活性炭水中沉積物的處理

　　對于活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)水(shui)中(zhong)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)處理，一(yi)般(ban)采用(yong)吸附劑等(deng)薄(bo)層覆(fu)蓋(gai)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)水(shui)中(zhong)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)。直接使用(yong)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)等(deng)強(qiang)吸附劑可以(yi)大大降低有機污染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)生物(wu)(wu)(wu)(wu)利用(yong)率。為(wei)了評估現實條(tiao)件下的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)中(zhong)，我們在多氯聯(lian)苯污染(ran)的(de)(de)(de)(de)湖中(zhong)連(lian)續14個月(yue)的(de)(de)(de)(de)監(jian)測(ce)，盡可能(neng)的(de)(de)(de)(de)發掘活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)用(yong)途。即使活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)長期被(bei)污染(ran)的(de)(de)(de)(de)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)覆(fu)蓋(gai)，也需要足夠的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度和深度的(de)(de)(de)(de)生物(wu)(wu)(wu)(wu)干擾才(cai)能(neng)保持可測(ce)量的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)性(xing)(xing)(xing)（減少污染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)生物(wu)(wu)(wu)(wu)積累）。另一(yi)方(fang)面，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)引起的(de)(de)(de)(de)不良反應的(de)(de)(de)(de)大小(xiao)與測(ce)量修(xiu)復的(de)(de)(de)(de)成功呈正相關。

　　在原(yuan)位(wei)修(xiu)復(fu)污染沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)時(shi)，用活(huo)性炭(tan)和其(qi)的(de)污染沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)原(yuan)位(wei)修(xiu)復(fu)方(fang)(fang)法。它依賴于疏水性有(you)機污染物(wu)(HOC)對吸(xi)(xi)附劑顆(ke)粒(li)表面的(de)高親和力。由此產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)吸(xi)(xi)附強度足以顯著降低(di)污染物(wu)的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)利(li)用和流動性，從而限制其(qi)吸(xi)(xi)收到生(sheng)(sheng)物(wu)體(ti)并從沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)釋放到水中。與(yu)傳統的(de)修(xiu)復(fu)方(fang)(fang)法相比，活(huo)性炭(tan)的(de)修(xiu)復(fu)成本和經濟(ji)要求通常較低(di)，如用砂或(huo)粘土等非(fei)活(huo)性材料(liao)疏浚或(huo)密(mi)封，效(xiao)果較差，成本較高。此外，這些傳統方(fang)(fang)法可能(neng)會破壞水生(sheng)(sheng)環境，惡化當地底棲生(sheng)(sheng)態系統。

　　處理(li)現場沉積(ji)(ji)(ji)物可能(neng)會(hui)影響(xiang)活性(xing)炭的(de)處理(li)時間。沉積(ji)(ji)(ji)物沉積(ji)(ji)(ji)在(zai)活性(xing)炭上表(biao)示處理(li)成(cheng)功(gong)。它可以(yi)通(tong)過空間隔(ge)離底(di)棲(qi)動物進一(yi)步減少吸(xi)附層修(xiu)正(zheng)的(de)不利影響(xiang)，這可能(neng)有(you)助于觀察活性(xing)炭應用后海底(di)群(qun)落的(de)長期(qi)修(xiu)復(fu)。但(dan)這并不總是一(yi)種(zhong)現實。在(zai)許(xu)多情況下(xia)，水(shui)只能(neng)部(bu)分處理(li)，留下(xia)污染(ran)程(cheng)度較低的(de)較大區域(yu)。特別是在(zai)更湍流的(de)水(shui)域(yu)，這些未經(jing)處理(li)的(de)位置(zhi)可以(yi)成(cheng)為污染(ran)沉積(ji)(ji)(ji)物的(de)來源，可以(yi)重(zhong)新沉積(ji)(ji)(ji)在(zai)應用活性(xing)炭薄層的(de)頂部(bu)。與傳統的(de)修(xiu)復(fu)方法相比，活性(xing)炭即使埋在(zai)新沉積(ji)(ji)(ji)的(de)污染(ran)物中也能(neng)保持其修(xiu)復(fu)效率。但(dan)是，在(zai)這種(zhong)情況下(xia)，活性(xing)炭的(de)補(bu)救潛力數(shu)據很少。

　　現場測試和結果

　　從(cong)試驗圖(tu)中(zhong)獲得的(de)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)巖(yan)(yan)心的(de)目視檢(jian)查顯(xian)示(shi)，在(zai)處理后(hou)(hou)(hou)1天內(nei)形成均勻的(de)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)，并覆蓋沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)。層(ceng)厚(hou)在(zai)芯之間變化(平均幾厘米厚(hou))，活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)顯(xian)示(shi)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)之間的(de)間隙(圖(tu)2A)。兩個月后(hou)(hou)(hou)的(de)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)核心顯(xian)示(shi)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)厚(hou)度顯(xian)著(zhu)降低(圖(tu)2)B)。雖然(ran)一些活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)可(ke)能通過生物(wu)(wu)干擾進(jin)(jin)入下沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)，但損失(shi)(shi)的(de)主要因素可(ke)能是(shi)一次或多次風(feng)暴(bao)。然(ran)而，活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)仍然(ran)可(ke)以(yi)(yi)在(zai)大(da)多數巖(yan)(yan)石中(zhong)看到，地塊上的(de)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)黑炭(tan)(tan)值顯(xian)著(zhu)增(zeng)加（圖(tu)1）。湖底強(qiang)風(feng)的(de)另一個影響是(shi)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)頂部沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)了(le)大(da)量(liang)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(圖(tu)2)B)。這一點可(ke)以(yi)(yi)通過支(zhi)流河流輸入的(de)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)進(jin)(jin)一步放大(da)。層(ceng)中(zhong)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)損失(shi)(shi)和沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)繼續以(yi)(yi)高速(su)率(lv)進(jin)(jin)行。在(zai)處理后(hou)(hou)(hou)10個月收集(ji)的(de)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)核心中(zhong)，只(zhi)能看到非常薄的(de)獨特活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)，其中(zhong)一些沒有(you)可(ke)見活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)痕跡。

　　活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)良(liang)反應似乎與(yu)其修復潛(qian)力密切相關。嚴格(ge)遵循各試(shi)驗物種多氯(lv)聯(lian)苯吸(xi)(xi)(xi)收的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)長(chang)模式。這一(yi)發現(xian)表(biao)明(ming)，無論是(shi)對不(bu)利(li)影(ying)響還是(shi)有益影(ying)響，沉(chen)積物的(de)(de)(de)(de)(de)覆蓋率首先降低了吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)對試(shi)驗生(sheng)物體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)整體(ti)影(ying)響。隨后，多氯(lv)聯(lian)苯吸(xi)(xi)(xi)收減少也會導(dao)致吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)，反過來(lai)又(you)會導(dao)致觀察到的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)利(li)影(ying)響。相反，活(huo)性炭(tan)(tan)顆粒更嚴格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)間(jian)隔離以增(zeng)加(jia)多氯(lv)聯(lian)苯吸(xi)(xi)(xi)收為代(dai)價，保(bao)護其免(mian)受不(bu)良(liang)影(ying)響。另(ling)一(yi)個可(ke)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin)是(shi)它(ta)們之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)潛(qian)在依賴。少量的(de)(de)(de)(de)(de)多氯(lv)聯(lian)苯生(sheng)物積累是(shi)由(you)活(huo)性炭(tan)(tan)引起的(de)(de)(de)(de)(de)，而不(bu)是(shi)由(you)于污染物與(yu)活(huo)性炭(tan)(tan)顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)結合而降低多氯(lv)聯(lian)苯的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物利(li)用。

　　研究結果表明，在活(huo)(huo)性(xing)炭薄層覆蓋(gai)下可靠隔離(li)污(wu)染源是(shi)非(fei)常有益的(de)(de)(de)(de)。活(huo)(huo)性(xing)炭將保持(chi)相對(dui)不(bu)受干(gan)擾的(de)(de)(de)(de)層，分離(li)舊(jiu)的(de)(de)(de)(de)、污(wu)染的(de)(de)(de)(de)和(he)新的(de)(de)(de)(de)清潔(jie)沉積(ji)物(wu)(wu)，以防(fang)止污(wu)染物(wu)(wu)流(liu)入生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)沉積(ji)物(wu)(wu)。將蓋(gai)子(zi)蓋(gai)子(zi)混合(he)到下面(mian)的(de)(de)(de)(de)沉積(ji)物(wu)(wu)中(zhong)，大(da)量較深(shen)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)仍然污(wu)染物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)隔離(li)。此外(wai)，該過程有助于(yu)穩定層，防(fang)止水湍流(liu)從(cong)現(xian)場漂移。否則，這種穩定性(xing)必須通過手動用另一(yi)層清潔(jie)的(de)(de)(de)(de)沙子(zi)或沉積(ji)物(wu)(wu)覆蓋(gai)薄層或主(zhu)動將吸附劑混合(he)到沉積(ji)物(wu)(wu)中(zhong)來實現(xian)。然而，當場地預期更(geng)深(shen)層次的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)干(gan)擾時，可能需(xu)要(yao)施加更(geng)多的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭，因為(wei)當它們與沉積(ji)物(wu)(wu)混合(he)時，活(huo)(huo)性(xing)炭可能會被過快稀釋。