活性炭水中沉積物的處理

　　對于活性(xing)(xing)炭(tan)水(shui)中沉積(ji)物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理，一般(ban)采(cai)用吸附劑等薄(bo)層(ceng)覆(fu)蓋(gai)活性(xing)(xing)炭(tan)水(shui)中沉積(ji)物。直接使(shi)用活性(xing)(xing)炭(tan)等強(qiang)(qiang)吸附劑可(ke)以大(da)大(da)降低有(you)(you)機污染物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生物利用率。為了評估現實條件下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法中，我們(men)在多氯聯苯污染的(de)(de)(de)(de)(de)(de)湖中連續(xu)14個月的(de)(de)(de)(de)(de)(de)監測(ce)，盡(jin)可(ke)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發掘活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)用途。即使(shi)活性(xing)(xing)炭(tan)長期(qi)被(bei)污染的(de)(de)(de)(de)(de)(de)沉積(ji)物覆(fu)蓋(gai)，也(ye)需要足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度和深度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生物干(gan)擾(rao)才能保持可(ke)測(ce)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)性(xing)(xing)（減(jian)少污染物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生物積(ji)累）。另(ling)一方面，活性(xing)(xing)炭(tan)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不良反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小與測(ce)量(liang)修復的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成功(gong)呈正相關。

　　在原位(wei)修(xiu)復(fu)污染(ran)沉積(ji)物(wu)時，用(yong)活(huo)性(xing)炭和(he)(he)(he)其(qi)的(de)(de)(de)(de)污染(ran)沉積(ji)物(wu)原位(wei)修(xiu)復(fu)方法(fa)。它依賴于疏水(shui)性(xing)有(you)機污染(ran)物(wu)(HOC)對吸附(fu)劑顆粒表面(mian)的(de)(de)(de)(de)高親和(he)(he)(he)力。由(you)此產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)吸附(fu)強(qiang)度足(zu)以顯著降低污染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)利用(yong)和(he)(he)(he)流動性(xing)，從而(er)限(xian)制其(qi)吸收到生(sheng)物(wu)體并從沉積(ji)物(wu)釋放到水(shui)中。與傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)修(xiu)復(fu)方法(fa)相比，活(huo)性(xing)炭的(de)(de)(de)(de)修(xiu)復(fu)成本和(he)(he)(he)經(jing)濟要求通(tong)常較低，如用(yong)砂(sha)或粘土等非活(huo)性(xing)材(cai)料疏浚(jun)或密封(feng)，效果(guo)較差，成本較高。此外，這(zhe)些傳統(tong)方法(fa)可能會(hui)破壞水(shui)生(sheng)環境，惡(e)化當地底(di)棲(qi)生(sheng)態系統(tong)。

　　處(chu)(chu)理現場沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)可(ke)能會影響(xiang)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的處(chu)(chu)理時(shi)間(jian)。沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)在(zai)(zai)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)上表(biao)示處(chu)(chu)理成功(gong)。它可(ke)以通過空間(jian)隔離底(di)棲動物(wu)進一步減少吸附層(ceng)修(xiu)(xiu)正(zheng)的不(bu)利影響(xiang)，這(zhe)可(ke)能有助(zhu)于觀察活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)應(ying)用(yong)后海底(di)群落的長(chang)期修(xiu)(xiu)復(fu)。但這(zhe)并(bing)不(bu)總是一種(zhong)現實(shi)。在(zai)(zai)許多(duo)情況下(xia)，水只能部分(fen)處(chu)(chu)理，留下(xia)污(wu)(wu)染(ran)程度較(jiao)低的較(jiao)大區域。特別是在(zai)(zai)更湍流的水域，這(zhe)些未經處(chu)(chu)理的位置可(ke)以成為(wei)污(wu)(wu)染(ran)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)的來源，可(ke)以重(zhong)新沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)在(zai)(zai)應(ying)用(yong)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)薄層(ceng)的頂(ding)部。與傳(chuan)統(tong)的修(xiu)(xiu)復(fu)方(fang)法相比，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)即使埋在(zai)(zai)新沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)的污(wu)(wu)染(ran)物(wu)中也能保持其修(xiu)(xiu)復(fu)效率。但是，在(zai)(zai)這(zhe)種(zhong)情況下(xia)，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的補(bu)救(jiu)潛力數(shu)據很少。

　　現場測試和結果

　　從試(shi)驗圖(tu)(tu)中獲得(de)的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)巖(yan)心的(de)(de)目視檢(jian)查顯(xian)(xian)示，在(zai)處理后1天內形成(cheng)均勻的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)，并覆蓋(gai)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)。層(ceng)厚(hou)在(zai)芯(xin)之間(jian)變化(平均幾厘(li)米厚(hou))，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)顯(xian)(xian)示活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)之間(jian)的(de)(de)間(jian)隙(xi)(圖(tu)(tu)2A)。兩個(ge)月(yue)后的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)核(he)心顯(xian)(xian)示活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)厚(hou)度顯(xian)(xian)著降低(圖(tu)(tu)2)B)。雖然一(yi)(yi)(yi)些活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)可(ke)能通過生(sheng)物(wu)干擾(rao)進入(ru)下沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)，但損(sun)失(shi)的(de)(de)主要因素可(ke)能是一(yi)(yi)(yi)次(ci)或多次(ci)風暴(bao)。然而，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)仍然可(ke)以在(zai)大(da)(da)多數巖(yan)石中看到(dao)，地(di)塊(kuai)上(shang)的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)黑炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)值顯(xian)(xian)著增加（圖(tu)(tu)1）。湖底強(qiang)風的(de)(de)另一(yi)(yi)(yi)個(ge)影響(xiang)是活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)頂(ding)部沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)了大(da)(da)量(liang)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(圖(tu)(tu)2)B)。這一(yi)(yi)(yi)點可(ke)以通過支流(liu)河(he)流(liu)輸入(ru)的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)進一(yi)(yi)(yi)步放大(da)(da)。層(ceng)中活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)損(sun)失(shi)和沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)繼續以高速率進行。在(zai)處理后10個(ge)月(yue)收集的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)核(he)心中，只能看到(dao)非常薄(bo)的(de)(de)獨(du)特活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)，其中一(yi)(yi)(yi)些沒(mei)有可(ke)見活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)痕跡(ji)。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)不(bu)良(liang)(liang)反(fan)應似乎與其(qi)修復潛(qian)力密(mi)切相關。嚴(yan)格遵循各試驗(yan)物種多(duo)氯聯(lian)苯吸(xi)收(shou)的(de)(de)增長模式。這(zhe)一發(fa)現表明(ming)，無(wu)論是(shi)(shi)對不(bu)利(li)影(ying)(ying)響(xiang)還是(shi)(shi)有益影(ying)(ying)響(xiang)，沉積(ji)物的(de)(de)覆蓋率首先降低了吸(xi)附劑對試驗(yan)生物體的(de)(de)整體影(ying)(ying)響(xiang)。隨(sui)后，多(duo)氯聯(lian)苯吸(xi)收(shou)減(jian)少(shao)也會(hui)導(dao)致(zhi)吸(xi)附劑顆粒(li)的(de)(de)增加，反(fan)過來又會(hui)導(dao)致(zhi)觀(guan)察到(dao)的(de)(de)不(bu)利(li)影(ying)(ying)響(xiang)。相反(fan)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)顆粒(li)更嚴(yan)格的(de)(de)空間隔離以增加多(duo)氯聯(lian)苯吸(xi)收(shou)為代價，保護其(qi)免受不(bu)良(liang)(liang)影(ying)(ying)響(xiang)。另(ling)一個可能的(de)(de)原因是(shi)(shi)它們之間的(de)(de)潛(qian)在依賴(lai)。少(shao)量的(de)(de)多(duo)氯聯(lian)苯生物積(ji)累是(shi)(shi)由(you)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)引(yin)起(qi)的(de)(de)，而(er)不(bu)是(shi)(shi)由(you)于污染物與活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)顆粒(li)的(de)(de)結合而(er)降低多(duo)氯聯(lian)苯的(de)(de)生物利(li)用。

　　研究結果表明，在(zai)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)薄層(ceng)(ceng)覆(fu)(fu)蓋下可(ke)靠隔離污染(ran)源是非常有益的(de)(de)。活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)將保持相對(dui)不受干擾的(de)(de)層(ceng)(ceng)，分離舊的(de)(de)、污染(ran)的(de)(de)和(he)新的(de)(de)清潔(jie)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)，以(yi)防(fang)止污染(ran)物(wu)(wu)(wu)流入生(sheng)物(wu)(wu)(wu)活性(xing)(xing)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)。將蓋子(zi)蓋子(zi)混合(he)到下面(mian)的(de)(de)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)中(zhong)，大量較深(shen)(shen)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)仍然(ran)(ran)污染(ran)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)隔離。此外，該過(guo)程有助于穩定(ding)層(ceng)(ceng)，防(fang)止水湍流從(cong)現場漂移。否(fou)則(ze)，這種穩定(ding)性(xing)(xing)必須通過(guo)手動用另一(yi)層(ceng)(ceng)清潔(jie)的(de)(de)沙子(zi)或沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)覆(fu)(fu)蓋薄層(ceng)(ceng)或主動將吸附劑混合(he)到沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)中(zhong)來實現。然(ran)(ran)而，當場地預期更深(shen)(shen)層(ceng)(ceng)次的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)干擾時(shi)，可(ke)能需要施加(jia)更多的(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)，因為當它們與沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)混合(he)時(shi)，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)可(ke)能會被過(guo)快稀釋(shi)。