活性炭水中沉積物的處理

　　對于(yu)活(huo)性炭(tan)水中沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)(de)(de)處(chu)理，一般采用吸附劑等薄層覆蓋活(huo)性炭(tan)水中沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)。直接使用活(huo)性炭(tan)等強吸附劑可以大(da)大(da)降低(di)有(you)機(ji)污(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)利用率。為(wei)了評估現實條件下(xia)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)中，我們在(zai)多氯聯苯污(wu)染的(de)(de)(de)(de)湖(hu)中連續14個月的(de)(de)(de)(de)監測(ce)，盡(jin)可能的(de)(de)(de)(de)發(fa)掘(jue)活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)(de)用途。即(ji)使活(huo)性炭(tan)長(chang)期被污(wu)染的(de)(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)覆蓋，也需要(yao)足夠的(de)(de)(de)(de)強度(du)和深度(du)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)干擾才(cai)能保(bao)持可測(ce)量(liang)的(de)(de)(de)(de)有(you)效性（減少污(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)積(ji)(ji)累）。另一方(fang)面，活(huo)性炭(tan)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)不良反應(ying)的(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)與測(ce)量(liang)修復的(de)(de)(de)(de)成功呈正相(xiang)關。

　　在原位修復(fu)污(wu)染沉(chen)(chen)積物時，用活(huo)(huo)性炭和(he)其(qi)的(de)(de)(de)(de)污(wu)染沉(chen)(chen)積物原位修復(fu)方法。它依賴于疏水(shui)性有機污(wu)染物(HOC)對吸附劑(ji)顆粒表面的(de)(de)(de)(de)高(gao)親和(he)力。由此產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)吸附強度足以顯著降低(di)污(wu)染物的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物利用和(he)流動性，從而限制其(qi)吸收到生(sheng)物體并從沉(chen)(chen)積物釋放到水(shui)中。與傳統的(de)(de)(de)(de)修復(fu)方法相比，活(huo)(huo)性炭的(de)(de)(de)(de)修復(fu)成本(ben)和(he)經濟要求通(tong)常較(jiao)(jiao)低(di)，如(ru)用砂或(huo)粘(zhan)土等非活(huo)(huo)性材(cai)料疏浚或(huo)密封，效果較(jiao)(jiao)差(cha)，成本(ben)較(jiao)(jiao)高(gao)。此外(wai)，這(zhe)些傳統方法可能會破壞水(shui)生(sheng)環境，惡化當地(di)底棲生(sheng)態系統。

　　處理(li)現(xian)場(chang)沉(chen)積(ji)物可(ke)能(neng)會影響活性炭的(de)(de)(de)處理(li)時間。沉(chen)積(ji)物沉(chen)積(ji)在(zai)活性炭上(shang)表示處理(li)成功。它可(ke)以(yi)通過空間隔(ge)離底(di)棲動物進(jin)一(yi)步減(jian)少吸附層修正(zheng)的(de)(de)(de)不利影響，這可(ke)能(neng)有助(zhu)于觀(guan)察活性炭應用(yong)后海底(di)群落的(de)(de)(de)長期修復。但(dan)(dan)這并不總是(shi)一(yi)種(zhong)現(xian)實。在(zai)許多情況(kuang)(kuang)下，水只能(neng)部分處理(li)，留下污(wu)染(ran)程度(du)較(jiao)低的(de)(de)(de)較(jiao)大區(qu)域(yu)。特別(bie)是(shi)在(zai)更(geng)湍流的(de)(de)(de)水域(yu)，這些未經處理(li)的(de)(de)(de)位(wei)置可(ke)以(yi)成為污(wu)染(ran)沉(chen)積(ji)物的(de)(de)(de)來(lai)源，可(ke)以(yi)重(zhong)新沉(chen)積(ji)在(zai)應用(yong)活性炭薄層的(de)(de)(de)頂部。與(yu)傳統的(de)(de)(de)修復方法相比，活性炭即(ji)使埋在(zai)新沉(chen)積(ji)的(de)(de)(de)污(wu)染(ran)物中也能(neng)保持其修復效率。但(dan)(dan)是(shi)，在(zai)這種(zhong)情況(kuang)(kuang)下，活性炭的(de)(de)(de)補救潛(qian)力數據很少。

　　現場測試和結果

　　從(cong)試(shi)驗圖中獲得的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)巖(yan)心的(de)(de)目視檢查顯(xian)示，在處理后1天(tian)內形(xing)成均勻(yun)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)，并(bing)覆蓋沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)。層(ceng)厚(hou)在芯之間變化(平均幾(ji)厘米厚(hou))，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)顯(xian)示活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)之間的(de)(de)間隙(圖2A)。兩個月后的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)核心顯(xian)示活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)厚(hou)度顯(xian)著降低(圖2)B)。雖(sui)然(ran)(ran)一(yi)(yi)些活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)可(ke)能(neng)通過生物(wu)干擾進(jin)(jin)入(ru)下(xia)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)，但損失的(de)(de)主要因素可(ke)能(neng)是一(yi)(yi)次或多次風(feng)暴。然(ran)(ran)而，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)仍然(ran)(ran)可(ke)以(yi)在大(da)多數巖(yan)石中看到，地塊上(shang)的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)黑炭(tan)值(zhi)顯(xian)著增加（圖1）。湖底(di)強風(feng)的(de)(de)另一(yi)(yi)個影響是活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)頂(ding)部(bu)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)了(le)大(da)量沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)(圖2)B)。這(zhe)一(yi)(yi)點可(ke)以(yi)通過支(zhi)流河流輸入(ru)的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)進(jin)(jin)一(yi)(yi)步放大(da)。層(ceng)中活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)損失和沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)繼續以(yi)高(gao)速率進(jin)(jin)行。在處理后10個月收集(ji)的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)核心中，只能(neng)看到非常薄的(de)(de)獨特(te)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)，其中一(yi)(yi)些沒有可(ke)見活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)痕跡。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)不(bu)良反(fan)應似乎與其修(xiu)復(fu)潛力密切相關(guan)。嚴格遵循(xun)各試驗(yan)物(wu)種(zhong)多(duo)(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)苯(ben)(ben)吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)的(de)(de)(de)增(zeng)長模式。這一發現表明，無論是(shi)(shi)對不(bu)利(li)影響(xiang)還是(shi)(shi)有(you)益影響(xiang)，沉積(ji)物(wu)的(de)(de)(de)覆蓋(gai)率首(shou)先降低了(le)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附劑對試驗(yan)生(sheng)物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)整體(ti)影響(xiang)。隨后，多(duo)(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)苯(ben)(ben)吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)減(jian)少也會(hui)導致吸(xi)(xi)(xi)(xi)附劑顆粒的(de)(de)(de)增(zeng)加，反(fan)過(guo)來又會(hui)導致觀(guan)察到(dao)的(de)(de)(de)不(bu)利(li)影響(xiang)。相反(fan)，活(huo)性(xing)(xing)炭顆粒更嚴格的(de)(de)(de)空間隔離(li)以增(zeng)加多(duo)(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)苯(ben)(ben)吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)為代價(jia)，保護其免受不(bu)良影響(xiang)。另一個可(ke)能(neng)的(de)(de)(de)原因是(shi)(shi)它們之間的(de)(de)(de)潛在(zai)依賴。少量(liang)的(de)(de)(de)多(duo)(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)苯(ben)(ben)生(sheng)物(wu)積(ji)累是(shi)(shi)由(you)活(huo)性(xing)(xing)炭引起的(de)(de)(de)，而不(bu)是(shi)(shi)由(you)于污染物(wu)與活(huo)性(xing)(xing)炭顆粒的(de)(de)(de)結合而降低多(duo)(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)苯(ben)(ben)的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)利(li)用。

　　研(yan)究結果表明，在活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭薄(bo)層(ceng)(ceng)覆(fu)蓋(gai)(gai)下(xia)可(ke)靠隔離(li)污染源是非常有益的(de)(de)(de)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭將(jiang)保持相對不受干擾的(de)(de)(de)層(ceng)(ceng)，分離(li)舊的(de)(de)(de)、污染的(de)(de)(de)和(he)新(xin)的(de)(de)(de)清潔(jie)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)，以防(fang)止污染物(wu)(wu)流入生物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)。將(jiang)蓋(gai)(gai)子(zi)蓋(gai)(gai)子(zi)混合到(dao)下(xia)面的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)中，大量較深的(de)(de)(de)生物(wu)(wu)仍然(ran)污染物(wu)(wu)的(de)(de)(de)隔離(li)。此外，該過(guo)程(cheng)有助(zhu)于穩定層(ceng)(ceng)，防(fang)止水湍流從(cong)現場漂移。否則，這(zhe)種穩定性(xing)(xing)(xing)必須通(tong)過(guo)手(shou)動用另(ling)一層(ceng)(ceng)清潔(jie)的(de)(de)(de)沙子(zi)或沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)覆(fu)蓋(gai)(gai)薄(bo)層(ceng)(ceng)或主動將(jiang)吸附劑混合到(dao)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)中來實現。然(ran)而，當場地預期(qi)更深層(ceng)(ceng)次的(de)(de)(de)生物(wu)(wu)干擾時，可(ke)能需要施加更多的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭，因為當它們(men)與沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)混合時，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭可(ke)能會被過(guo)快稀釋。