活性炭水中沉積物的處理

　　對于(yu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)水中沉(chen)積物(wu)(wu)的(de)(de)處(chu)理，一般采用(yong)吸附劑(ji)等薄層覆(fu)蓋活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)水中沉(chen)積物(wu)(wu)。直接使用(yong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)等強吸附劑(ji)可(ke)以(yi)大(da)(da)大(da)(da)降低有機(ji)污(wu)(wu)染物(wu)(wu)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)利用(yong)率。為了評估現實條件下的(de)(de)方(fang)法中，我們在(zai)多氯聯苯污(wu)(wu)染的(de)(de)湖中連續14個月的(de)(de)監測，盡(jin)可(ke)能(neng)的(de)(de)發掘活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)用(yong)途。即使活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)長期被污(wu)(wu)染的(de)(de)沉(chen)積物(wu)(wu)覆(fu)蓋，也需要足夠的(de)(de)強度和深度的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)干擾(rao)才能(neng)保持可(ke)測量(liang)(liang)的(de)(de)有效性(xing)（減(jian)少污(wu)(wu)染物(wu)(wu)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)積累）。另(ling)一方(fang)面，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)引起的(de)(de)不良(liang)反(fan)應的(de)(de)大(da)(da)小(xiao)與(yu)測量(liang)(liang)修復的(de)(de)成功呈正(zheng)相關。

　　在原位修(xiu)復污染沉(chen)積物(wu)(wu)時，用(yong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭和(he)其的(de)污染沉(chen)積物(wu)(wu)原位修(xiu)復方(fang)法(fa)。它(ta)依賴于疏(shu)(shu)水性(xing)(xing)(xing)有機(ji)污染物(wu)(wu)(HOC)對吸(xi)附劑顆(ke)粒表面(mian)的(de)高親和(he)力。由(you)此產生(sheng)的(de)吸(xi)附強度足(zu)以顯(xian)著降低污染物(wu)(wu)的(de)生(sheng)物(wu)(wu)利用(yong)和(he)流動性(xing)(xing)(xing)，從而限制其吸(xi)收到(dao)生(sheng)物(wu)(wu)體并從沉(chen)積物(wu)(wu)釋放到(dao)水中。與傳統(tong)(tong)的(de)修(xiu)復方(fang)法(fa)相(xiang)比(bi)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的(de)修(xiu)復成本(ben)(ben)和(he)經(jing)濟要求通常(chang)較低，如用(yong)砂或粘(zhan)土等非活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)材料疏(shu)(shu)浚或密(mi)封，效果較差(cha)，成本(ben)(ben)較高。此外，這些傳統(tong)(tong)方(fang)法(fa)可(ke)能(neng)會(hui)破壞水生(sheng)環境，惡化(hua)當地底棲生(sheng)態系統(tong)(tong)。

　　處(chu)(chu)理(li)(li)現(xian)場沉積(ji)(ji)物可能(neng)會影響活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)時間(jian)。沉積(ji)(ji)物沉積(ji)(ji)在(zai)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)上(shang)表示處(chu)(chu)理(li)(li)成(cheng)(cheng)功(gong)。它可以通過空間(jian)隔離底(di)棲動物進一步減少(shao)吸附層修正的(de)(de)(de)(de)不利影響，這(zhe)可能(neng)有(you)助于觀察活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)應(ying)用后海底(di)群(qun)落的(de)(de)(de)(de)長期修復。但這(zhe)并不總(zong)是一種現(xian)實。在(zai)許多情(qing)況下，水只(zhi)能(neng)部(bu)分處(chu)(chu)理(li)(li)，留(liu)下污(wu)染程度(du)較低的(de)(de)(de)(de)較大(da)區(qu)域(yu)(yu)。特(te)別是在(zai)更湍流的(de)(de)(de)(de)水域(yu)(yu)，這(zhe)些未經處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)位置可以成(cheng)(cheng)為污(wu)染沉積(ji)(ji)物的(de)(de)(de)(de)來源，可以重新沉積(ji)(ji)在(zai)應(ying)用活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)薄(bo)層的(de)(de)(de)(de)頂部(bu)。與傳統的(de)(de)(de)(de)修復方(fang)法相比，活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)即使(shi)埋在(zai)新沉積(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)污(wu)染物中也能(neng)保持其修復效(xiao)率。但是，在(zai)這(zhe)種情(qing)況下，活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)補救(jiu)潛力數據(ju)很少(shao)。

　　現場測試和結果

　　從試(shi)驗圖中(zhong)(zhong)獲得的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)巖(yan)心(xin)的(de)(de)目視檢查顯示(shi)，在(zai)處理后1天內形成均勻(yun)的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)，并覆蓋沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)。層(ceng)厚(hou)(hou)在(zai)芯(xin)之(zhi)間變化(平均幾厘米厚(hou)(hou))，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)顯示(shi)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)之(zhi)間的(de)(de)間隙(圖2A)。兩個月(yue)后的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)核(he)心(xin)顯示(shi)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)厚(hou)(hou)度顯著降低(圖2)B)。雖然(ran)一(yi)些活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)可(ke)能通(tong)過生物(wu)干擾進入(ru)下沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)，但(dan)損失的(de)(de)主要因素可(ke)能是一(yi)次(ci)或多(duo)次(ci)風(feng)暴。然(ran)而，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)仍然(ran)可(ke)以(yi)在(zai)大多(duo)數(shu)巖(yan)石中(zhong)(zhong)看到，地塊上(shang)的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)黑炭(tan)(tan)(tan)值(zhi)顯著增(zeng)加（圖1）。湖底(di)強風(feng)的(de)(de)另一(yi)個影響是活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)頂部沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)了大量(liang)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(圖2)B)。這(zhe)一(yi)點可(ke)以(yi)通(tong)過支流(liu)河流(liu)輸(shu)入(ru)的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)進一(yi)步放大。層(ceng)中(zhong)(zhong)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)損失和沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)繼(ji)續以(yi)高速率進行。在(zai)處理后10個月(yue)收集的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)核(he)心(xin)中(zhong)(zhong)，只能看到非常(chang)薄的(de)(de)獨(du)特活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)，其中(zhong)(zhong)一(yi)些沒有可(ke)見活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)痕跡(ji)。

　　活(huo)性炭的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)良(liang)反(fan)應似乎與其修復(fu)潛力密切(qie)相(xiang)關。嚴格(ge)遵循各試驗物(wu)(wu)種多氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸(xi)收的(de)(de)(de)(de)增(zeng)長模式。這一(yi)發現(xian)表明(ming)，無論是(shi)對不(bu)(bu)利影(ying)(ying)響還是(shi)有益影(ying)(ying)響，沉積(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)覆蓋率首先降(jiang)低(di)了(le)吸(xi)附劑對試驗生物(wu)(wu)體的(de)(de)(de)(de)整體影(ying)(ying)響。隨后，多氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸(xi)收減少(shao)也會導致吸(xi)附劑顆粒的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)，反(fan)過來又(you)會導致觀察到的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)利影(ying)(ying)響。相(xiang)反(fan)，活(huo)性炭顆粒更嚴格(ge)的(de)(de)(de)(de)空間(jian)隔離以增(zeng)加(jia)多氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸(xi)收為(wei)代價(jia)，保護其免(mian)受不(bu)(bu)良(liang)影(ying)(ying)響。另(ling)一(yi)個可(ke)能的(de)(de)(de)(de)原因是(shi)它們(men)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)潛在依(yi)賴。少(shao)量的(de)(de)(de)(de)多氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)生物(wu)(wu)積(ji)累(lei)是(shi)由活(huo)性炭引起的(de)(de)(de)(de)，而不(bu)(bu)是(shi)由于污染(ran)物(wu)(wu)與活(huo)性炭顆粒的(de)(de)(de)(de)結合而降(jiang)低(di)多氯(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)生物(wu)(wu)利用。

　　研究(jiu)結(jie)果表明，在活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)薄層覆蓋下可靠隔離(li)污染(ran)源是非(fei)常有益的(de)。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)將(jiang)保持相對不受干擾的(de)層，分(fen)離(li)舊的(de)、污染(ran)的(de)和(he)新的(de)清潔沉(chen)(chen)(chen)積物(wu)，以防(fang)止污染(ran)物(wu)流(liu)入生(sheng)物(wu)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)沉(chen)(chen)(chen)積物(wu)。將(jiang)蓋子蓋子混合(he)到下面的(de)沉(chen)(chen)(chen)積物(wu)中，大量(liang)較深的(de)生(sheng)物(wu)仍然污染(ran)物(wu)的(de)隔離(li)。此外，該過程有助于穩(wen)定(ding)層，防(fang)止水湍流(liu)從現場漂移。否則，這種穩(wen)定(ding)性(xing)必須(xu)通過手動用另一(yi)層清潔的(de)沙(sha)子或沉(chen)(chen)(chen)積物(wu)覆蓋薄層或主動將(jiang)吸附劑混合(he)到沉(chen)(chen)(chen)積物(wu)中來實現。然而，當場地預期更深層次的(de)生(sheng)物(wu)干擾時(shi)，可能需(xu)要施加更多的(de)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)，因為當它們與(yu)沉(chen)(chen)(chen)積物(wu)混合(he)時(shi)，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)可能會被過快稀(xi)釋。