活性炭水中沉積物的處理

　　對于活(huo)性(xing)炭(tan)水中(zhong)沉(chen)(chen)積物的(de)(de)處理(li)，一(yi)(yi)般采用吸(xi)附劑等薄層(ceng)覆(fu)蓋活(huo)性(xing)炭(tan)水中(zhong)沉(chen)(chen)積物。直接使用活(huo)性(xing)炭(tan)等強吸(xi)附劑可(ke)(ke)以大大降低(di)有機污(wu)(wu)染(ran)物的(de)(de)生物利用率。為了評估現(xian)實條件下的(de)(de)方法中(zhong)，我們在多氯聯苯(ben)污(wu)(wu)染(ran)的(de)(de)湖中(zhong)連續(xu)14個月的(de)(de)監測，盡可(ke)(ke)能(neng)的(de)(de)發掘活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)用途。即使活(huo)性(xing)炭(tan)長期被污(wu)(wu)染(ran)的(de)(de)沉(chen)(chen)積物覆(fu)蓋，也需(xu)要(yao)足夠的(de)(de)強度和深(shen)度的(de)(de)生物干(gan)擾才(cai)能(neng)保持可(ke)(ke)測量(liang)的(de)(de)有效(xiao)性(xing)（減少污(wu)(wu)染(ran)物的(de)(de)生物積累）。另一(yi)(yi)方面，活(huo)性(xing)炭(tan)引起的(de)(de)不良反(fan)應(ying)的(de)(de)大小與(yu)測量(liang)修復的(de)(de)成功(gong)呈正相關。

　　在原(yuan)位(wei)(wei)修復(fu)污染(ran)(ran)(ran)(ran)沉積物(wu)時，用(yong)活性(xing)炭和(he)其(qi)的污染(ran)(ran)(ran)(ran)沉積物(wu)原(yuan)位(wei)(wei)修復(fu)方法。它(ta)依(yi)賴于疏水性(xing)有機污染(ran)(ran)(ran)(ran)物(wu)(HOC)對吸附劑顆粒表面的高親(qin)和(he)力。由此產生(sheng)的吸附強度足以顯著降低污染(ran)(ran)(ran)(ran)物(wu)的生(sheng)物(wu)利(li)用(yong)和(he)流(liu)動(dong)性(xing)，從(cong)而限制其(qi)吸收到生(sheng)物(wu)體并(bing)從(cong)沉積物(wu)釋放(fang)到水中。與(yu)傳統(tong)的修復(fu)方法相比，活性(xing)炭的修復(fu)成本(ben)和(he)經(jing)濟要求通常較(jiao)低，如用(yong)砂或(huo)(huo)粘土等非活性(xing)材料疏浚(jun)或(huo)(huo)密封，效(xiao)果較(jiao)差，成本(ben)較(jiao)高。此外，這些傳統(tong)方法可能會破(po)壞水生(sheng)環境(jing)，惡化當地底棲(qi)生(sheng)態系統(tong)。

　　處(chu)(chu)理現場沉積(ji)物(wu)(wu)可(ke)能(neng)(neng)會影(ying)響活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)處(chu)(chu)理時間。沉積(ji)物(wu)(wu)沉積(ji)在(zai)活(huo)(huo)性(xing)炭上表(biao)示處(chu)(chu)理成(cheng)功(gong)。它可(ke)以通過空間隔離底棲動物(wu)(wu)進一步減(jian)少吸附層修(xiu)(xiu)正的(de)不(bu)利影(ying)響，這(zhe)可(ke)能(neng)(neng)有助于觀察活(huo)(huo)性(xing)炭應用(yong)后海底群落的(de)長期修(xiu)(xiu)復。但這(zhe)并不(bu)總是一種現實。在(zai)許多情況下，水只能(neng)(neng)部分(fen)處(chu)(chu)理，留下污染(ran)程度(du)較低的(de)較大區(qu)域。特別是在(zai)更湍流的(de)水域，這(zhe)些(xie)未(wei)經(jing)處(chu)(chu)理的(de)位置可(ke)以成(cheng)為污染(ran)沉積(ji)物(wu)(wu)的(de)來源，可(ke)以重新(xin)沉積(ji)在(zai)應用(yong)活(huo)(huo)性(xing)炭薄層的(de)頂(ding)部。與傳統的(de)修(xiu)(xiu)復方(fang)法相(xiang)比，活(huo)(huo)性(xing)炭即使埋在(zai)新(xin)沉積(ji)的(de)污染(ran)物(wu)(wu)中(zhong)也能(neng)(neng)保持其修(xiu)(xiu)復效率。但是，在(zai)這(zhe)種情況下，活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)補救潛力(li)數據很少。

　　現場測試和結果

　　從試驗圖(tu)中獲得的(de)(de)沉積(ji)物(wu)(wu)(wu)巖心的(de)(de)目視檢查顯示，在處(chu)(chu)理后1天(tian)內形成均勻(yun)的(de)(de)活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)，并覆(fu)蓋沉積(ji)物(wu)(wu)(wu)。層(ceng)厚(hou)在芯之間(jian)變化(平均幾厘米厚(hou))，活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)顯示活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)之間(jian)的(de)(de)間(jian)隙(圖(tu)2A)。兩個月后的(de)(de)沉積(ji)物(wu)(wu)(wu)核(he)心顯示活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)厚(hou)度顯著降低(圖(tu)2)B)。雖然(ran)一(yi)些(xie)活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)可能通過生物(wu)(wu)(wu)干(gan)擾進入下沉積(ji)物(wu)(wu)(wu)，但損失(shi)的(de)(de)主要因(yin)素(su)可能是一(yi)次(ci)或(huo)多次(ci)風暴。然(ran)而(er)，活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)仍然(ran)可以在大(da)多數巖石中看到(dao)，地塊(kuai)上的(de)(de)沉積(ji)物(wu)(wu)(wu)黑(hei)炭(tan)(tan)(tan)(tan)值顯著增加(jia)（圖(tu)1）。湖底強風的(de)(de)另(ling)一(yi)個影響是活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)頂部沉積(ji)了大(da)量沉積(ji)物(wu)(wu)(wu)(圖(tu)2)B)。這一(yi)點(dian)可以通過支流河流輸入的(de)(de)沉積(ji)物(wu)(wu)(wu)進一(yi)步(bu)放(fang)大(da)。層(ceng)中活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)損失(shi)和沉積(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)沉積(ji)繼續以高速率進行。在處(chu)(chu)理后10個月收集的(de)(de)沉積(ji)物(wu)(wu)(wu)核(he)心中，只(zhi)能看到(dao)非常(chang)薄的(de)(de)獨特活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)，其中一(yi)些(xie)沒有(you)可見活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)痕(hen)跡。

　　活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)(de)不良反應似乎與其修(xiu)復潛力密切相關。嚴(yan)格遵循各試(shi)驗物(wu)種多(duo)氯聯苯(ben)(ben)吸(xi)收的(de)(de)增(zeng)(zeng)長模式(shi)。這(zhe)一發現(xian)表(biao)明，無論是(shi)對不利影(ying)響(xiang)還是(shi)有(you)益影(ying)響(xiang)，沉積(ji)物(wu)的(de)(de)覆蓋率首先降低(di)(di)了吸(xi)附劑(ji)對試(shi)驗生物(wu)體的(de)(de)整體影(ying)響(xiang)。隨后，多(duo)氯聯苯(ben)(ben)吸(xi)收減少也會(hui)導致(zhi)吸(xi)附劑(ji)顆(ke)粒的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)，反過來又(you)會(hui)導致(zhi)觀察到(dao)的(de)(de)不利影(ying)響(xiang)。相反，活(huo)性炭(tan)(tan)顆(ke)粒更嚴(yan)格的(de)(de)空間隔離以增(zeng)(zeng)加(jia)多(duo)氯聯苯(ben)(ben)吸(xi)收為(wei)代價(jia)，保護(hu)其免受不良影(ying)響(xiang)。另(ling)一個可能的(de)(de)原因是(shi)它們之(zhi)間的(de)(de)潛在依賴。少量的(de)(de)多(duo)氯聯苯(ben)(ben)生物(wu)積(ji)累(lei)是(shi)由(you)(you)活(huo)性炭(tan)(tan)引起的(de)(de)，而(er)不是(shi)由(you)(you)于污染物(wu)與活(huo)性炭(tan)(tan)顆(ke)粒的(de)(de)結(jie)合而(er)降低(di)(di)多(duo)氯聯苯(ben)(ben)的(de)(de)生物(wu)利用。

　　研究(jiu)結果表明，在(zai)活性炭(tan)(tan)薄層覆蓋下(xia)可靠隔(ge)(ge)離污(wu)染源是非常有(you)益的(de)。活性炭(tan)(tan)將(jiang)(jiang)保(bao)持相對不受干擾的(de)層，分離舊的(de)、污(wu)染的(de)和新的(de)清潔(jie)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)，以防止(zhi)污(wu)染物(wu)流入生物(wu)活性沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)。將(jiang)(jiang)蓋子(zi)(zi)蓋子(zi)(zi)混(hun)(hun)(hun)合到下(xia)面的(de)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)中，大量較深的(de)生物(wu)仍然(ran)污(wu)染物(wu)的(de)隔(ge)(ge)離。此(ci)外，該過(guo)程(cheng)有(you)助于穩(wen)(wen)定層，防止(zhi)水湍流從(cong)現(xian)場漂移(yi)。否則，這種穩(wen)(wen)定性必須通(tong)過(guo)手(shou)動(dong)用另一層清潔(jie)的(de)沙子(zi)(zi)或沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)覆蓋薄層或主動(dong)將(jiang)(jiang)吸附劑(ji)混(hun)(hun)(hun)合到沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)中來實現(xian)。然(ran)而，當(dang)場地預期更深層次的(de)生物(wu)干擾時，可能(neng)需(xu)要施加更多的(de)活性炭(tan)(tan)，因為當(dang)它(ta)們與(yu)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)混(hun)(hun)(hun)合時，活性炭(tan)(tan)可能(neng)會被過(guo)快稀釋(shi)。