活性炭水中沉積物的處理

　　對于活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)水中(zhong)沉積(ji)物的(de)(de)處理，一(yi)般采用吸附劑等薄層(ceng)覆蓋活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)水中(zhong)沉積(ji)物。直接使用活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)等強(qiang)吸附劑可以大(da)大(da)降低有機污(wu)染(ran)物的(de)(de)生(sheng)物利用率。為了(le)評估現(xian)實條件下(xia)的(de)(de)方(fang)法中(zhong)，我們在多氯聯苯污(wu)染(ran)的(de)(de)湖中(zhong)連續(xu)14個月的(de)(de)監(jian)測(ce)，盡(jin)可能的(de)(de)發掘(jue)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)用途(tu)。即使活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)長期被污(wu)染(ran)的(de)(de)沉積(ji)物覆蓋，也需要(yao)足夠的(de)(de)強(qiang)度和深度的(de)(de)生(sheng)物干擾才(cai)能保持可測(ce)量的(de)(de)有效性(xing)(xing)（減少污(wu)染(ran)物的(de)(de)生(sheng)物積(ji)累）。另一(yi)方(fang)面，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)引起的(de)(de)不良(liang)反(fan)應的(de)(de)大(da)小與測(ce)量修復的(de)(de)成功(gong)呈正相關。

　　在原位修(xiu)復(fu)污(wu)(wu)染沉(chen)積物時，用活性炭和(he)其的(de)污(wu)(wu)染沉(chen)積物原位修(xiu)復(fu)方(fang)法。它依(yi)賴(lai)于疏水(shui)性有(you)機污(wu)(wu)染物(HOC)對吸(xi)附劑顆(ke)粒表面的(de)高親和(he)力(li)。由此(ci)產生(sheng)的(de)吸(xi)附強度足以(yi)顯著降低污(wu)(wu)染物的(de)生(sheng)物利用和(he)流動性，從而限制其吸(xi)收(shou)到生(sheng)物體并從沉(chen)積物釋放到水(shui)中。與傳統的(de)修(xiu)復(fu)方(fang)法相(xiang)比，活性炭的(de)修(xiu)復(fu)成(cheng)本和(he)經濟要(yao)求通常較(jiao)(jiao)低，如用砂(sha)或粘土等非活性材料疏浚或密封，效果較(jiao)(jiao)差，成(cheng)本較(jiao)(jiao)高。此(ci)外，這些(xie)傳統方(fang)法可能會(hui)破壞水(shui)生(sheng)環(huan)境，惡化當(dang)地(di)底棲生(sheng)態系統。

　　處理現(xian)場沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)可(ke)能(neng)(neng)會影(ying)響活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)處理時間。沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)沉積(ji)(ji)在(zai)(zai)(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)上表(biao)示(shi)處理成(cheng)功。它(ta)可(ke)以通過空(kong)間隔(ge)離底棲動物(wu)(wu)(wu)進一步減(jian)少(shao)吸附層修(xiu)(xiu)正的(de)(de)(de)不利影(ying)響，這(zhe)可(ke)能(neng)(neng)有助(zhu)于觀察活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)應用(yong)后海(hai)底群落的(de)(de)(de)長期修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)。但這(zhe)并不總(zong)是一種(zhong)現(xian)實。在(zai)(zai)(zai)許多情(qing)況下，水只能(neng)(neng)部分處理，留下污(wu)染程度較低的(de)(de)(de)較大區域。特別是在(zai)(zai)(zai)更湍流的(de)(de)(de)水域，這(zhe)些未經處理的(de)(de)(de)位置可(ke)以成(cheng)為污(wu)染沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)來源，可(ke)以重(zhong)新(xin)沉積(ji)(ji)在(zai)(zai)(zai)應用(yong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)薄層的(de)(de)(de)頂部。與傳統(tong)的(de)(de)(de)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)方法相比，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)即(ji)使(shi)埋在(zai)(zai)(zai)新(xin)沉積(ji)(ji)的(de)(de)(de)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)中也能(neng)(neng)保(bao)持其修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)效(xiao)率。但是，在(zai)(zai)(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況下，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)補救(jiu)潛(qian)力數據很少(shao)。

　　現場測試和結果

　　從試驗圖(tu)中(zhong)(zhong)獲得的(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)巖心的(de)目視檢查顯(xian)(xian)示(shi)(shi)，在處理后1天內形成均勻的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)，并覆蓋(gai)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)。層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)在芯之(zhi)(zhi)間(jian)變化(平均幾厘(li)米厚(hou))，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)顯(xian)(xian)示(shi)(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)間(jian)隙(圖(tu)2A)。兩個(ge)月(yue)(yue)后的(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)核心顯(xian)(xian)示(shi)(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)厚(hou)度(du)顯(xian)(xian)著(zhu)(zhu)降低(di)(圖(tu)2)B)。雖(sui)然一(yi)(yi)些活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)可(ke)(ke)能通(tong)(tong)過生物(wu)(wu)(wu)干擾進(jin)(jin)入下沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)，但損失的(de)主(zhu)要因素可(ke)(ke)能是一(yi)(yi)次或多次風暴。然而(er)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)仍然可(ke)(ke)以在大(da)多數(shu)巖石中(zhong)(zhong)看到，地塊上的(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)黑(hei)炭(tan)(tan)(tan)(tan)值顯(xian)(xian)著(zhu)(zhu)增(zeng)加（圖(tu)1）。湖底強風的(de)另一(yi)(yi)個(ge)影響是活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)頂部沉(chen)(chen)積(ji)了(le)大(da)量沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)(圖(tu)2)B)。這(zhe)一(yi)(yi)點可(ke)(ke)以通(tong)(tong)過支(zhi)流河流輸(shu)入的(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)進(jin)(jin)一(yi)(yi)步放大(da)。層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)損失和沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)沉(chen)(chen)積(ji)繼續以高速率(lv)進(jin)(jin)行。在處理后10個(ge)月(yue)(yue)收集的(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)核心中(zhong)(zhong)，只能看到非常(chang)薄的(de)獨特(te)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)，其中(zhong)(zhong)一(yi)(yi)些沒有(you)可(ke)(ke)見活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)痕跡。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)不(bu)(bu)良反(fan)(fan)(fan)應似乎與(yu)其修復潛力密切相(xiang)關(guan)。嚴格(ge)遵循各試驗物(wu)(wu)種多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)(lian)苯(ben)吸(xi)收的(de)(de)(de)增(zeng)長模式(shi)。這一(yi)發(fa)現表明，無(wu)論是(shi)對(dui)不(bu)(bu)利影(ying)響(xiang)(xiang)還是(shi)有益影(ying)響(xiang)(xiang)，沉(chen)積物(wu)(wu)的(de)(de)(de)覆蓋率首先降(jiang)低了吸(xi)附劑(ji)對(dui)試驗生物(wu)(wu)體的(de)(de)(de)整(zheng)體影(ying)響(xiang)(xiang)。隨后，多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)(lian)苯(ben)吸(xi)收減少也(ye)會導致吸(xi)附劑(ji)顆(ke)粒(li)的(de)(de)(de)增(zeng)加，反(fan)(fan)(fan)過來(lai)又會導致觀察到的(de)(de)(de)不(bu)(bu)利影(ying)響(xiang)(xiang)。相(xiang)反(fan)(fan)(fan)，活(huo)性(xing)(xing)炭顆(ke)粒(li)更嚴格(ge)的(de)(de)(de)空間隔(ge)離以增(zeng)加多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)(lian)苯(ben)吸(xi)收為代價(jia)，保(bao)護(hu)其免(mian)受(shou)不(bu)(bu)良影(ying)響(xiang)(xiang)。另一(yi)個(ge)可能的(de)(de)(de)原因是(shi)它們之間的(de)(de)(de)潛在依(yi)賴。少量的(de)(de)(de)多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)(lian)苯(ben)生物(wu)(wu)積累是(shi)由活(huo)性(xing)(xing)炭引起(qi)的(de)(de)(de)，而不(bu)(bu)是(shi)由于污(wu)染物(wu)(wu)與(yu)活(huo)性(xing)(xing)炭顆(ke)粒(li)的(de)(de)(de)結合而降(jiang)低多(duo)氯(lv)(lv)聯(lian)(lian)苯(ben)的(de)(de)(de)生物(wu)(wu)利用(yong)。

　　研究結果表明，在活(huo)性炭(tan)薄層(ceng)(ceng)(ceng)覆蓋下(xia)可(ke)(ke)靠隔(ge)(ge)離(li)污染(ran)源(yuan)是非常有益(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)。活(huo)性炭(tan)將(jiang)(jiang)保持(chi)相對不受干擾的(de)(de)(de)(de)(de)層(ceng)(ceng)(ceng)，分離(li)舊的(de)(de)(de)(de)(de)、污染(ran)的(de)(de)(de)(de)(de)和新的(de)(de)(de)(de)(de)清潔沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)，以防止污染(ran)物(wu)(wu)流(liu)入生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)。將(jiang)(jiang)蓋子(zi)蓋子(zi)混合到下(xia)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)中(zhong)，大量較深的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)仍然污染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)隔(ge)(ge)離(li)。此(ci)外，該(gai)過(guo)程(cheng)有助(zhu)于穩(wen)定層(ceng)(ceng)(ceng)，防止水湍流(liu)從現(xian)場漂移。否則(ze)，這種穩(wen)定性必須(xu)通過(guo)手動用另一層(ceng)(ceng)(ceng)清潔的(de)(de)(de)(de)(de)沙子(zi)或沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)覆蓋薄層(ceng)(ceng)(ceng)或主動將(jiang)(jiang)吸附劑混合到沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)中(zhong)來實(shi)現(xian)。然而，當(dang)(dang)場地預期更深層(ceng)(ceng)(ceng)次的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)干擾時，可(ke)(ke)能(neng)需(xu)要(yao)施加更多的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性炭(tan)，因為當(dang)(dang)它們與沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)混合時，活(huo)性炭(tan)可(ke)(ke)能(neng)會被(bei)過(guo)快稀釋。