活性炭水中沉積物的處理

　　對(dui)于活(huo)性炭(tan)水中沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)(de)處理，一(yi)般(ban)采用吸(xi)附(fu)劑等(deng)薄層覆蓋(gai)活(huo)性炭(tan)水中沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)。直(zhi)接(jie)使(shi)用活(huo)性炭(tan)等(deng)強吸(xi)附(fu)劑可以(yi)大大降低有(you)機污(wu)(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)生物(wu)利用率。為了評估現實條件下(xia)的(de)(de)(de)方法中，我(wo)們在(zai)多氯聯苯(ben)污(wu)(wu)染的(de)(de)(de)湖中連續14個(ge)月(yue)的(de)(de)(de)監測(ce)(ce)，盡可能的(de)(de)(de)發掘活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)用途。即使(shi)活(huo)性炭(tan)長期被污(wu)(wu)染的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)覆蓋(gai)，也需要足夠的(de)(de)(de)強度和深(shen)度的(de)(de)(de)生物(wu)干擾才能保持可測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)有(you)效(xiao)性（減少污(wu)(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)生物(wu)積(ji)(ji)累）。另(ling)一(yi)方面，活(huo)性炭(tan)引(yin)起的(de)(de)(de)不良(liang)反應的(de)(de)(de)大小與測(ce)(ce)量修復的(de)(de)(de)成功呈正相關。

　　在原位修(xiu)復污(wu)染沉積物(wu)時(shi)，用(yong)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭和其的(de)(de)(de)(de)污(wu)染沉積物(wu)原位修(xiu)復方法(fa)。它依賴于疏水性(xing)(xing)(xing)有(you)機污(wu)染物(wu)(HOC)對吸(xi)附劑顆粒表面的(de)(de)(de)(de)高親和力。由此(ci)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附強度足以顯著降低污(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)利(li)用(yong)和流動(dong)性(xing)(xing)(xing)，從(cong)而限制其吸(xi)收到生(sheng)物(wu)體并從(cong)沉積物(wu)釋放到水中(zhong)。與(yu)傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)修(xiu)復方法(fa)相比，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)(de)修(xiu)復成本和經濟(ji)要求通(tong)常較低，如用(yong)砂或粘土(tu)等非活(huo)性(xing)(xing)(xing)材(cai)料疏浚或密封，效果較差(cha)，成本較高。此(ci)外(wai)，這些傳統(tong)方法(fa)可能會破壞水生(sheng)環境，惡(e)化當地(di)底棲生(sheng)態系(xi)統(tong)。

　　處(chu)理現場(chang)沉積(ji)(ji)物(wu)可(ke)(ke)(ke)(ke)能(neng)會影(ying)響(xiang)活性炭(tan)的(de)(de)(de)(de)處(chu)理時(shi)間。沉積(ji)(ji)物(wu)沉積(ji)(ji)在(zai)(zai)(zai)活性炭(tan)上表(biao)示處(chu)理成功。它可(ke)(ke)(ke)(ke)以通過空間隔離底棲(qi)動物(wu)進一步減少吸附層修正的(de)(de)(de)(de)不利影(ying)響(xiang)，這可(ke)(ke)(ke)(ke)能(neng)有助于觀察活性炭(tan)應(ying)用后海底群落的(de)(de)(de)(de)長期修復。但(dan)這并(bing)不總是(shi)一種(zhong)現實(shi)。在(zai)(zai)(zai)許多情(qing)況(kuang)下，水只能(neng)部分(fen)處(chu)理，留下污(wu)(wu)染程度較低的(de)(de)(de)(de)較大(da)區域(yu)。特別是(shi)在(zai)(zai)(zai)更(geng)湍流的(de)(de)(de)(de)水域(yu)，這些未經(jing)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)位置可(ke)(ke)(ke)(ke)以成為污(wu)(wu)染沉積(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)(de)(de)來源，可(ke)(ke)(ke)(ke)以重新沉積(ji)(ji)在(zai)(zai)(zai)應(ying)用活性炭(tan)薄(bo)層的(de)(de)(de)(de)頂部。與(yu)傳統的(de)(de)(de)(de)修復方(fang)法相比，活性炭(tan)即使埋在(zai)(zai)(zai)新沉積(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染物(wu)中也(ye)能(neng)保持(chi)其修復效率。但(dan)是(shi)，在(zai)(zai)(zai)這種(zhong)情(qing)況(kuang)下，活性炭(tan)的(de)(de)(de)(de)補救(jiu)潛力數據很少。

　　現場測試和結果

　　從試驗圖(tu)(tu)中獲得的沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)巖心的目視檢查顯示，在(zai)處理后1天內形(xing)成均勻的活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)，并覆(fu)蓋沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)。層(ceng)厚在(zai)芯之間變化(平均幾(ji)厘(li)米厚)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)顯示活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)之間的間隙(xi)(圖(tu)(tu)2A)。兩個月后的沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)核(he)心顯示活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)厚度顯著降(jiang)低(圖(tu)(tu)2)B)。雖然一(yi)些(xie)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)可(ke)能通(tong)過生物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)干擾進(jin)入下沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)，但損失的主要因素可(ke)能是一(yi)次或多次風(feng)暴。然而，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)仍然可(ke)以(yi)在(zai)大多數巖石中看(kan)到，地(di)塊上的沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)黑炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)值顯著增加（圖(tu)(tu)1）。湖(hu)底(di)強風(feng)的另一(yi)個影響(xiang)是活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)頂部沉積(ji)(ji)了大量沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(圖(tu)(tu)2)B)。這(zhe)一(yi)點(dian)可(ke)以(yi)通(tong)過支流河流輸(shu)入的沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)進(jin)一(yi)步放(fang)大。層(ceng)中活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的損失和沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的沉積(ji)(ji)繼續(xu)以(yi)高速(su)率進(jin)行。在(zai)處理后10個月收集的沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)核(he)心中，只能看(kan)到非常薄(bo)的獨特(te)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)，其(qi)中一(yi)些(xie)沒(mei)有可(ke)見活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)痕(hen)跡。

　　活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不良反(fan)應似乎與其修復潛(qian)力密切相(xiang)關。嚴(yan)(yan)格遵循各(ge)試驗(yan)物種多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)苯(ben)(ben)吸收(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)長模式。這一(yi)發(fa)現表明，無論是(shi)(shi)對不利(li)影(ying)響還是(shi)(shi)有益(yi)影(ying)響，沉積(ji)物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)覆蓋率(lv)首先降(jiang)(jiang)低(di)(di)了吸附劑對試驗(yan)生物體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)整體(ti)影(ying)響。隨(sui)后，多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)苯(ben)(ben)吸收(shou)減少也(ye)會導致(zhi)吸附劑顆(ke)(ke)(ke)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加，反(fan)過來又會導致(zhi)觀(guan)察到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不利(li)影(ying)響。相(xiang)反(fan)，活(huo)(huo)性(xing)炭顆(ke)(ke)(ke)粒(li)更嚴(yan)(yan)格的(de)(de)(de)(de)(de)(de)空間(jian)隔離以增(zeng)(zeng)加多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)苯(ben)(ben)吸收(shou)為(wei)代價，保護(hu)其免受不良影(ying)響。另一(yi)個(ge)可(ke)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因是(shi)(shi)它(ta)們之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潛(qian)在依賴。少量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)苯(ben)(ben)生物積(ji)累是(shi)(shi)由活(huo)(huo)性(xing)炭引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，而不是(shi)(shi)由于污染物與活(huo)(huo)性(xing)炭顆(ke)(ke)(ke)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結合(he)而降(jiang)(jiang)低(di)(di)多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)苯(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生物利(li)用。

　　研究結果表明，在活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)薄(bo)層覆(fu)蓋(gai)下(xia)可靠隔離(li)污染源是(shi)非常有益的(de)(de)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)將(jiang)保持(chi)相對不受干擾(rao)的(de)(de)層，分(fen)離(li)舊的(de)(de)、污染的(de)(de)和新的(de)(de)清潔沉(chen)積(ji)物(wu)，以防(fang)止污染物(wu)流入(ru)生(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)沉(chen)積(ji)物(wu)。將(jiang)蓋(gai)子蓋(gai)子混合(he)到下(xia)面的(de)(de)沉(chen)積(ji)物(wu)中，大量較深的(de)(de)生(sheng)物(wu)仍(reng)然(ran)污染物(wu)的(de)(de)隔離(li)。此外，該(gai)過程有助于穩定(ding)層，防(fang)止水(shui)湍(tuan)流從現場(chang)漂移(yi)。否則，這種穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)必須(xu)通(tong)過手(shou)動(dong)用另一層清潔的(de)(de)沙子或沉(chen)積(ji)物(wu)覆(fu)蓋(gai)薄(bo)層或主動(dong)將(jiang)吸附劑混合(he)到沉(chen)積(ji)物(wu)中來實現。然(ran)而，當(dang)場(chang)地預(yu)期更深層次的(de)(de)生(sheng)物(wu)干擾(rao)時，可能需(xu)要施(shi)加(jia)更多的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)，因(yin)為(wei)當(dang)它們與沉(chen)積(ji)物(wu)混合(he)時，活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)可能會被(bei)過快(kuai)稀(xi)釋。