活性炭水中沉積物的處理

　　對于活性(xing)炭(tan)水中(zhong)沉(chen)積物(wu)(wu)的(de)(de)(de)處理，一般(ban)采用吸附劑(ji)(ji)等(deng)薄層覆(fu)蓋活性(xing)炭(tan)水中(zhong)沉(chen)積物(wu)(wu)。直(zhi)接使(shi)用活性(xing)炭(tan)等(deng)強吸附劑(ji)(ji)可(ke)以大(da)大(da)降低有機污(wu)染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)利用率。為了評估現實條件下(xia)的(de)(de)(de)方法中(zhong)，我們在(zai)多氯聯苯污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)湖中(zhong)連(lian)續14個月的(de)(de)(de)監測(ce)，盡(jin)可(ke)能(neng)的(de)(de)(de)發掘活性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)用途(tu)。即使(shi)活性(xing)炭(tan)長期被污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)沉(chen)積物(wu)(wu)覆(fu)蓋，也需(xu)要(yao)足夠的(de)(de)(de)強度和深(shen)度的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)干擾才能(neng)保持可(ke)測(ce)量的(de)(de)(de)有效(xiao)性(xing)（減少污(wu)染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)積累）。另一方面(mian)，活性(xing)炭(tan)引起的(de)(de)(de)不(bu)良反(fan)應的(de)(de)(de)大(da)小與測(ce)量修復的(de)(de)(de)成功呈正相關。

　　在原位(wei)修(xiu)復(fu)污(wu)染(ran)沉積(ji)物時，用活性(xing)(xing)炭(tan)和(he)其(qi)的污(wu)染(ran)沉積(ji)物原位(wei)修(xiu)復(fu)方(fang)法。它依賴于疏(shu)水性(xing)(xing)有機污(wu)染(ran)物(HOC)對吸附(fu)劑(ji)顆粒(li)表面的高(gao)親和(he)力。由此產(chan)生(sheng)(sheng)的吸附(fu)強度足(zu)以顯著降(jiang)低污(wu)染(ran)物的生(sheng)(sheng)物利用和(he)流動性(xing)(xing)，從而限制其(qi)吸收到生(sheng)(sheng)物體并從沉積(ji)物釋放到水中。與傳統的修(xiu)復(fu)方(fang)法相比，活性(xing)(xing)炭(tan)的修(xiu)復(fu)成(cheng)本(ben)和(he)經濟要求通常較(jiao)(jiao)低，如用砂或粘(zhan)土等(deng)非(fei)活性(xing)(xing)材料疏(shu)浚或密封(feng)，效果較(jiao)(jiao)差，成(cheng)本(ben)較(jiao)(jiao)高(gao)。此外，這(zhe)些(xie)傳統方(fang)法可能會破(po)壞水生(sheng)(sheng)環境，惡化當(dang)地(di)底棲生(sheng)(sheng)態系(xi)統。

　　處(chu)理現場沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物可能會(hui)影響活性炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)處(chu)理時間。沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)在活性炭(tan)(tan)(tan)上(shang)表示處(chu)理成功。它可以通過空間隔離(li)底棲動物進一(yi)步減少(shao)吸附層修正的(de)(de)不利影響，這(zhe)可能有助于觀察活性炭(tan)(tan)(tan)應用(yong)后海底群落的(de)(de)長(chang)期修復。但這(zhe)并不總是一(yi)種(zhong)現實。在許多情(qing)況下(xia)(xia)，水(shui)只能部分處(chu)理，留下(xia)(xia)污(wu)染程度較低(di)的(de)(de)較大區域。特別是在更湍流的(de)(de)水(shui)域，這(zhe)些未經處(chu)理的(de)(de)位置可以成為污(wu)染沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物的(de)(de)來源，可以重新沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)在應用(yong)活性炭(tan)(tan)(tan)薄層的(de)(de)頂部。與傳統的(de)(de)修復方法相比，活性炭(tan)(tan)(tan)即使埋在新沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)的(de)(de)污(wu)染物中也能保持其修復效率。但是，在這(zhe)種(zhong)情(qing)況下(xia)(xia)，活性炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)補救潛力(li)數據(ju)很(hen)少(shao)。

　　現場測試和結果

　　從試驗圖(tu)中獲(huo)得的(de)(de)沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)巖心(xin)的(de)(de)目(mu)視檢查顯(xian)示(shi)，在(zai)處理(li)后(hou)(hou)1天(tian)內形(xing)成均勻(yun)的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)層(ceng)，并覆蓋(gai)沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)。層(ceng)厚(hou)(hou)在(zai)芯之間變化(平均幾厘米厚(hou)(hou))，活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)顯(xian)示(shi)活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)之間的(de)(de)間隙(xi)(圖(tu)2A)。兩個(ge)月后(hou)(hou)的(de)(de)沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)核心(xin)顯(xian)示(shi)活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)厚(hou)(hou)度顯(xian)著(zhu)降低(di)(圖(tu)2)B)。雖然一(yi)(yi)些(xie)活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)層(ceng)可能通過生物(wu)(wu)干擾進(jin)入下沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)，但損(sun)失(shi)的(de)(de)主要因素(su)可能是一(yi)(yi)次(ci)或多(duo)次(ci)風暴。然而，活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)層(ceng)仍然可以(yi)在(zai)大多(duo)數巖石中看(kan)到(dao)，地塊上的(de)(de)沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)黑炭(tan)(tan)值顯(xian)著(zhu)增加（圖(tu)1）。湖底強風的(de)(de)另(ling)一(yi)(yi)個(ge)影(ying)響是活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)層(ceng)頂部沉積(ji)(ji)(ji)了大量沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(圖(tu)2)B)。這(zhe)一(yi)(yi)點可以(yi)通過支(zhi)流河流輸入的(de)(de)沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)進(jin)一(yi)(yi)步放大。層(ceng)中活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)的(de)(de)損(sun)失(shi)和沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)沉積(ji)(ji)(ji)繼續(xu)以(yi)高速率進(jin)行。在(zai)處理(li)后(hou)(hou)10個(ge)月收集的(de)(de)沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)核心(xin)中，只能看(kan)到(dao)非常薄的(de)(de)獨特活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)層(ceng)，其中一(yi)(yi)些(xie)沒有可見活(huo)(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)痕跡。

　　活(huo)性(xing)炭的(de)(de)不(bu)良反(fan)應似乎與(yu)其修復潛(qian)力密切相關(guan)。嚴格遵(zun)循(xun)各試驗(yan)物(wu)種多(duo)氯(lv)(lv)聯苯吸(xi)收的(de)(de)增長模式。這一(yi)發現表(biao)明，無論是(shi)(shi)對不(bu)利影(ying)響(xiang)(xiang)還是(shi)(shi)有益影(ying)響(xiang)(xiang)，沉積物(wu)的(de)(de)覆蓋率首先(xian)降(jiang)低(di)了吸(xi)附劑對試驗(yan)生(sheng)(sheng)物(wu)體(ti)的(de)(de)整體(ti)影(ying)響(xiang)(xiang)。隨后(hou)，多(duo)氯(lv)(lv)聯苯吸(xi)收減少(shao)也會導(dao)(dao)致吸(xi)附劑顆粒的(de)(de)增加，反(fan)過來(lai)又(you)會導(dao)(dao)致觀察到的(de)(de)不(bu)利影(ying)響(xiang)(xiang)。相反(fan)，活(huo)性(xing)炭顆粒更嚴格的(de)(de)空(kong)間隔離以增加多(duo)氯(lv)(lv)聯苯吸(xi)收為(wei)代價(jia)，保護其免受不(bu)良影(ying)響(xiang)(xiang)。另一(yi)個可能的(de)(de)原因(yin)是(shi)(shi)它們(men)之間的(de)(de)潛(qian)在依賴。少(shao)量(liang)的(de)(de)多(duo)氯(lv)(lv)聯苯生(sheng)(sheng)物(wu)積累是(shi)(shi)由活(huo)性(xing)炭引(yin)起的(de)(de)，而(er)不(bu)是(shi)(shi)由于污染物(wu)與(yu)活(huo)性(xing)炭顆粒的(de)(de)結合而(er)降(jiang)低(di)多(duo)氯(lv)(lv)聯苯的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)利用。

　　研究結果表明，在(zai)活性(xing)炭(tan)薄層覆(fu)蓋(gai)(gai)下(xia)可(ke)靠隔離污(wu)染(ran)源(yuan)是非常有益的(de)(de)(de)(de)。活性(xing)炭(tan)將保持(chi)相對不受干(gan)擾(rao)的(de)(de)(de)(de)層，分(fen)離舊的(de)(de)(de)(de)、污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)(de)和新的(de)(de)(de)(de)清潔沉(chen)積(ji)物，以防(fang)(fang)止(zhi)污(wu)染(ran)物流入生(sheng)物活性(xing)沉(chen)積(ji)物。將蓋(gai)(gai)子(zi)蓋(gai)(gai)子(zi)混合到下(xia)面的(de)(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)物中，大量較深的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物仍然污(wu)染(ran)物的(de)(de)(de)(de)隔離。此外，該過(guo)程有助于(yu)穩定(ding)層，防(fang)(fang)止(zhi)水(shui)湍流從現場(chang)漂移。否(fou)則，這種(zhong)穩定(ding)性(xing)必(bi)須通過(guo)手動(dong)用(yong)另一層清潔的(de)(de)(de)(de)沙子(zi)或(huo)(huo)沉(chen)積(ji)物覆(fu)蓋(gai)(gai)薄層或(huo)(huo)主(zhu)動(dong)將吸(xi)附劑混合到沉(chen)積(ji)物中來(lai)實(shi)現。然而，當場(chang)地預期更(geng)深層次的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物干(gan)擾(rao)時，可(ke)能需(xu)要施加(jia)更(geng)多(duo)的(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)，因為(wei)當它們與沉(chen)積(ji)物混合時，活性(xing)炭(tan)可(ke)能會被過(guo)快稀釋。