活性炭水中沉積物的處理

　　對(dui)于活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭水(shui)中(zhong)(zhong)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)處理，一般采用(yong)(yong)(yong)(yong)吸(xi)附劑等薄層覆蓋(gai)(gai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭水(shui)中(zhong)(zhong)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)。直接使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭等強吸(xi)附劑可(ke)以大(da)(da)大(da)(da)降低有(you)機(ji)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)利用(yong)(yong)(yong)(yong)率。為(wei)了評估現實條件下的(de)(de)(de)(de)方法中(zhong)(zhong)，我(wo)們在(zai)多氯聯苯(ben)污(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)(de)(de)湖(hu)中(zhong)(zhong)連續14個月的(de)(de)(de)(de)監測，盡可(ke)能的(de)(de)(de)(de)發掘(jue)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)途。即(ji)使(shi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭長期被污(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)覆蓋(gai)(gai)，也需要(yao)足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)強度和(he)深(shen)度的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)干擾(rao)才能保(bao)持可(ke)測量的(de)(de)(de)(de)有(you)效性(xing)(xing)（減少污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)積(ji)(ji)累）。另一方面，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭引起的(de)(de)(de)(de)不(bu)良反(fan)應的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小與測量修(xiu)復的(de)(de)(de)(de)成功(gong)呈正相關。

　　在原(yuan)位(wei)修復污(wu)(wu)(wu)染沉(chen)積物(wu)(wu)時(shi)，用活性(xing)(xing)炭和(he)其(qi)的(de)污(wu)(wu)(wu)染沉(chen)積物(wu)(wu)原(yuan)位(wei)修復方法(fa)。它依賴于疏(shu)水性(xing)(xing)有機(ji)污(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)(HOC)對吸附(fu)劑(ji)顆(ke)粒表面(mian)的(de)高親和(he)力。由此(ci)產(chan)生(sheng)的(de)吸附(fu)強度(du)足以顯著降低(di)污(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)的(de)生(sheng)物(wu)(wu)利用和(he)流動(dong)性(xing)(xing)，從而限制其(qi)吸收到生(sheng)物(wu)(wu)體并從沉(chen)積物(wu)(wu)釋放到水中。與傳(chuan)統(tong)的(de)修復方法(fa)相比(bi)，活性(xing)(xing)炭的(de)修復成(cheng)本(ben)和(he)經濟要求通常較(jiao)低(di)，如用砂或粘土等非活性(xing)(xing)材料疏(shu)浚或密封，效(xiao)果較(jiao)差，成(cheng)本(ben)較(jiao)高。此(ci)外，這些傳(chuan)統(tong)方法(fa)可能會破壞水生(sheng)環境，惡化當地底棲(qi)生(sheng)態系統(tong)。

　　處(chu)(chu)(chu)理(li)現場沉積物(wu)可(ke)能會影響活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)(chu)理(li)時(shi)間。沉積物(wu)沉積在活(huo)性(xing)炭(tan)上表示處(chu)(chu)(chu)理(li)成功。它(ta)可(ke)以(yi)(yi)通過(guo)空(kong)間隔離底棲動物(wu)進一步減少吸附層修正(zheng)的(de)(de)(de)(de)不利影響，這可(ke)能有助于觀察(cha)活(huo)性(xing)炭(tan)應(ying)用(yong)后海底群落的(de)(de)(de)(de)長期修復。但這并(bing)不總是(shi)一種(zhong)現實(shi)。在許多情(qing)況下(xia)，水只(zhi)能部分處(chu)(chu)(chu)理(li)，留下(xia)污(wu)(wu)染(ran)(ran)程度較低的(de)(de)(de)(de)較大區(qu)域。特別是(shi)在更湍(tuan)流(liu)的(de)(de)(de)(de)水域，這些未經處(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)位置可(ke)以(yi)(yi)成為污(wu)(wu)染(ran)(ran)沉積物(wu)的(de)(de)(de)(de)來(lai)源，可(ke)以(yi)(yi)重新(xin)沉積在應(ying)用(yong)活(huo)性(xing)炭(tan)薄層的(de)(de)(de)(de)頂部。與傳統的(de)(de)(de)(de)修復方法相比，活(huo)性(xing)炭(tan)即使埋在新(xin)沉積的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)中也能保(bao)持其(qi)修復效率。但是(shi)，在這種(zhong)情(qing)況下(xia)，活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)補救潛力數據很(hen)少。

　　現場測試和結果

　　從試驗(yan)圖中(zhong)(zhong)獲(huo)得的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)巖心(xin)的(de)(de)(de)目(mu)視(shi)檢查顯示，在處(chu)理后1天(tian)內(nei)形成均勻(yun)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)，并(bing)覆蓋沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)。層(ceng)厚在芯之間變化(平均幾厘米厚)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)顯示活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)之間的(de)(de)(de)間隙(xi)(圖2A)。兩(liang)個(ge)月后的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)核(he)心(xin)顯示活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)厚度(du)顯著降低(di)(圖2)B)。雖然一(yi)些(xie)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)可(ke)能(neng)通(tong)過生物(wu)(wu)干擾(rao)進(jin)入(ru)下沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)，但損失(shi)的(de)(de)(de)主(zhu)要因素可(ke)能(neng)是一(yi)次或多次風(feng)暴。然而(er)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)仍然可(ke)以(yi)在大(da)多數巖石中(zhong)(zhong)看(kan)到(dao)，地塊上的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)黑(hei)炭(tan)值顯著增加(jia)（圖1）。湖底強風(feng)的(de)(de)(de)另一(yi)個(ge)影響是活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)頂部沉(chen)(chen)積(ji)(ji)了大(da)量(liang)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(圖2)B)。這一(yi)點可(ke)以(yi)通(tong)過支流河流輸(shu)入(ru)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)進(jin)一(yi)步放大(da)。層(ceng)中(zhong)(zhong)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)損失(shi)和沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)繼續以(yi)高速率進(jin)行。在處(chu)理后10個(ge)月收集(ji)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)核(he)心(xin)中(zhong)(zhong)，只能(neng)看(kan)到(dao)非常薄的(de)(de)(de)獨特活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)層(ceng)，其中(zhong)(zhong)一(yi)些(xie)沒有可(ke)見活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)痕跡。

　　活性(xing)炭的(de)(de)不良反(fan)應似(si)乎與其修復潛力(li)密切相(xiang)關。嚴格(ge)遵循各試(shi)驗物(wu)(wu)種多(duo)(duo)氯聯苯(ben)吸(xi)收(shou)的(de)(de)增(zeng)長(chang)模(mo)式(shi)。這一發現(xian)表明，無論是對不利影響(xiang)(xiang)還是有益影響(xiang)(xiang)，沉積物(wu)(wu)的(de)(de)覆(fu)蓋率首先降(jiang)低了吸(xi)附(fu)(fu)劑對試(shi)驗生物(wu)(wu)體的(de)(de)整體影響(xiang)(xiang)。隨(sui)后，多(duo)(duo)氯聯苯(ben)吸(xi)收(shou)減少也會(hui)導致吸(xi)附(fu)(fu)劑顆(ke)粒(li)的(de)(de)增(zeng)加，反(fan)過來又會(hui)導致觀察到的(de)(de)不利影響(xiang)(xiang)。相(xiang)反(fan)，活性(xing)炭顆(ke)粒(li)更嚴格(ge)的(de)(de)空間隔離以增(zeng)加多(duo)(duo)氯聯苯(ben)吸(xi)收(shou)為(wei)代價(jia)，保(bao)護(hu)其免受不良影響(xiang)(xiang)。另一個可能的(de)(de)原因是它們(men)之間的(de)(de)潛在依賴。少量的(de)(de)多(duo)(duo)氯聯苯(ben)生物(wu)(wu)積累是由(you)活性(xing)炭引起的(de)(de)，而不是由(you)于污染物(wu)(wu)與活性(xing)炭顆(ke)粒(li)的(de)(de)結合(he)而降(jiang)低多(duo)(duo)氯聯苯(ben)的(de)(de)生物(wu)(wu)利用。

　　研究(jiu)結果(guo)表明，在活性炭(tan)薄層(ceng)(ceng)覆(fu)蓋下可靠隔離(li)污(wu)染(ran)源是非常有益的(de)(de)(de)。活性炭(tan)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(wu)染(ran)的(de)(de)(de)和新的(de)(de)(de)清(qing)潔(jie)沉積(ji)(ji)物(wu)，以防(fang)(fang)止污(wu)染(ran)物(wu)流(liu)入生物(wu)活性沉積(ji)(ji)物(wu)。將(jiang)蓋子(zi)蓋子(zi)混合(he)(he)(he)到下面的(de)(de)(de)沉積(ji)(ji)物(wu)中，大量較(jiao)深(shen)的(de)(de)(de)生物(wu)仍然(ran)污(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)隔離(li)。此外，該過(guo)程有助于(yu)穩定(ding)層(ceng)(ceng)，防(fang)(fang)止水(shui)湍流(liu)從現(xian)場(chang)漂移。否則，這種穩定(ding)性必須通過(guo)手動用另一(yi)層(ceng)(ceng)清(qing)潔(jie)的(de)(de)(de)沙子(zi)或沉積(ji)(ji)物(wu)覆(fu)蓋薄層(ceng)(ceng)或主動將(jiang)吸附劑混合(he)(he)(he)到沉積(ji)(ji)物(wu)中來(lai)實現(xian)。然(ran)而(er)，當(dang)場(chang)地預期更深(shen)層(ceng)(ceng)次的(de)(de)(de)生物(wu)干擾時，可能(neng)(neng)需要施加(jia)更多(duo)的(de)(de)(de)活性炭(tan)，因為當(dang)它們與沉積(ji)(ji)物(wu)混合(he)(he)(he)時，活性炭(tan)可能(neng)(neng)會被(bei)過(guo)快稀(xi)釋(shi)。