活性炭水中沉積物的處理

　　對于活(huo)性炭(tan)水中沉(chen)積物(wu)的(de)(de)(de)處理(li)，一般采用(yong)(yong)吸附劑等薄層覆(fu)蓋(gai)活(huo)性炭(tan)水中沉(chen)積物(wu)。直接使(shi)用(yong)(yong)活(huo)性炭(tan)等強吸附劑可以大(da)大(da)降低有(you)機污(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)生物(wu)利(li)用(yong)(yong)率(lv)。為了(le)評估(gu)現實條件下的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)中，我(wo)們在多氯聯苯污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)湖中連(lian)續14個月(yue)的(de)(de)(de)監測，盡(jin)可能(neng)的(de)(de)(de)發掘活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)用(yong)(yong)途。即(ji)使(shi)活(huo)性炭(tan)長期被污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)沉(chen)積物(wu)覆(fu)蓋(gai)，也需要(yao)足夠的(de)(de)(de)強度和深度的(de)(de)(de)生物(wu)干擾才能(neng)保持(chi)可測量(liang)的(de)(de)(de)有(you)效性（減(jian)少污(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)生物(wu)積累）。另一方(fang)面，活(huo)性炭(tan)引起的(de)(de)(de)不(bu)良反應的(de)(de)(de)大(da)小與測量(liang)修復的(de)(de)(de)成功(gong)呈正相關(guan)。

　　在原(yuan)位(wei)修復(fu)(fu)污染沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)時，用活性炭和(he)(he)其的(de)(de)(de)(de)污染沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)原(yuan)位(wei)修復(fu)(fu)方(fang)法。它依賴于疏水(shui)性有機污染物(wu)(wu)(HOC)對吸附(fu)劑顆(ke)粒表(biao)面的(de)(de)(de)(de)高(gao)親(qin)和(he)(he)力。由此(ci)產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)吸附(fu)強(qiang)度足以顯著降低(di)污染物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)利用和(he)(he)流(liu)動性，從而限(xian)制其吸收到(dao)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體并從沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)釋放到(dao)水(shui)中。與傳(chuan)(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)修復(fu)(fu)方(fang)法相比，活性炭的(de)(de)(de)(de)修復(fu)(fu)成(cheng)本和(he)(he)經濟要求通(tong)常較(jiao)低(di)，如用砂或(huo)粘土等(deng)非活性材料疏浚(jun)或(huo)密封，效果較(jiao)差(cha)，成(cheng)本較(jiao)高(gao)。此(ci)外，這些傳(chuan)(chuan)統(tong)方(fang)法可(ke)能會破壞水(shui)生(sheng)(sheng)(sheng)環(huan)境，惡化當地底棲生(sheng)(sheng)(sheng)態系統(tong)。

　　處理(li)現場沉積物可能(neng)會影響活性炭的(de)(de)處理(li)時間。沉積物沉積在活性炭上表示(shi)處理(li)成(cheng)功。它可以(yi)通(tong)過空間隔離底(di)棲動物進一(yi)步減少吸附層(ceng)修(xiu)正的(de)(de)不(bu)利影響，這(zhe)(zhe)(zhe)可能(neng)有助(zhu)于(yu)觀(guan)察活性炭應(ying)用后海底(di)群(qun)落的(de)(de)長期(qi)修(xiu)復。但(dan)(dan)這(zhe)(zhe)(zhe)并不(bu)總是(shi)一(yi)種現實(shi)。在許多(duo)情(qing)況(kuang)下(xia)，水(shui)只(zhi)能(neng)部分(fen)處理(li)，留(liu)下(xia)污染程度較低(di)的(de)(de)較大區域(yu)。特別是(shi)在更湍流的(de)(de)水(shui)域(yu)，這(zhe)(zhe)(zhe)些未(wei)經處理(li)的(de)(de)位置可以(yi)成(cheng)為污染沉積物的(de)(de)來源，可以(yi)重新(xin)沉積在應(ying)用活性炭薄層(ceng)的(de)(de)頂部。與傳統的(de)(de)修(xiu)復方(fang)法相(xiang)比(bi)，活性炭即使埋在新(xin)沉積的(de)(de)污染物中也能(neng)保持其修(xiu)復效率。但(dan)(dan)是(shi)，在這(zhe)(zhe)(zhe)種情(qing)況(kuang)下(xia)，活性炭的(de)(de)補救潛力數據很(hen)少。

　　現場測試和結果

　　從試(shi)驗圖(tu)中(zhong)獲得(de)的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)巖心的(de)(de)(de)目視檢查顯示，在(zai)處理后1天(tian)內(nei)形成(cheng)均(jun)勻的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)層，并(bing)覆(fu)蓋沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)。層厚在(zai)芯之間(jian)變化(平(ping)均(jun)幾厘(li)米厚)，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)顯示活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)之間(jian)的(de)(de)(de)間(jian)隙(圖(tu)2A)。兩個月(yue)后的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)核(he)心顯示活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)厚度顯著(zhu)降低(圖(tu)2)B)。雖然(ran)一(yi)些活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)層可(ke)能(neng)通(tong)過生物(wu)干(gan)擾進入下(xia)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)，但損失的(de)(de)(de)主要因素(su)可(ke)能(neng)是(shi)一(yi)次或多次風暴。然(ran)而，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)層仍然(ran)可(ke)以(yi)在(zai)大(da)多數(shu)巖石中(zhong)看到，地塊上的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)黑炭(tan)(tan)值顯著(zhu)增(zeng)加（圖(tu)1）。湖底強風的(de)(de)(de)另(ling)一(yi)個影響是(shi)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)層頂部沉(chen)積(ji)(ji)(ji)了大(da)量沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(圖(tu)2)B)。這一(yi)點(dian)可(ke)以(yi)通(tong)過支流河流輸(shu)入的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)進一(yi)步(bu)放大(da)。層中(zhong)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)損失和沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)繼續(xu)以(yi)高速率進行。在(zai)處理后10個月(yue)收集的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)核(he)心中(zhong)，只能(neng)看到非常薄的(de)(de)(de)獨特活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)層，其中(zhong)一(yi)些沒有可(ke)見活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)痕跡。

　　活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)不良反(fan)應似(si)乎與其(qi)修復(fu)潛力密切相關。嚴(yan)格遵循(xun)各試驗物種(zhong)多(duo)氯(lv)(lv)聯苯吸(xi)(xi)收的(de)(de)增(zeng)長模式。這(zhe)一發現(xian)表明(ming)，無論是(shi)對(dui)(dui)不利影(ying)(ying)響還是(shi)有(you)益影(ying)(ying)響，沉(chen)積物的(de)(de)覆蓋率首先降(jiang)低(di)了吸(xi)(xi)附劑對(dui)(dui)試驗生(sheng)物體的(de)(de)整體影(ying)(ying)響。隨(sui)后，多(duo)氯(lv)(lv)聯苯吸(xi)(xi)收減少也會(hui)導致吸(xi)(xi)附劑顆粒(li)的(de)(de)增(zeng)加，反(fan)過來又(you)會(hui)導致觀察(cha)到的(de)(de)不利影(ying)(ying)響。相反(fan)，活性(xing)炭(tan)(tan)顆粒(li)更(geng)嚴(yan)格的(de)(de)空間(jian)隔離以增(zeng)加多(duo)氯(lv)(lv)聯苯吸(xi)(xi)收為代價，保護(hu)其(qi)免受不良影(ying)(ying)響。另一個可能的(de)(de)原因是(shi)它們之間(jian)的(de)(de)潛在依賴。少量的(de)(de)多(duo)氯(lv)(lv)聯苯生(sheng)物積累是(shi)由活性(xing)炭(tan)(tan)引(yin)起的(de)(de)，而不是(shi)由于污(wu)染物與活性(xing)炭(tan)(tan)顆粒(li)的(de)(de)結(jie)合(he)而降(jiang)低(di)多(duo)氯(lv)(lv)聯苯的(de)(de)生(sheng)物利用。

　　研(yan)究結果表明，在活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)薄層覆蓋下可靠(kao)隔離(li)污染源(yuan)是非常有益的(de)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)將(jiang)保持相對不受干(gan)擾(rao)的(de)層，分(fen)離(li)舊的(de)、污染的(de)和(he)新(xin)的(de)清潔沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)，以防止污染物(wu)(wu)(wu)流(liu)入生(sheng)物(wu)(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)。將(jiang)蓋子(zi)蓋子(zi)混合(he)(he)到下面的(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)中(zhong)，大(da)量較深(shen)的(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)仍然污染物(wu)(wu)(wu)的(de)隔離(li)。此外，該過程有助于(yu)穩定層，防止水湍流(liu)從現(xian)場(chang)漂移。否則(ze)，這種(zhong)穩定性(xing)(xing)必須通過手動用另一層清潔的(de)沙子(zi)或沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)覆蓋薄層或主(zhu)動將(jiang)吸(xi)附劑混合(he)(he)到沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)中(zhong)來(lai)實現(xian)。然而(er)，當場(chang)地預(yu)期更(geng)深(shen)層次的(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)干(gan)擾(rao)時(shi)，可能(neng)需要施加更(geng)多的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)，因(yin)為當它們與沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)混合(he)(he)時(shi)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可能(neng)會(hui)被過快(kuai)稀釋。