活性炭水中沉積物的處理

　　對(dui)于活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)水(shui)(shui)中(zhong)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)處(chu)理，一(yi)般采用吸附(fu)劑等(deng)薄層覆蓋(gai)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)水(shui)(shui)中(zhong)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)。直接(jie)使用活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)等(deng)強(qiang)吸附(fu)劑可以大大降低(di)有機(ji)污染物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)生物(wu)(wu)(wu)利用率。為了(le)評估(gu)現實條件(jian)下的(de)(de)方法中(zhong)，我們(men)在多(duo)氯聯苯污染的(de)(de)湖中(zhong)連續(xu)14個月的(de)(de)監測(ce)(ce)，盡可能(neng)的(de)(de)發掘活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)用途。即使活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)長期(qi)被污染的(de)(de)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)覆蓋(gai)，也需要足夠的(de)(de)強(qiang)度和深度的(de)(de)生物(wu)(wu)(wu)干擾才能(neng)保持可測(ce)(ce)量的(de)(de)有效性(xing)（減少污染物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)生物(wu)(wu)(wu)積累）。另(ling)一(yi)方面(mian)，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)引(yin)起的(de)(de)不良反應的(de)(de)大小與(yu)測(ce)(ce)量修(xiu)復(fu)的(de)(de)成(cheng)功呈正相關(guan)。

　　在原位修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)污染沉(chen)(chen)積物(wu)時，用(yong)活(huo)性(xing)炭和(he)其的(de)(de)(de)(de)污染沉(chen)(chen)積物(wu)原位修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)方(fang)(fang)法(fa)。它依賴于(yu)疏(shu)水(shui)性(xing)有機污染物(wu)(HOC)對(dui)吸(xi)附(fu)劑顆粒(li)表面的(de)(de)(de)(de)高(gao)親(qin)和(he)力。由此產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)強度足以顯著降低污染物(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)利用(yong)和(he)流(liu)動(dong)性(xing)，從(cong)而限制其吸(xi)收到生(sheng)(sheng)物(wu)體(ti)并從(cong)沉(chen)(chen)積物(wu)釋放到水(shui)中。與傳統的(de)(de)(de)(de)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)方(fang)(fang)法(fa)相比(bi)，活(huo)性(xing)炭的(de)(de)(de)(de)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)(fu)(fu)成本和(he)經濟(ji)要求通常較(jiao)低，如用(yong)砂或粘土(tu)等(deng)非活(huo)性(xing)材料(liao)疏(shu)浚或密封，效果(guo)較(jiao)差，成本較(jiao)高(gao)。此外，這(zhe)些傳統方(fang)(fang)法(fa)可能會(hui)破壞水(shui)生(sheng)(sheng)環境，惡化當地底(di)棲生(sheng)(sheng)態系統。

　　處理現場沉(chen)積物(wu)可能會影響(xiang)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的處理時間。沉(chen)積物(wu)沉(chen)積在活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)上表示處理成功。它(ta)可以(yi)通過空(kong)間隔離底(di)棲動物(wu)進一步減少吸附層修(xiu)正的不(bu)利(li)影響(xiang)，這可能有助(zhu)于觀(guan)察活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)應用后海底(di)群落的長期修(xiu)復。但這并(bing)不(bu)總是(shi)一種現實。在許多情況下，水只能部分處理，留下污(wu)染程度較低的較大(da)區域。特別是(shi)在更湍流的水域，這些未經處理的位置可以(yi)成為污(wu)染沉(chen)積物(wu)的來源，可以(yi)重新(xin)沉(chen)積在應用活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)薄層的頂部。與傳統的修(xiu)復方法相比(bi)，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)即(ji)使埋在新(xin)沉(chen)積的污(wu)染物(wu)中也能保(bao)持其(qi)修(xiu)復效率。但是(shi)，在這種情況下，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的補救(jiu)潛力數據很(hen)少。

　　現場測試和結果

　　從試驗圖(tu)(tu)中(zhong)獲得(de)的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)巖(yan)心(xin)的(de)(de)目視檢查顯(xian)示，在(zai)處(chu)理后1天內(nei)形成均(jun)勻的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)，并覆(fu)蓋沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)。層(ceng)(ceng)(ceng)厚在(zai)芯之(zhi)間變(bian)化(平均(jun)幾厘米厚)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)顯(xian)示活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)之(zhi)間的(de)(de)間隙(xi)(圖(tu)(tu)2A)。兩個月后的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)核心(xin)顯(xian)示活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)厚度(du)顯(xian)著降低(圖(tu)(tu)2)B)。雖然一(yi)些(xie)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)可能(neng)通過生物(wu)(wu)干擾進入下沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)，但(dan)損(sun)失的(de)(de)主要因素(su)可能(neng)是一(yi)次或多次風暴(bao)。然而，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)仍然可以(yi)在(zai)大多數巖(yan)石中(zhong)看到，地塊上(shang)的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)黑炭(tan)(tan)值顯(xian)著增加（圖(tu)(tu)1）。湖(hu)底(di)強風的(de)(de)另一(yi)個影響是活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)頂部沉(chen)(chen)積(ji)了大量(liang)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(圖(tu)(tu)2)B)。這一(yi)點可以(yi)通過支流河流輸入的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)進一(yi)步放大。層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)損(sun)失和沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)繼續(xu)以(yi)高速率進行。在(zai)處(chu)理后10個月收集的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)核心(xin)中(zhong)，只(zhi)能(neng)看到非常薄的(de)(de)獨特活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)，其(qi)中(zhong)一(yi)些(xie)沒有可見(jian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)痕(hen)跡。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)不(bu)(bu)良(liang)反(fan)應似乎與(yu)其修復(fu)潛力密切相(xiang)關。嚴(yan)格(ge)遵循各試驗物(wu)種多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)苯吸收的(de)(de)增(zeng)長模式。這一(yi)發現表明(ming)，無論是(shi)(shi)對(dui)不(bu)(bu)利(li)影(ying)響(xiang)還是(shi)(shi)有(you)益影(ying)響(xiang)，沉積物(wu)的(de)(de)覆蓋率首先降(jiang)低(di)了(le)吸附劑對(dui)試驗生(sheng)物(wu)體的(de)(de)整體影(ying)響(xiang)。隨后，多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)苯吸收減少也會(hui)導致(zhi)(zhi)吸附劑顆(ke)(ke)粒(li)的(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)，反(fan)過來(lai)又會(hui)導致(zhi)(zhi)觀(guan)察到的(de)(de)不(bu)(bu)利(li)影(ying)響(xiang)。相(xiang)反(fan)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)顆(ke)(ke)粒(li)更嚴(yan)格(ge)的(de)(de)空間隔離以增(zeng)加(jia)(jia)多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)苯吸收為代(dai)價，保(bao)護其免受不(bu)(bu)良(liang)影(ying)響(xiang)。另一(yi)個可能的(de)(de)原因是(shi)(shi)它們之(zhi)間的(de)(de)潛在依賴。少量的(de)(de)多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)苯生(sheng)物(wu)積累是(shi)(shi)由(you)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)引起的(de)(de)，而不(bu)(bu)是(shi)(shi)由(you)于污染物(wu)與(yu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)顆(ke)(ke)粒(li)的(de)(de)結合(he)而降(jiang)低(di)多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)苯的(de)(de)生(sheng)物(wu)利(li)用。

　　研(yan)究(jiu)結果表明，在活(huo)性炭(tan)薄層(ceng)(ceng)覆(fu)蓋(gai)(gai)下可靠隔(ge)離(li)污染源(yuan)是(shi)非常(chang)有益(yi)的(de)(de)(de)。活(huo)性炭(tan)將(jiang)保持相對不受干(gan)擾(rao)(rao)的(de)(de)(de)層(ceng)(ceng)，分離(li)舊(jiu)的(de)(de)(de)、污染的(de)(de)(de)和新的(de)(de)(de)清(qing)潔沉(chen)積(ji)物(wu)，以防止污染物(wu)流入生物(wu)活(huo)性沉(chen)積(ji)物(wu)。將(jiang)蓋(gai)(gai)子蓋(gai)(gai)子混(hun)合到下面的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)物(wu)中(zhong)(zhong)，大量較深的(de)(de)(de)生物(wu)仍(reng)然污染物(wu)的(de)(de)(de)隔(ge)離(li)。此(ci)外，該過(guo)程有助(zhu)于穩定層(ceng)(ceng)，防止水湍流從現場漂(piao)移。否(fou)則，這種穩定性必須通過(guo)手(shou)動(dong)用另一層(ceng)(ceng)清(qing)潔的(de)(de)(de)沙子或沉(chen)積(ji)物(wu)覆(fu)蓋(gai)(gai)薄層(ceng)(ceng)或主動(dong)將(jiang)吸附劑混(hun)合到沉(chen)積(ji)物(wu)中(zhong)(zhong)來實現。然而，當場地預期更深層(ceng)(ceng)次的(de)(de)(de)生物(wu)干(gan)擾(rao)(rao)時(shi)，可能需要施加更多的(de)(de)(de)活(huo)性炭(tan)，因為當它們與沉(chen)積(ji)物(wu)混(hun)合時(shi)，活(huo)性炭(tan)可能會被過(guo)快稀釋。