活性炭水中沉積物的處理

　　對于(yu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)水(shui)中(zhong)沉積(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)處(chu)理，一(yi)般采(cai)用(yong)吸(xi)附劑等(deng)薄(bo)層覆蓋活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)水(shui)中(zhong)沉積(ji)物(wu)(wu)。直接(jie)使(shi)用(yong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)等(deng)強(qiang)吸(xi)附劑可(ke)以大大降低有機(ji)污染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)生物(wu)(wu)利用(yong)率。為了評(ping)估現實條件下(xia)的(de)(de)方法中(zhong)，我們在(zai)多氯(lv)聯苯污染(ran)的(de)(de)湖中(zhong)連續(xu)14個月的(de)(de)監測(ce)，盡可(ke)能的(de)(de)發掘活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)用(yong)途。即使(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)長(chang)期被污染(ran)的(de)(de)沉積(ji)物(wu)(wu)覆蓋，也需要足夠的(de)(de)強(qiang)度和(he)深(shen)度的(de)(de)生物(wu)(wu)干擾才能保持可(ke)測(ce)量的(de)(de)有效性(xing)(xing)(xing)（減少污染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)生物(wu)(wu)積(ji)累）。另一(yi)方面，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)引(yin)起的(de)(de)不良反(fan)應的(de)(de)大小與(yu)測(ce)量修復的(de)(de)成功呈正相關。

　　在原位修復污染(ran)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)時，用活性(xing)炭和(he)其的污染(ran)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)原位修復方(fang)法(fa)。它依賴于疏水性(xing)有機(ji)污染(ran)物(wu)(HOC)對吸(xi)附劑(ji)顆(ke)粒表(biao)面(mian)的高(gao)親和(he)力。由(you)此產(chan)生(sheng)(sheng)的吸(xi)附強(qiang)度足以顯著降低污染(ran)物(wu)的生(sheng)(sheng)物(wu)利用和(he)流動性(xing)，從而限制其吸(xi)收(shou)到生(sheng)(sheng)物(wu)體并(bing)從沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)釋放到水中(zhong)。與傳統的修復方(fang)法(fa)相(xiang)比，活性(xing)炭的修復成本和(he)經濟要求(qiu)通常較(jiao)低，如用砂或(huo)粘土(tu)等非活性(xing)材料疏浚或(huo)密封，效果較(jiao)差(cha)，成本較(jiao)高(gao)。此外，這些傳統方(fang)法(fa)可能會破壞(huai)水生(sheng)(sheng)環境，惡化當地底(di)棲生(sheng)(sheng)態系統。

　　處理(li)現(xian)場沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)可(ke)(ke)能(neng)會影(ying)響活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)處理(li)時間(jian)。沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)在(zai)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)上表(biao)示處理(li)成(cheng)功。它(ta)可(ke)(ke)以通(tong)過空(kong)間(jian)隔離(li)底(di)棲(qi)動物(wu)(wu)進一(yi)步減少吸附層(ceng)修(xiu)正的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)利影(ying)響，這(zhe)(zhe)可(ke)(ke)能(neng)有助于觀察活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)應(ying)用后海(hai)底(di)群落的(de)(de)(de)(de)(de)長期修(xiu)復。但(dan)(dan)這(zhe)(zhe)并不(bu)總是(shi)一(yi)種現(xian)實。在(zai)許多情況(kuang)下，水(shui)只能(neng)部(bu)(bu)分處理(li)，留(liu)下污染程度較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)大區域(yu)。特別是(shi)在(zai)更(geng)湍流的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)域(yu)，這(zhe)(zhe)些未經處理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)位置可(ke)(ke)以成(cheng)為污染沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)來源，可(ke)(ke)以重新沉(chen)(chen)積(ji)(ji)在(zai)應(ying)用活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)薄層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)頂部(bu)(bu)。與(yu)傳統的(de)(de)(de)(de)(de)修(xiu)復方(fang)法相比，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)即使埋在(zai)新沉(chen)(chen)積(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)污染物(wu)(wu)中(zhong)也能(neng)保持其修(xiu)復效率。但(dan)(dan)是(shi)，在(zai)這(zhe)(zhe)種情況(kuang)下，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)補(bu)救潛力(li)數(shu)據很(hen)少。

　　現場測試和結果

　　從試(shi)驗(yan)圖(tu)中獲(huo)得(de)的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)巖心的(de)(de)目視檢查顯(xian)示，在(zai)(zai)處(chu)(chu)理后(hou)1天內形成均(jun)勻的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)層，并覆蓋(gai)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)。層厚在(zai)(zai)芯之(zhi)間變化(hua)(平均(jun)幾厘米(mi)厚)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)顯(xian)示活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)之(zhi)間的(de)(de)間隙(圖(tu)2A)。兩個(ge)月(yue)(yue)后(hou)的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)核心顯(xian)示活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)厚度(du)顯(xian)著(zhu)降低(圖(tu)2)B)。雖(sui)然一(yi)些活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)層可(ke)(ke)能通過生物(wu)(wu)干擾進(jin)入(ru)下沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)，但損失(shi)的(de)(de)主要因(yin)素可(ke)(ke)能是(shi)(shi)一(yi)次或多次風(feng)(feng)暴。然而，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)層仍然可(ke)(ke)以(yi)在(zai)(zai)大(da)多數巖石中看到(dao)，地塊(kuai)上的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)黑炭(tan)(tan)(tan)(tan)值顯(xian)著(zhu)增加（圖(tu)1）。湖底強風(feng)(feng)的(de)(de)另一(yi)個(ge)影響是(shi)(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)層頂部(bu)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)了大(da)量(liang)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(圖(tu)2)B)。這一(yi)點可(ke)(ke)以(yi)通過支流河流輸(shu)入(ru)的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)進(jin)一(yi)步(bu)放大(da)。層中活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)損失(shi)和沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)繼續以(yi)高速率進(jin)行。在(zai)(zai)處(chu)(chu)理后(hou)10個(ge)月(yue)(yue)收集的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)核心中，只能看到(dao)非常薄的(de)(de)獨特活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)層，其(qi)中一(yi)些沒有可(ke)(ke)見活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)痕跡(ji)。

　　活(huo)(huo)性炭的(de)(de)不良(liang)(liang)反(fan)應似(si)乎與其修復(fu)潛(qian)力密切(qie)相關。嚴(yan)格(ge)(ge)遵循各試(shi)驗物(wu)(wu)種多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)吸收的(de)(de)增長模式。這一發(fa)現表明，無論是對(dui)不利影(ying)(ying)響還是有(you)益影(ying)(ying)響，沉積物(wu)(wu)的(de)(de)覆(fu)蓋率(lv)首先降低(di)了吸附劑(ji)對(dui)試(shi)驗生物(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)整體(ti)(ti)影(ying)(ying)響。隨后，多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)吸收減(jian)少也會導(dao)致吸附劑(ji)顆粒(li)的(de)(de)增加(jia)，反(fan)過(guo)來又會導(dao)致觀(guan)察到的(de)(de)不利影(ying)(ying)響。相反(fan)，活(huo)(huo)性炭顆粒(li)更(geng)嚴(yan)格(ge)(ge)的(de)(de)空(kong)間隔離(li)以增加(jia)多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)吸收為代價，保護其免受不良(liang)(liang)影(ying)(ying)響。另一個可能(neng)的(de)(de)原(yuan)因是它(ta)們之(zhi)間的(de)(de)潛(qian)在依賴。少量的(de)(de)多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)生物(wu)(wu)積累是由活(huo)(huo)性炭引起(qi)的(de)(de)，而不是由于污染物(wu)(wu)與活(huo)(huo)性炭顆粒(li)的(de)(de)結合(he)而降低(di)多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)的(de)(de)生物(wu)(wu)利用。

　　研究結果表(biao)明，在(zai)活(huo)性炭薄層覆蓋下(xia)可靠隔離(li)污染(ran)源是(shi)非常有益的(de)。活(huo)性炭將(jiang)(jiang)保持相對不受干擾(rao)(rao)的(de)層，分(fen)離(li)舊的(de)、污染(ran)的(de)和新的(de)清潔(jie)(jie)沉(chen)(chen)(chen)積物(wu)，以防(fang)止污染(ran)物(wu)流入生(sheng)物(wu)活(huo)性沉(chen)(chen)(chen)積物(wu)。將(jiang)(jiang)蓋子(zi)蓋子(zi)混(hun)(hun)合(he)到下(xia)面的(de)沉(chen)(chen)(chen)積物(wu)中(zhong)，大量較(jiao)深的(de)生(sheng)物(wu)仍(reng)然(ran)污染(ran)物(wu)的(de)隔離(li)。此外，該(gai)過程(cheng)有助于穩(wen)定層，防(fang)止水湍流從現(xian)場漂(piao)移。否則，這種穩(wen)定性必須(xu)通過手(shou)動用另一(yi)層清潔(jie)(jie)的(de)沙子(zi)或沉(chen)(chen)(chen)積物(wu)覆蓋薄層或主動將(jiang)(jiang)吸附劑(ji)混(hun)(hun)合(he)到沉(chen)(chen)(chen)積物(wu)中(zhong)來實(shi)現(xian)。然(ran)而，當場地預期(qi)更(geng)深層次的(de)生(sheng)物(wu)干擾(rao)(rao)時，可能(neng)需(xu)要施加更(geng)多的(de)活(huo)性炭，因為當它們與沉(chen)(chen)(chen)積物(wu)混(hun)(hun)合(he)時，活(huo)性炭可能(neng)會被(bei)過快稀(xi)釋(shi)。