 매질이 토양을 포함하는 방법.