活性炭水中沉積物的處理

　　對于(yu)活性炭水中沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)處(chu)理(li)，一般采用吸附劑等(deng)薄層覆蓋活性炭水中沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)。直接使用活性炭等(deng)強吸附劑可(ke)(ke)以(yi)大(da)大(da)降低有機污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)的(de)(de)生物(wu)利用率。為了評估現實(shi)條件下的(de)(de)方法中，我們在多氯聯苯污(wu)(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)湖(hu)中連(lian)續14個月的(de)(de)監測，盡可(ke)(ke)能的(de)(de)發掘活性炭的(de)(de)用途。即使活性炭長期被污(wu)(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)覆蓋，也需要(yao)足夠的(de)(de)強度和(he)深度的(de)(de)生物(wu)干擾(rao)才能保(bao)持可(ke)(ke)測量的(de)(de)有效性（減少污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)的(de)(de)生物(wu)積(ji)(ji)累）。另(ling)一方面，活性炭引(yin)起(qi)的(de)(de)不(bu)良(liang)反應的(de)(de)大(da)小與測量修復的(de)(de)成(cheng)功(gong)呈正相(xiang)關。

　　在原位修(xiu)復污染(ran)(ran)沉積物時，用(yong)活(huo)性(xing)炭和(he)其(qi)的污染(ran)(ran)沉積物原位修(xiu)復方法(fa)。它依賴于疏水性(xing)有機(ji)污染(ran)(ran)物(HOC)對吸(xi)附劑顆粒表面的高(gao)親和(he)力。由此產生的吸(xi)附強度足(zu)以顯著降低污染(ran)(ran)物的生物利用(yong)和(he)流動性(xing)，從而限制(zhi)其(qi)吸(xi)收到(dao)(dao)生物體并從沉積物釋放到(dao)(dao)水中(zhong)。與傳(chuan)統(tong)的修(xiu)復方法(fa)相(xiang)比，活(huo)性(xing)炭的修(xiu)復成(cheng)本(ben)和(he)經(jing)濟要求通常較(jiao)低，如用(yong)砂或(huo)粘(zhan)土等非活(huo)性(xing)材(cai)料疏浚或(huo)密封，效果(guo)較(jiao)差，成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)。此外，這(zhe)些(xie)傳(chuan)統(tong)方法(fa)可(ke)能會(hui)破(po)壞水生環境，惡化當地底棲(qi)生態系統(tong)。

　　處理(li)現場沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)可(ke)能(neng)會影響活(huo)(huo)性炭的(de)(de)處理(li)時間。沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)沉(chen)(chen)積在活(huo)(huo)性炭上表示處理(li)成功。它可(ke)以(yi)通(tong)過空間隔(ge)離(li)底棲(qi)動物(wu)(wu)進一步(bu)減少吸附(fu)層修(xiu)正的(de)(de)不利(li)影響，這可(ke)能(neng)有助于觀察活(huo)(huo)性炭應用(yong)后海底群落的(de)(de)長期修(xiu)復(fu)。但(dan)這并不總(zong)是(shi)一種現實。在許多情況(kuang)下(xia)，水(shui)只能(neng)部(bu)分處理(li)，留下(xia)污染(ran)(ran)程(cheng)度較低的(de)(de)較大區(qu)域(yu)。特(te)別是(shi)在更湍流的(de)(de)水(shui)域(yu)，這些未經處理(li)的(de)(de)位置(zhi)可(ke)以(yi)成為(wei)污染(ran)(ran)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)的(de)(de)來源，可(ke)以(yi)重(zhong)新(xin)(xin)沉(chen)(chen)積在應用(yong)活(huo)(huo)性炭薄層的(de)(de)頂部(bu)。與傳統(tong)的(de)(de)修(xiu)復(fu)方法(fa)相比，活(huo)(huo)性炭即使埋在新(xin)(xin)沉(chen)(chen)積的(de)(de)污染(ran)(ran)物(wu)(wu)中也能(neng)保持其修(xiu)復(fu)效率。但(dan)是(shi)，在這種情況(kuang)下(xia)，活(huo)(huo)性炭的(de)(de)補救潛力數據(ju)很少。

　　現場測試和結果

　　從試驗(yan)圖(tu)中獲得(de)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)物巖(yan)心的(de)(de)(de)目視檢查顯示(shi)，在(zai)處理后(hou)1天(tian)內(nei)形成均(jun)勻的(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)，并覆蓋沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)物。層(ceng)厚(hou)在(zai)芯之(zhi)間變化(平均(jun)幾厘米厚(hou))，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)顯示(shi)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)之(zhi)間的(de)(de)(de)間隙(圖(tu)2A)。兩個月(yue)后(hou)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)物核(he)心顯示(shi)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)厚(hou)度顯著降低(圖(tu)2)B)。雖(sui)然(ran)一(yi)些活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)可(ke)能(neng)通過生物干擾進入(ru)下沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)物，但損(sun)失的(de)(de)(de)主要因素可(ke)能(neng)是(shi)一(yi)次或多次風暴(bao)。然(ran)而，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)仍然(ran)可(ke)以在(zai)大多數巖(yan)石中看到(dao)，地塊上的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)物黑炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)值顯著增加(jia)（圖(tu)1）。湖底強風的(de)(de)(de)另一(yi)個影響(xiang)是(shi)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)頂部沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)了大量沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)物(圖(tu)2)B)。這一(yi)點(dian)可(ke)以通過支流(liu)河流(liu)輸入(ru)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)物進一(yi)步放大。層(ceng)中活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)損(sun)失和沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)物的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)繼續以高速率進行。在(zai)處理后(hou)10個月(yue)收集的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)物核(he)心中，只能(neng)看到(dao)非常(chang)薄的(de)(de)(de)獨特活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)，其中一(yi)些沒(mei)有可(ke)見活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)痕跡。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)不(bu)良反(fan)應似乎與其(qi)修復潛力(li)密切相(xiang)關。嚴(yan)格遵循(xun)各試(shi)驗物種多(duo)(duo)氯(lv)聯(lian)苯(ben)吸收的(de)(de)(de)增長(chang)模式。這(zhe)一(yi)發現(xian)表明，無論是(shi)對(dui)不(bu)利影(ying)響還是(shi)有(you)益影(ying)響，沉積物的(de)(de)(de)覆蓋率首先降低(di)了吸附(fu)劑(ji)對(dui)試(shi)驗生(sheng)物體(ti)的(de)(de)(de)整(zheng)體(ti)影(ying)響。隨后，多(duo)(duo)氯(lv)聯(lian)苯(ben)吸收減少也會導致(zhi)吸附(fu)劑(ji)顆粒(li)的(de)(de)(de)增加，反(fan)過來又會導致(zhi)觀察(cha)到的(de)(de)(de)不(bu)利影(ying)響。相(xiang)反(fan)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭顆粒(li)更嚴(yan)格的(de)(de)(de)空間(jian)隔離(li)以增加多(duo)(duo)氯(lv)聯(lian)苯(ben)吸收為代價，保護其(qi)免受不(bu)良影(ying)響。另一(yi)個可(ke)能的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)是(shi)它們之間(jian)的(de)(de)(de)潛在依賴。少量的(de)(de)(de)多(duo)(duo)氯(lv)聯(lian)苯(ben)生(sheng)物積累是(shi)由活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭引起的(de)(de)(de)，而不(bu)是(shi)由于污(wu)染(ran)物與活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭顆粒(li)的(de)(de)(de)結合(he)而降低(di)多(duo)(duo)氯(lv)聯(lian)苯(ben)的(de)(de)(de)生(sheng)物利用。

　　研究結(jie)果(guo)表(biao)明，在(zai)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)薄層(ceng)(ceng)覆蓋(gai)下可(ke)(ke)靠隔(ge)離污(wu)染(ran)源是非(fei)常有(you)益的(de)(de)(de)。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)將(jiang)保持相對(dui)不受(shou)干擾(rao)的(de)(de)(de)層(ceng)(ceng)，分離舊的(de)(de)(de)、污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)和(he)新的(de)(de)(de)清潔沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)，以防(fang)止(zhi)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)流(liu)入(ru)生物(wu)(wu)(wu)活(huo)性(xing)沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)。將(jiang)蓋(gai)子蓋(gai)子混(hun)合(he)(he)到(dao)下面(mian)的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)中，大量較深的(de)(de)(de)生物(wu)(wu)(wu)仍然污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)隔(ge)離。此(ci)外，該過(guo)程有(you)助(zhu)于(yu)穩定(ding)層(ceng)(ceng)，防(fang)止(zhi)水湍(tuan)流(liu)從現(xian)場(chang)漂移。否則，這種穩定(ding)性(xing)必(bi)須(xu)通過(guo)手動用另(ling)一層(ceng)(ceng)清潔的(de)(de)(de)沙子或(huo)(huo)沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)覆蓋(gai)薄層(ceng)(ceng)或(huo)(huo)主動將(jiang)吸附劑混(hun)合(he)(he)到(dao)沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)中來實(shi)現(xian)。然而，當場(chang)地預期更深層(ceng)(ceng)次的(de)(de)(de)生物(wu)(wu)(wu)干擾(rao)時(shi)，可(ke)(ke)能需要(yao)施加更多的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)，因為當它(ta)們(men)與沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)混(hun)合(he)(he)時(shi)，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)可(ke)(ke)能會被過(guo)快稀(xi)釋(shi)。