活性炭水中沉積物的處理

　　對(dui)于活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)水中(zhong)沉積物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)處理，一般采(cai)用吸(xi)附劑(ji)等薄層覆蓋(gai)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)水中(zhong)沉積物(wu)(wu)(wu)。直(zhi)接使用活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)等強(qiang)吸(xi)附劑(ji)可以大(da)大(da)降低有(you)機(ji)污染(ran)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)利用率。為了評估現實條件下(xia)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法中(zhong)，我們(men)在多氯聯苯污染(ran)的(de)(de)(de)(de)湖(hu)中(zhong)連續14個月的(de)(de)(de)(de)監測，盡(jin)可能(neng)的(de)(de)(de)(de)發掘(jue)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)用途。即(ji)使活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)長期(qi)被污染(ran)的(de)(de)(de)(de)沉積物(wu)(wu)(wu)覆蓋(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)(wu)(wu)干擾才能(neng)保持(chi)可測量(liang)的(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)性(xing)（減少污染(ran)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)積累）。另一方(fang)面，活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)引起的(de)(de)(de)(de)不良反應的(de)(de)(de)(de)大(da)小與測量(liang)修復的(de)(de)(de)(de)成(cheng)功呈正相關。

　　在原(yuan)位修(xiu)復污染(ran)沉(chen)積(ji)物(wu)時，用(yong)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)和其的(de)(de)污染(ran)沉(chen)積(ji)物(wu)原(yuan)位修(xiu)復方(fang)(fang)法(fa)(fa)。它依(yi)賴于(yu)疏水性(xing)有(you)機污染(ran)物(wu)(HOC)對吸附(fu)劑(ji)顆(ke)粒(li)表面的(de)(de)高親和力。由此(ci)產生的(de)(de)吸附(fu)強(qiang)度足(zu)以顯著降低污染(ran)物(wu)的(de)(de)生物(wu)利(li)用(yong)和流動性(xing)，從而(er)限制其吸收到生物(wu)體并(bing)從沉(chen)積(ji)物(wu)釋放到水中(zhong)。與傳統(tong)的(de)(de)修(xiu)復方(fang)(fang)法(fa)(fa)相(xiang)比，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)修(xiu)復成本和經濟要(yao)求通(tong)常較低，如用(yong)砂或粘(zhan)土等非活(huo)性(xing)材料疏浚或密封，效果較差，成本較高。此(ci)外，這些(xie)傳統(tong)方(fang)(fang)法(fa)(fa)可能會破(po)壞水生環境，惡(e)化(hua)當地底棲生態(tai)系統(tong)。

　　處理(li)現場沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)可(ke)(ke)能(neng)會影(ying)響(xiang)活(huo)(huo)性炭的(de)(de)(de)(de)處理(li)時間。沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)沉(chen)積(ji)(ji)在(zai)活(huo)(huo)性炭上表示處理(li)成(cheng)功(gong)。它可(ke)(ke)以(yi)通過空間隔離(li)底棲(qi)動物(wu)進(jin)一步減(jian)少(shao)吸附層修(xiu)正的(de)(de)(de)(de)不(bu)利影(ying)響(xiang)，這(zhe)(zhe)可(ke)(ke)能(neng)有(you)助于(yu)觀察活(huo)(huo)性炭應用后海底群(qun)落的(de)(de)(de)(de)長期修(xiu)復(fu)。但(dan)這(zhe)(zhe)并不(bu)總是一種現實。在(zai)許多情(qing)況(kuang)下，水只能(neng)部分處理(li)，留下污染(ran)程度較低的(de)(de)(de)(de)較大區(qu)域(yu)。特別(bie)是在(zai)更湍流(liu)的(de)(de)(de)(de)水域(yu)，這(zhe)(zhe)些未經處理(li)的(de)(de)(de)(de)位(wei)置可(ke)(ke)以(yi)成(cheng)為污染(ran)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)(de)(de)來源，可(ke)(ke)以(yi)重(zhong)新沉(chen)積(ji)(ji)在(zai)應用活(huo)(huo)性炭薄層的(de)(de)(de)(de)頂部。與傳統的(de)(de)(de)(de)修(xiu)復(fu)方法(fa)相比，活(huo)(huo)性炭即使埋在(zai)新沉(chen)積(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)污染(ran)物(wu)中也能(neng)保(bao)持其(qi)修(xiu)復(fu)效(xiao)率。但(dan)是，在(zai)這(zhe)(zhe)種情(qing)況(kuang)下，活(huo)(huo)性炭的(de)(de)(de)(de)補(bu)救潛力數據很少(shao)。

　　現場測試和結果

　　從試驗圖中(zhong)獲(huo)得的(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)巖(yan)心的(de)目視檢查顯(xian)(xian)示(shi)，在(zai)處理后(hou)1天內形成均勻的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)，并(bing)覆蓋沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)。層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)(hou)在(zai)芯之間(jian)變(bian)化(平均幾厘米厚(hou)(hou))，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)顯(xian)(xian)示(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)之間(jian)的(de)間(jian)隙(圖2A)。兩個月后(hou)的(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)核心顯(xian)(xian)示(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)厚(hou)(hou)度(du)顯(xian)(xian)著降低(圖2)B)。雖然一(yi)些(xie)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)可(ke)能通過生物(wu)(wu)干擾進入下沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)，但損(sun)失(shi)的(de)主(zhu)要因素可(ke)能是一(yi)次或多次風暴(bao)。然而(er)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)仍然可(ke)以(yi)在(zai)大(da)多數巖(yan)石中(zhong)看(kan)(kan)到，地塊上的(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)黑炭(tan)(tan)(tan)值顯(xian)(xian)著增加(jia)（圖1）。湖底(di)強風的(de)另一(yi)個影響是活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)頂部沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)了大(da)量沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(圖2)B)。這一(yi)點(dian)可(ke)以(yi)通過支流河流輸(shu)入的(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)進一(yi)步放大(da)。層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)損(sun)失(shi)和沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)繼續(xu)以(yi)高(gao)速率進行。在(zai)處理后(hou)10個月收(shou)集的(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)核心中(zhong)，只能看(kan)(kan)到非(fei)常(chang)薄的(de)獨特活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)，其中(zhong)一(yi)些(xie)沒有可(ke)見活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)痕(hen)跡。

　　活(huo)性(xing)炭的(de)不(bu)(bu)良反(fan)應(ying)似乎(hu)與其修(xiu)復潛力密(mi)切相(xiang)關。嚴格遵循各(ge)試驗物(wu)(wu)種多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)(lian)苯(ben)吸(xi)收的(de)增長模式。這一(yi)發現表明，無論是(shi)對不(bu)(bu)利(li)影(ying)響(xiang)還是(shi)有益(yi)影(ying)響(xiang)，沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)的(de)覆蓋率首(shou)先降低(di)了吸(xi)附(fu)劑(ji)對試驗生(sheng)物(wu)(wu)體的(de)整體影(ying)響(xiang)。隨后，多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)(lian)苯(ben)吸(xi)收減少也會(hui)導致(zhi)吸(xi)附(fu)劑(ji)顆粒(li)的(de)增加，反(fan)過來又會(hui)導致(zhi)觀察到的(de)不(bu)(bu)利(li)影(ying)響(xiang)。相(xiang)反(fan)，活(huo)性(xing)炭顆粒(li)更嚴格的(de)空間隔離(li)以增加多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)(lian)苯(ben)吸(xi)收為代(dai)價，保護其免受不(bu)(bu)良影(ying)響(xiang)。另(ling)一(yi)個可能的(de)原(yuan)因是(shi)它們(men)之間的(de)潛在依(yi)賴。少量的(de)多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)(lian)苯(ben)生(sheng)物(wu)(wu)積(ji)累是(shi)由活(huo)性(xing)炭引(yin)起的(de)，而不(bu)(bu)是(shi)由于污染物(wu)(wu)與活(huo)性(xing)炭顆粒(li)的(de)結合而降低(di)多(duo)氯(lv)聯(lian)(lian)(lian)(lian)苯(ben)的(de)生(sheng)物(wu)(wu)利(li)用。

　　研(yan)究結(jie)果表明，在活性炭(tan)薄層(ceng)(ceng)覆蓋(gai)下可靠(kao)隔離(li)污染(ran)(ran)(ran)源是非常有(you)益的。活性炭(tan)將保持相對不受干(gan)擾的層(ceng)(ceng)，分離(li)舊的、污染(ran)(ran)(ran)的和新的清潔沉積物(wu)，以防(fang)止(zhi)污染(ran)(ran)(ran)物(wu)流(liu)入生物(wu)活性沉積物(wu)。將蓋(gai)子蓋(gai)子混(hun)合到下面的沉積物(wu)中(zhong)，大量較深的生物(wu)仍然(ran)污染(ran)(ran)(ran)物(wu)的隔離(li)。此外，該(gai)過程有(you)助于(yu)穩(wen)定(ding)層(ceng)(ceng)，防(fang)止(zhi)水湍(tuan)流(liu)從現場(chang)漂(piao)移。否則(ze)，這(zhe)種穩(wen)定(ding)性必須通過手動用另一層(ceng)(ceng)清潔的沙(sha)子或沉積物(wu)覆蓋(gai)薄層(ceng)(ceng)或主動將吸附劑(ji)混(hun)合到沉積物(wu)中(zhong)來實現。然(ran)而，當(dang)場(chang)地預期更(geng)深層(ceng)(ceng)次的生物(wu)干(gan)擾時(shi)，可能需(xu)要施加(jia)更(geng)多的活性炭(tan)，因為當(dang)它們與沉積物(wu)混(hun)合時(shi)，活性炭(tan)可能會(hui)被(bei)過快稀釋。