活性炭水中沉積物的處理

　　對于(yu)活性(xing)(xing)炭水中(zhong)(zhong)沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)(de)處理，一般采(cai)用(yong)吸附劑(ji)等薄(bo)層覆蓋活性(xing)(xing)炭水中(zhong)(zhong)沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)。直接(jie)使(shi)用(yong)活性(xing)(xing)炭等強吸附劑(ji)可(ke)(ke)以大大降(jiang)低(di)有(you)機污染物(wu)的(de)(de)(de)生物(wu)利用(yong)率。為了評估現實條件(jian)下的(de)(de)(de)方法中(zhong)(zhong)，我們在多氯聯苯污染的(de)(de)(de)湖中(zhong)(zhong)連續(xu)14個月的(de)(de)(de)監測(ce)(ce)，盡可(ke)(ke)能的(de)(de)(de)發(fa)掘活性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)用(yong)途。即使(shi)活性(xing)(xing)炭長期被(bei)污染的(de)(de)(de)沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)覆蓋，也需要足夠的(de)(de)(de)強度和深(shen)度的(de)(de)(de)生物(wu)干擾才能保持可(ke)(ke)測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)有(you)效性(xing)(xing)（減少污染物(wu)的(de)(de)(de)生物(wu)積(ji)(ji)(ji)累）。另一方面，活性(xing)(xing)炭引起的(de)(de)(de)不良反應(ying)的(de)(de)(de)大小與測(ce)(ce)量修復(fu)的(de)(de)(de)成功呈正相關。

　　在原位修(xiu)復(fu)污染(ran)沉積物(wu)(wu)時，用活性(xing)(xing)炭(tan)和(he)其(qi)的污染(ran)沉積物(wu)(wu)原位修(xiu)復(fu)方(fang)(fang)法(fa)。它(ta)依賴于(yu)疏(shu)水性(xing)(xing)有機污染(ran)物(wu)(wu)(HOC)對吸(xi)附劑顆粒表面的高親和(he)力。由(you)此產生(sheng)的吸(xi)附強度足(zu)以(yi)顯(xian)著降低污染(ran)物(wu)(wu)的生(sheng)物(wu)(wu)利用和(he)流(liu)動性(xing)(xing)，從而限(xian)制其(qi)吸(xi)收到生(sheng)物(wu)(wu)體并從沉積物(wu)(wu)釋(shi)放到水中。與傳(chuan)統的修(xiu)復(fu)方(fang)(fang)法(fa)相比，活性(xing)(xing)炭(tan)的修(xiu)復(fu)成本和(he)經濟要(yao)求通常(chang)較低，如用砂或(huo)粘土等非活性(xing)(xing)材料疏(shu)浚或(huo)密封，效果較差，成本較高。此外，這(zhe)些傳(chuan)統方(fang)(fang)法(fa)可(ke)能(neng)會破壞水生(sheng)環境，惡化(hua)當(dang)地(di)底棲生(sheng)態系統。

　　處(chu)(chu)理(li)現(xian)場沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)可能(neng)會(hui)影(ying)響活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)時(shi)間(jian)。沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)沉(chen)(chen)積(ji)在(zai)活(huo)性炭(tan)上表(biao)示(shi)處(chu)(chu)理(li)成功。它可以通過空(kong)間(jian)隔(ge)離(li)底棲動物(wu)進一(yi)步減少(shao)吸附層(ceng)修(xiu)(xiu)正(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)利影(ying)響，這(zhe)可能(neng)有助于觀察活(huo)性炭(tan)應(ying)用(yong)后海底群落的(de)(de)(de)(de)(de)長期修(xiu)(xiu)復。但(dan)這(zhe)并不(bu)總是一(yi)種現(xian)實。在(zai)許多情(qing)況下，水只能(neng)部(bu)分處(chu)(chu)理(li)，留下污(wu)染程度(du)較低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)較大區域(yu)。特別(bie)是在(zai)更(geng)湍(tuan)流的(de)(de)(de)(de)(de)水域(yu)，這(zhe)些未經處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)位置可以成為污(wu)染沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)來源，可以重(zhong)新沉(chen)(chen)積(ji)在(zai)應(ying)用(yong)活(huo)性炭(tan)薄(bo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)頂部(bu)。與傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)修(xiu)(xiu)復方法相比，活(huo)性炭(tan)即使埋在(zai)新沉(chen)(chen)積(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)染物(wu)中也能(neng)保(bao)持其(qi)修(xiu)(xiu)復效率。但(dan)是，在(zai)這(zhe)種情(qing)況下，活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)補救潛(qian)力數據(ju)很少(shao)。

　　現場測試和結果

　　從試驗圖(tu)(tu)中(zhong)獲得(de)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)巖心的(de)(de)(de)目視(shi)檢查顯(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)，在(zai)處理后1天內形成均勻的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)，并覆蓋沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)。層(ceng)(ceng)厚在(zai)芯(xin)之間(jian)(jian)變(bian)化(平均幾厘米厚)，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)顯(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)間(jian)(jian)隙(圖(tu)(tu)2A)。兩個月后的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)核心顯(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)厚度顯(xian)(xian)(xian)著(zhu)降低(圖(tu)(tu)2)B)。雖然一些活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)可(ke)(ke)能(neng)通(tong)過生物(wu)(wu)(wu)干(gan)擾進入下(xia)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)，但(dan)損失(shi)的(de)(de)(de)主要因素可(ke)(ke)能(neng)是(shi)(shi)一次或多(duo)次風(feng)暴。然而，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)仍然可(ke)(ke)以在(zai)大多(duo)數巖石中(zhong)看到，地塊上的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)黑炭(tan)(tan)(tan)值顯(xian)(xian)(xian)著(zhu)增加（圖(tu)(tu)1）。湖底強風(feng)的(de)(de)(de)另一個影響是(shi)(shi)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)頂部沉(chen)(chen)積(ji)(ji)了大量(liang)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(圖(tu)(tu)2)B)。這(zhe)一點可(ke)(ke)以通(tong)過支流河流輸入的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)進一步(bu)放大。層(ceng)(ceng)中(zhong)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)損失(shi)和(he)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)繼續以高速(su)率(lv)進行(xing)。在(zai)處理后10個月收(shou)集的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)核心中(zhong)，只能(neng)看到非(fei)常薄(bo)的(de)(de)(de)獨特(te)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)，其(qi)中(zhong)一些沒(mei)有可(ke)(ke)見活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)痕跡(ji)。

　　活(huo)性(xing)炭的(de)不(bu)良反應似(si)乎與其(qi)修(xiu)復潛(qian)力(li)密切相(xiang)關。嚴(yan)格遵循各試(shi)驗物種多(duo)氯(lv)聯苯吸(xi)收的(de)增長模式。這(zhe)一發(fa)現表明(ming)，無(wu)論(lun)是對(dui)不(bu)利(li)影(ying)(ying)響(xiang)還是有益(yi)影(ying)(ying)響(xiang)，沉積物的(de)覆蓋(gai)率首(shou)先降低了吸(xi)附劑(ji)對(dui)試(shi)驗生物體的(de)整體影(ying)(ying)響(xiang)。隨(sui)后(hou)，多(duo)氯(lv)聯苯吸(xi)收減(jian)少也會(hui)導致(zhi)吸(xi)附劑(ji)顆(ke)粒的(de)增加(jia)，反過來又會(hui)導致(zhi)觀察到的(de)不(bu)利(li)影(ying)(ying)響(xiang)。相(xiang)反，活(huo)性(xing)炭顆(ke)粒更嚴(yan)格的(de)空間(jian)隔(ge)離(li)以增加(jia)多(duo)氯(lv)聯苯吸(xi)收為代價，保護其(qi)免受不(bu)良影(ying)(ying)響(xiang)。另一個可能的(de)原因是它們之間(jian)的(de)潛(qian)在(zai)依賴。少量的(de)多(duo)氯(lv)聯苯生物積累是由活(huo)性(xing)炭引起(qi)的(de)，而不(bu)是由于污染物與活(huo)性(xing)炭顆(ke)粒的(de)結合而降低多(duo)氯(lv)聯苯的(de)生物利(li)用(yong)。

　　研究結果表明，在活(huo)性(xing)炭薄層(ceng)覆蓋(gai)下可(ke)靠隔(ge)離(li)污(wu)染源是非常有益的(de)。活(huo)性(xing)炭將保持相對不受(shou)干擾(rao)的(de)層(ceng)，分離(li)舊的(de)、污(wu)染的(de)和新的(de)清(qing)潔(jie)沉積物(wu)(wu)，以防止(zhi)污(wu)染物(wu)(wu)流入生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)沉積物(wu)(wu)。將蓋(gai)子(zi)蓋(gai)子(zi)混(hun)合到(dao)下面(mian)的(de)沉積物(wu)(wu)中(zhong)，大(da)量較(jiao)深的(de)生(sheng)物(wu)(wu)仍然(ran)(ran)污(wu)染物(wu)(wu)的(de)隔(ge)離(li)。此外，該過程有助于穩(wen)定(ding)層(ceng)，防止(zhi)水湍流從現場(chang)漂移。否則，這種(zhong)穩(wen)定(ding)性(xing)必須通過手(shou)動(dong)用另一層(ceng)清(qing)潔(jie)的(de)沙(sha)子(zi)或(huo)沉積物(wu)(wu)覆蓋(gai)薄層(ceng)或(huo)主(zhu)動(dong)將吸附劑混(hun)合到(dao)沉積物(wu)(wu)中(zhong)來(lai)實現。然(ran)(ran)而，當場(chang)地(di)預期更(geng)深層(ceng)次的(de)生(sheng)物(wu)(wu)干擾(rao)時，可(ke)能需要施加更(geng)多(duo)的(de)活(huo)性(xing)炭，因(yin)為當它們與(yu)沉積物(wu)(wu)混(hun)合時，活(huo)性(xing)炭可(ke)能會被過快稀釋。