活性炭水中沉積物的處理

　　對(dui)于活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)水中(zhong)沉(chen)積(ji)物(wu)的(de)(de)處(chu)理，一般采用(yong)吸附劑(ji)等(deng)薄(bo)層(ceng)覆(fu)蓋活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)水中(zhong)沉(chen)積(ji)物(wu)。直接使用(yong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)等(deng)強吸附劑(ji)可(ke)以大(da)大(da)降低有機污(wu)(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)生物(wu)利用(yong)率。為(wei)了評估現實條件下(xia)的(de)(de)方法中(zhong)，我們在(zai)多氯(lv)聯苯污(wu)(wu)染(ran)的(de)(de)湖中(zhong)連(lian)續14個(ge)月的(de)(de)監測，盡(jin)可(ke)能的(de)(de)發掘活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)用(yong)途。即使活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)長期被污(wu)(wu)染(ran)的(de)(de)沉(chen)積(ji)物(wu)覆(fu)蓋，也需要足(zu)夠的(de)(de)強度和深度的(de)(de)生物(wu)干擾才能保持可(ke)測量(liang)的(de)(de)有效(xiao)性(xing)(xing)（減(jian)少污(wu)(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)生物(wu)積(ji)累）。另一方面，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)引起的(de)(de)不良反應的(de)(de)大(da)小與測量(liang)修復(fu)的(de)(de)成功呈(cheng)正相關。

　　在原位(wei)(wei)修(xiu)(xiu)復污(wu)染沉積(ji)物時，用(yong)活性炭和(he)(he)其的污(wu)染沉積(ji)物原位(wei)(wei)修(xiu)(xiu)復方(fang)(fang)法(fa)。它(ta)依(yi)賴于疏(shu)水(shui)性有機污(wu)染物(HOC)對吸附(fu)劑顆粒表面的高親和(he)(he)力。由此產生(sheng)(sheng)的吸附(fu)強度足(zu)以顯著(zhu)降低(di)污(wu)染物的生(sheng)(sheng)物利用(yong)和(he)(he)流動(dong)性，從(cong)而限制其吸收到生(sheng)(sheng)物體并從(cong)沉積(ji)物釋(shi)放到水(shui)中。與(yu)傳統(tong)的修(xiu)(xiu)復方(fang)(fang)法(fa)相比，活性炭的修(xiu)(xiu)復成本和(he)(he)經濟要求通(tong)常較(jiao)低(di)，如(ru)用(yong)砂(sha)或粘土等非活性材料疏(shu)浚(jun)或密封，效果較(jiao)差(cha)，成本較(jiao)高。此外，這些(xie)傳統(tong)方(fang)(fang)法(fa)可能(neng)會破壞水(shui)生(sheng)(sheng)環境，惡化當地底棲生(sheng)(sheng)態(tai)系統(tong)。

　　處理(li)(li)現場沉(chen)(chen)積(ji)物可(ke)能會影響活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)處理(li)(li)時(shi)間。沉(chen)(chen)積(ji)物沉(chen)(chen)積(ji)在(zai)(zai)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)上表示處理(li)(li)成功(gong)。它可(ke)以通過空間隔離(li)底棲動物進一步減少(shao)(shao)吸附層修(xiu)正的(de)(de)不利影響，這可(ke)能有助于觀察活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)應用后海底群落的(de)(de)長期(qi)修(xiu)復。但這并不總是一種現實(shi)。在(zai)(zai)許多情(qing)況(kuang)(kuang)下，水只能部分處理(li)(li)，留(liu)下污(wu)染程度較(jiao)低的(de)(de)較(jiao)大區(qu)域(yu)。特別(bie)是在(zai)(zai)更湍流的(de)(de)水域(yu)，這些未經處理(li)(li)的(de)(de)位置可(ke)以成為污(wu)染沉(chen)(chen)積(ji)物的(de)(de)來(lai)源，可(ke)以重新沉(chen)(chen)積(ji)在(zai)(zai)應用活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)薄層的(de)(de)頂部。與傳統的(de)(de)修(xiu)復方法相比，活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)即使埋在(zai)(zai)新沉(chen)(chen)積(ji)的(de)(de)污(wu)染物中也能保持其修(xiu)復效率。但是，在(zai)(zai)這種情(qing)況(kuang)(kuang)下，活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)補救(jiu)潛力數據很少(shao)(shao)。

　　現場測試和結果

　　從試驗圖中獲(huo)得的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)巖心的(de)(de)(de)(de)(de)目視檢(jian)查(cha)顯(xian)示，在(zai)處理后1天內(nei)形成均勻(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)，并覆(fu)蓋(gai)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)。層(ceng)厚(hou)在(zai)芯之間(jian)變化(平(ping)均幾厘(li)米厚(hou))，活性(xing)(xing)炭(tan)顯(xian)示活性(xing)(xing)炭(tan)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)間(jian)隙(圖2A)。兩個(ge)(ge)月(yue)(yue)后的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)核(he)心顯(xian)示活性(xing)(xing)炭(tan)厚(hou)度顯(xian)著降低(圖2)B)。雖然(ran)(ran)一(yi)些活性(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)可(ke)(ke)能通過(guo)生物(wu)(wu)干擾進(jin)入下沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)，但損失的(de)(de)(de)(de)(de)主要因素可(ke)(ke)能是(shi)一(yi)次或(huo)多次風暴。然(ran)(ran)而，活性(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)仍然(ran)(ran)可(ke)(ke)以在(zai)大多數巖石中看到，地塊上的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)黑炭(tan)值(zhi)顯(xian)著增加(jia)（圖1）。湖底強風的(de)(de)(de)(de)(de)另一(yi)個(ge)(ge)影(ying)響是(shi)活性(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)頂部沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)了大量沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(圖2)B)。這一(yi)點(dian)可(ke)(ke)以通過(guo)支流河流輸入的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)進(jin)一(yi)步放大。層(ceng)中活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)損失和(he)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)繼續以高速率進(jin)行。在(zai)處理后10個(ge)(ge)月(yue)(yue)收集的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)核(he)心中，只能看到非常薄(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)獨特(te)活性(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)，其中一(yi)些沒有(you)可(ke)(ke)見活性(xing)(xing)炭(tan)痕跡。

　　活(huo)性炭(tan)的(de)不(bu)(bu)良(liang)反(fan)(fan)應似乎與(yu)其修復(fu)潛力密切(qie)相(xiang)關。嚴(yan)格遵(zun)循各試(shi)驗(yan)物(wu)種多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸(xi)(xi)(xi)收的(de)增長模式(shi)。這一(yi)(yi)發現表明，無論是(shi)(shi)(shi)對(dui)不(bu)(bu)利影(ying)響(xiang)還是(shi)(shi)(shi)有益(yi)影(ying)響(xiang)，沉積物(wu)的(de)覆蓋率(lv)首先(xian)降低了吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)對(dui)試(shi)驗(yan)生物(wu)體的(de)整體影(ying)響(xiang)。隨后，多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸(xi)(xi)(xi)收減少也會導(dao)致(zhi)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)顆(ke)(ke)粒(li)(li)的(de)增加，反(fan)(fan)過來(lai)又會導(dao)致(zhi)觀(guan)察到的(de)不(bu)(bu)利影(ying)響(xiang)。相(xiang)反(fan)(fan)，活(huo)性炭(tan)顆(ke)(ke)粒(li)(li)更嚴(yan)格的(de)空間隔離以增加多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸(xi)(xi)(xi)收為(wei)代價，保(bao)護其免受(shou)不(bu)(bu)良(liang)影(ying)響(xiang)。另一(yi)(yi)個可能的(de)原因(yin)是(shi)(shi)(shi)它們(men)之間的(de)潛在依賴。少量的(de)多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)生物(wu)積累是(shi)(shi)(shi)由活(huo)性炭(tan)引起(qi)的(de)，而不(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)由于污(wu)染(ran)物(wu)與(yu)活(huo)性炭(tan)顆(ke)(ke)粒(li)(li)的(de)結合(he)而降低多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)的(de)生物(wu)利用。

　　研究結果表明(ming)，在(zai)活(huo)性炭薄(bo)層(ceng)(ceng)覆(fu)(fu)蓋(gai)下可(ke)靠隔離污染源(yuan)是非(fei)常有益的(de)(de)(de)。活(huo)性炭將保持相對不受干(gan)(gan)擾的(de)(de)(de)層(ceng)(ceng)，分離舊(jiu)的(de)(de)(de)、污染的(de)(de)(de)和新的(de)(de)(de)清潔沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)，以防(fang)(fang)止污染物(wu)(wu)流入生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)。將蓋(gai)子蓋(gai)子混合(he)到(dao)下面(mian)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)中，大量較深的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)仍然(ran)污染物(wu)(wu)的(de)(de)(de)隔離。此外(wai)，該(gai)過(guo)程有助于穩定層(ceng)(ceng)，防(fang)(fang)止水湍(tuan)流從現(xian)場漂(piao)移。否則，這種(zhong)穩定性必須通過(guo)手動用另一層(ceng)(ceng)清潔的(de)(de)(de)沙子或(huo)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)覆(fu)(fu)蓋(gai)薄(bo)層(ceng)(ceng)或(huo)主動將吸附(fu)劑(ji)混合(he)到(dao)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)中來實現(xian)。然(ran)而，當場地預期更(geng)深層(ceng)(ceng)次的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)干(gan)(gan)擾時(shi)，可(ke)能(neng)需要施加更(geng)多的(de)(de)(de)活(huo)性炭，因為當它們與沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)混合(he)時(shi)，活(huo)性炭可(ke)能(neng)會(hui)被過(guo)快稀釋。