活性炭水中沉積物的處理

　　對于活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)水(shui)中(zhong)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)(de)(de)處(chu)理，一般(ban)采用(yong)(yong)吸附劑等(deng)薄層(ceng)覆(fu)蓋(gai)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)水(shui)中(zhong)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)。直接(jie)使用(yong)(yong)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)等(deng)強(qiang)吸附劑可以大(da)大(da)降低有機污染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)利用(yong)(yong)率。為(wei)了(le)評估現實條件下的(de)(de)(de)(de)方法中(zhong)，我們(men)在多(duo)氯聯苯污染(ran)的(de)(de)(de)(de)湖(hu)中(zhong)連(lian)續14個月的(de)(de)(de)(de)監測，盡可能(neng)的(de)(de)(de)(de)發掘(jue)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)途。即使活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)長期(qi)被污染(ran)的(de)(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)覆(fu)蓋(gai)，也需要足夠的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度和深度的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)干(gan)擾才能(neng)保持可測量(liang)的(de)(de)(de)(de)有效性（減少污染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)積(ji)(ji)累）。另一方面，活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)引起的(de)(de)(de)(de)不(bu)良反(fan)應的(de)(de)(de)(de)大(da)小與測量(liang)修復(fu)的(de)(de)(de)(de)成功呈正相關(guan)。

　　在(zai)原(yuan)位(wei)修(xiu)復(fu)(fu)污染沉積物(wu)時，用活性炭和(he)(he)其的(de)污染沉積物(wu)原(yuan)位(wei)修(xiu)復(fu)(fu)方(fang)(fang)法(fa)。它依(yi)賴于疏水性有(you)機污染物(wu)(HOC)對吸附劑顆粒表面的(de)高親(qin)和(he)(he)力。由此產生(sheng)(sheng)的(de)吸附強度(du)足以顯著降低污染物(wu)的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)利用和(he)(he)流動性，從(cong)而限制其吸收到生(sheng)(sheng)物(wu)體并從(cong)沉積物(wu)釋放到水中(zhong)。與傳(chuan)統的(de)修(xiu)復(fu)(fu)方(fang)(fang)法(fa)相比，活性炭的(de)修(xiu)復(fu)(fu)成本(ben)和(he)(he)經(jing)濟要求通常(chang)較低，如用砂或(huo)粘土等非活性材料疏浚(jun)或(huo)密封，效果較差，成本(ben)較高。此外(wai)，這(zhe)些傳(chuan)統方(fang)(fang)法(fa)可能(neng)會破壞水生(sheng)(sheng)環境，惡化當地底棲生(sheng)(sheng)態系(xi)統。

　　處(chu)理(li)(li)現(xian)場沉(chen)(chen)積物可能(neng)會影(ying)(ying)響活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)處(chu)理(li)(li)時間(jian)。沉(chen)(chen)積物沉(chen)(chen)積在(zai)活(huo)性炭(tan)(tan)上表示處(chu)理(li)(li)成功。它可以(yi)通過空(kong)間(jian)隔離(li)底棲動物進(jin)一(yi)步減少(shao)吸附層修正的(de)不利影(ying)(ying)響，這可能(neng)有(you)助于觀察活(huo)性炭(tan)(tan)應(ying)用(yong)后海底群落的(de)長期(qi)修復。但這并不總是一(yi)種現(xian)實。在(zai)許多情況(kuang)下，水(shui)(shui)只能(neng)部分處(chu)理(li)(li)，留下污(wu)染程度較(jiao)(jiao)低的(de)較(jiao)(jiao)大區域(yu)(yu)。特別是在(zai)更湍流的(de)水(shui)(shui)域(yu)(yu)，這些未經處(chu)理(li)(li)的(de)位置可以(yi)成為污(wu)染沉(chen)(chen)積物的(de)來(lai)源(yuan)，可以(yi)重新(xin)(xin)沉(chen)(chen)積在(zai)應(ying)用(yong)活(huo)性炭(tan)(tan)薄層的(de)頂部。與傳統的(de)修復方法相比(bi)，活(huo)性炭(tan)(tan)即使(shi)埋在(zai)新(xin)(xin)沉(chen)(chen)積的(de)污(wu)染物中也能(neng)保持其(qi)修復效(xiao)率。但是，在(zai)這種情況(kuang)下，活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)補救潛力數(shu)據(ju)很少(shao)。

　　現場測試和結果

　　從試驗圖(tu)中(zhong)獲得的(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)巖心的(de)目視檢查顯(xian)示(shi)，在(zai)處(chu)理后(hou)1天內(nei)形成均(jun)勻的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭層(ceng)，并覆蓋沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)。層(ceng)厚(hou)在(zai)芯(xin)之間(jian)變化(平(ping)均(jun)幾厘米厚(hou))，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭顯(xian)示(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭之間(jian)的(de)間(jian)隙(圖(tu)2A)。兩個(ge)月后(hou)的(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)核心顯(xian)示(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭厚(hou)度顯(xian)著降低(圖(tu)2)B)。雖然(ran)一些活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭層(ceng)可(ke)能(neng)通過生物(wu)(wu)(wu)干擾進入下(xia)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)，但(dan)損失(shi)的(de)主要因素可(ke)能(neng)是一次或多(duo)次風(feng)暴。然(ran)而(er)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭層(ceng)仍然(ran)可(ke)以(yi)在(zai)大多(duo)數巖石中(zhong)看到，地塊上的(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)黑炭值(zhi)顯(xian)著增加（圖(tu)1）。湖底強風(feng)的(de)另一個(ge)影響(xiang)是活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭層(ceng)頂部沉(chen)(chen)積(ji)了大量沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)(圖(tu)2)B)。這(zhe)一點可(ke)以(yi)通過支(zhi)流(liu)河(he)流(liu)輸入的(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)進一步(bu)放(fang)大。層(ceng)中(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭的(de)損失(shi)和沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)沉(chen)(chen)積(ji)繼續以(yi)高(gao)速(su)率進行。在(zai)處(chu)理后(hou)10個(ge)月收(shou)集的(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)核心中(zhong)，只能(neng)看到非常薄的(de)獨特活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭層(ceng)，其中(zhong)一些沒(mei)有可(ke)見活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭痕跡。

　　活性炭的(de)不良反(fan)應(ying)似乎與其修復潛力(li)密切相(xiang)關。嚴(yan)格遵循各試驗(yan)物(wu)(wu)(wu)種多(duo)(duo)氯(lv)(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸收(shou)的(de)增(zeng)長模式。這一發現表(biao)明，無論是(shi)(shi)對不利(li)影(ying)響(xiang)還是(shi)(shi)有益影(ying)響(xiang)，沉積物(wu)(wu)(wu)的(de)覆蓋(gai)率首先降低(di)了吸附劑對試驗(yan)生物(wu)(wu)(wu)體的(de)整(zheng)體影(ying)響(xiang)。隨(sui)后，多(duo)(duo)氯(lv)(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸收(shou)減少也會導致(zhi)吸附劑顆(ke)粒的(de)增(zeng)加，反(fan)過來又會導致(zhi)觀察到(dao)的(de)不利(li)影(ying)響(xiang)。相(xiang)反(fan)，活性炭顆(ke)粒更嚴(yan)格的(de)空間隔離(li)以增(zeng)加多(duo)(duo)氯(lv)(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸收(shou)為(wei)代價，保護其免(mian)受不良影(ying)響(xiang)。另一個(ge)可能的(de)原因是(shi)(shi)它們之(zhi)間的(de)潛在(zai)依賴(lai)。少量的(de)多(duo)(duo)氯(lv)(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)生物(wu)(wu)(wu)積累(lei)是(shi)(shi)由活性炭引(yin)起的(de)，而不是(shi)(shi)由于污染物(wu)(wu)(wu)與活性炭顆(ke)粒的(de)結合(he)而降低(di)多(duo)(duo)氯(lv)(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)的(de)生物(wu)(wu)(wu)利(li)用。

　　研究結(jie)果(guo)表明(ming)，在(zai)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)薄(bo)層覆(fu)蓋(gai)下可(ke)靠隔離污染源是非常(chang)有(you)益(yi)的(de)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)將保持相對不受干(gan)(gan)擾的(de)層，分離舊的(de)、污染的(de)和新的(de)清潔(jie)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)，以防(fang)止(zhi)污染物(wu)流(liu)入生物(wu)活(huo)性(xing)(xing)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)。將蓋(gai)子(zi)蓋(gai)子(zi)混合到下面的(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)中，大(da)量較深的(de)生物(wu)仍(reng)然污染物(wu)的(de)隔離。此外，該過程有(you)助于穩定層，防(fang)止(zhi)水湍流(liu)從現場漂移。否(fou)則(ze)，這種(zhong)穩定性(xing)(xing)必(bi)須通過手動用另一層清潔(jie)的(de)沙子(zi)或沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)覆(fu)蓋(gai)薄(bo)層或主動將吸附(fu)劑混合到沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)中來實現。然而，當場地預期更(geng)深層次的(de)生物(wu)干(gan)(gan)擾時，可(ke)能需(xu)要施加更(geng)多(duo)的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)，因為當它(ta)們與沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)混合時，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)可(ke)能會被過快稀釋。