活性炭水中沉積物的處理

　　對于活性(xing)炭(tan)水中(zhong)(zhong)(zhong)沉積物(wu)的(de)(de)處理，一(yi)般采用吸附(fu)(fu)劑等薄(bo)層覆(fu)(fu)蓋活性(xing)炭(tan)水中(zhong)(zhong)(zhong)沉積物(wu)。直接使用活性(xing)炭(tan)等強吸附(fu)(fu)劑可以大大降低有機污染(ran)(ran)物(wu)的(de)(de)生物(wu)利用率。為了(le)評估現實(shi)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)方(fang)法中(zhong)(zhong)(zhong)，我們在多氯聯苯污染(ran)(ran)的(de)(de)湖中(zhong)(zhong)(zhong)連續14個(ge)月的(de)(de)監(jian)測，盡可能(neng)的(de)(de)發掘活性(xing)炭(tan)的(de)(de)用途。即(ji)使活性(xing)炭(tan)長期被污染(ran)(ran)的(de)(de)沉積物(wu)覆(fu)(fu)蓋，也需(xu)要足夠(gou)的(de)(de)強度和深度的(de)(de)生物(wu)干擾(rao)才能(neng)保持可測量(liang)的(de)(de)有效性(xing)（減少(shao)污染(ran)(ran)物(wu)的(de)(de)生物(wu)積累）。另一(yi)方(fang)面，活性(xing)炭(tan)引起的(de)(de)不(bu)良反(fan)應的(de)(de)大小與(yu)測量(liang)修復的(de)(de)成(cheng)功(gong)呈正(zheng)相關(guan)。

　　在(zai)原位修復污(wu)染(ran)(ran)沉(chen)積(ji)(ji)物時，用活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)和其(qi)的(de)(de)污(wu)染(ran)(ran)沉(chen)積(ji)(ji)物原位修復方(fang)法。它依賴于疏水性(xing)(xing)(xing)有機污(wu)染(ran)(ran)物(HOC)對吸(xi)附劑顆粒表面的(de)(de)高(gao)親和力。由此(ci)(ci)產(chan)生(sheng)的(de)(de)吸(xi)附強度足以顯著降(jiang)低污(wu)染(ran)(ran)物的(de)(de)生(sheng)物利(li)用和流動(dong)性(xing)(xing)(xing)，從而限制其(qi)吸(xi)收到生(sheng)物體并從沉(chen)積(ji)(ji)物釋放到水中。與傳統的(de)(de)修復方(fang)法相(xiang)比，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)修復成本和經濟(ji)要求通常(chang)較(jiao)低，如用砂或(huo)粘土(tu)等非活(huo)性(xing)(xing)(xing)材料疏浚或(huo)密封(feng)，效(xiao)果較(jiao)差，成本較(jiao)高(gao)。此(ci)(ci)外，這些傳統方(fang)法可(ke)能(neng)會破壞水生(sheng)環境(jing)，惡(e)化當地底棲生(sheng)態(tai)系統。

　　處理(li)(li)現場沉(chen)(chen)積(ji)物可能會影響(xiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)處理(li)(li)時間(jian)。沉(chen)(chen)積(ji)物沉(chen)(chen)積(ji)在(zai)(zai)(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭上表示處理(li)(li)成功。它可以(yi)(yi)通過空間(jian)隔離底棲動物進一步減少吸附(fu)層修正(zheng)的(de)(de)(de)不利影響(xiang)，這(zhe)可能有助(zhu)于觀察(cha)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭應用后(hou)海底群落的(de)(de)(de)長期修復。但這(zhe)并不總是(shi)一種(zhong)現實。在(zai)(zai)(zai)許多情況下，水只能部分處理(li)(li)，留下污(wu)染(ran)程(cheng)度較(jiao)低的(de)(de)(de)較(jiao)大區域。特別是(shi)在(zai)(zai)(zai)更(geng)湍流(liu)的(de)(de)(de)水域，這(zhe)些未經處理(li)(li)的(de)(de)(de)位置(zhi)可以(yi)(yi)成為污(wu)染(ran)沉(chen)(chen)積(ji)物的(de)(de)(de)來源，可以(yi)(yi)重(zhong)新沉(chen)(chen)積(ji)在(zai)(zai)(zai)應用活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭薄層的(de)(de)(de)頂部。與傳統的(de)(de)(de)修復方法(fa)相比，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭即使埋在(zai)(zai)(zai)新沉(chen)(chen)積(ji)的(de)(de)(de)污(wu)染(ran)物中也能保持其修復效(xiao)率。但是(shi)，在(zai)(zai)(zai)這(zhe)種(zhong)情況下，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)補救潛力(li)數據很少。

　　現場測試和結果

　　從(cong)試驗圖(tu)(tu)(tu)中(zhong)獲得的(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)巖(yan)心(xin)的(de)目(mu)視(shi)檢查顯示，在處理后1天內形成(cheng)均勻的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)，并覆蓋(gai)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)。層(ceng)(ceng)(ceng)厚在芯之間變化(平均幾厘(li)米厚)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)顯示活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)之間的(de)間隙(圖(tu)(tu)(tu)2A)。兩個(ge)月后的(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)核(he)心(xin)顯示活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)厚度顯著降低(圖(tu)(tu)(tu)2)B)。雖然一些活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)可(ke)能(neng)(neng)通過(guo)生物(wu)(wu)(wu)(wu)干(gan)擾進入下沉(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)，但損失(shi)的(de)主要因素可(ke)能(neng)(neng)是(shi)一次或多次風(feng)暴。然而，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)仍然可(ke)以(yi)在大多數巖(yan)石中(zhong)看到，地(di)塊上的(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)黑炭(tan)值顯著增加（圖(tu)(tu)(tu)1）。湖(hu)底強風(feng)的(de)另一個(ge)影響是(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)頂部(bu)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)了大量(liang)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(圖(tu)(tu)(tu)2)B)。這一點(dian)可(ke)以(yi)通過(guo)支流河(he)流輸入的(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)進一步放大。層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)損失(shi)和沉(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)繼續以(yi)高速率進行。在處理后10個(ge)月收集的(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)核(he)心(xin)中(zhong)，只能(neng)(neng)看到非常薄的(de)獨特(te)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)，其中(zhong)一些沒有可(ke)見活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)痕跡。

　　活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)(de)不(bu)良反(fan)應似乎(hu)與(yu)其修復潛力(li)密切(qie)相(xiang)關(guan)。嚴(yan)格遵(zun)循各試(shi)(shi)驗物種多(duo)氯(lv)(lv)聯苯吸(xi)收的(de)(de)(de)(de)增長模式。這一發(fa)現表明，無論是對不(bu)利(li)影響(xiang)還是有益(yi)影響(xiang)，沉積物的(de)(de)(de)(de)覆(fu)蓋率首先(xian)降低(di)了吸(xi)附劑對試(shi)(shi)驗生物體(ti)的(de)(de)(de)(de)整體(ti)影響(xiang)。隨后，多(duo)氯(lv)(lv)聯苯吸(xi)收減少也(ye)會(hui)(hui)導致吸(xi)附劑顆(ke)粒的(de)(de)(de)(de)增加(jia)，反(fan)過來(lai)又會(hui)(hui)導致觀察(cha)到的(de)(de)(de)(de)不(bu)利(li)影響(xiang)。相(xiang)反(fan)，活(huo)性炭(tan)顆(ke)粒更嚴(yan)格的(de)(de)(de)(de)空間隔離以增加(jia)多(duo)氯(lv)(lv)聯苯吸(xi)收為代價，保護其免(mian)受不(bu)良影響(xiang)。另一個可能(neng)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因是它(ta)們之間的(de)(de)(de)(de)潛在依賴。少量的(de)(de)(de)(de)多(duo)氯(lv)(lv)聯苯生物積累是由活(huo)性炭(tan)引起的(de)(de)(de)(de)，而不(bu)是由于(yu)污染物與(yu)活(huo)性炭(tan)顆(ke)粒的(de)(de)(de)(de)結合而降低(di)多(duo)氯(lv)(lv)聯苯的(de)(de)(de)(de)生物利(li)用。

　　研究結果表(biao)明，在(zai)活(huo)性炭(tan)(tan)薄(bo)層(ceng)(ceng)覆蓋(gai)下可靠隔離(li)污(wu)染(ran)源是(shi)非常有益的(de)(de)(de)(de)(de)。活(huo)性炭(tan)(tan)將(jiang)保(bao)持相對不受(shou)干擾(rao)的(de)(de)(de)(de)(de)層(ceng)(ceng)，分離(li)舊的(de)(de)(de)(de)(de)、污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)(de)(de)和(he)新的(de)(de)(de)(de)(de)清(qing)潔沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)，以防(fang)止(zhi)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)流入生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)活(huo)性沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)。將(jiang)蓋(gai)子蓋(gai)子混(hun)合到(dao)下面的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)中(zhong)，大量較深的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)仍然(ran)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)隔離(li)。此外，該過程有助于穩定層(ceng)(ceng)，防(fang)止(zhi)水(shui)湍流從現場漂移。否則(ze)，這種穩定性必(bi)須通過手動(dong)用(yong)另一層(ceng)(ceng)清(qing)潔的(de)(de)(de)(de)(de)沙子或(huo)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)覆蓋(gai)薄(bo)層(ceng)(ceng)或(huo)主動(dong)將(jiang)吸附劑混(hun)合到(dao)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)中(zhong)來(lai)實現。然(ran)而，當場地預期更深層(ceng)(ceng)次的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)干擾(rao)時，可能需要(yao)施加更多的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性炭(tan)(tan)，因為(wei)當它(ta)們與沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)混(hun)合時，活(huo)性炭(tan)(tan)可能會被過快稀釋。