活性炭水中沉積物的處理

　　對于活(huo)性(xing)炭(tan)水中(zhong)沉積物(wu)(wu)的(de)處理(li)，一(yi)般采(cai)用吸附劑等薄層覆蓋活(huo)性(xing)炭(tan)水中(zhong)沉積物(wu)(wu)。直(zhi)接(jie)使(shi)(shi)用活(huo)性(xing)炭(tan)等強(qiang)吸附劑可(ke)以大大降(jiang)低(di)有(you)機污染物(wu)(wu)的(de)生(sheng)物(wu)(wu)利用率。為了(le)評估現實(shi)條件下(xia)的(de)方法中(zhong)，我們在(zai)多氯聯(lian)苯污染的(de)湖中(zhong)連續14個(ge)月的(de)監測(ce)，盡(jin)可(ke)能(neng)的(de)發(fa)掘活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)用途。即(ji)使(shi)(shi)活(huo)性(xing)炭(tan)長期被污染的(de)沉積物(wu)(wu)覆蓋，也需(xu)要足(zu)夠的(de)強(qiang)度(du)(du)和深(shen)度(du)(du)的(de)生(sheng)物(wu)(wu)干擾才能(neng)保(bao)持(chi)可(ke)測(ce)量的(de)有(you)效性(xing)（減(jian)少污染物(wu)(wu)的(de)生(sheng)物(wu)(wu)積累）。另(ling)一(yi)方面(mian)，活(huo)性(xing)炭(tan)引起的(de)不良反(fan)應的(de)大小與(yu)測(ce)量修復的(de)成功呈正相關(guan)。

　　在原(yuan)位(wei)修(xiu)復(fu)(fu)污染沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)時(shi)，用(yong)(yong)活性炭(tan)和(he)(he)(he)其(qi)(qi)的(de)污染沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)原(yuan)位(wei)修(xiu)復(fu)(fu)方法。它依賴于疏水性有機(ji)污染物(wu)(wu)(HOC)對吸附(fu)劑顆粒表面的(de)高(gao)親(qin)和(he)(he)(he)力。由此產生(sheng)(sheng)的(de)吸附(fu)強度足以顯著降低(di)(di)污染物(wu)(wu)的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)利用(yong)(yong)和(he)(he)(he)流動(dong)性，從(cong)而限制(zhi)其(qi)(qi)吸收到(dao)(dao)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體并從(cong)沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)釋(shi)放到(dao)(dao)水中。與傳統(tong)的(de)修(xiu)復(fu)(fu)方法相(xiang)比，活性炭(tan)的(de)修(xiu)復(fu)(fu)成本(ben)和(he)(he)(he)經濟要求通常較(jiao)低(di)(di)，如用(yong)(yong)砂或(huo)粘土等非活性材(cai)料疏浚或(huo)密封(feng)，效果較(jiao)差，成本(ben)較(jiao)高(gao)。此外，這(zhe)些傳統(tong)方法可能(neng)會(hui)破(po)壞水生(sheng)(sheng)環境，惡(e)化當地底棲生(sheng)(sheng)態系統(tong)。

　　處理(li)現(xian)場沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)可(ke)能(neng)會影響活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)處理(li)時間。沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)在(zai)(zai)(zai)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)上表示處理(li)成功(gong)。它可(ke)以(yi)通過空間隔離底棲(qi)動物(wu)進一(yi)步減少(shao)吸(xi)附層修正的(de)(de)不利影響，這(zhe)可(ke)能(neng)有助(zhu)于觀察(cha)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)應(ying)(ying)用后海底群落的(de)(de)長期(qi)修復。但這(zhe)并(bing)不總(zong)是(shi)一(yi)種現(xian)實(shi)。在(zai)(zai)(zai)許多情況(kuang)下，水只能(neng)部(bu)分處理(li)，留下污(wu)染(ran)(ran)程(cheng)度(du)較低的(de)(de)較大(da)區域。特別是(shi)在(zai)(zai)(zai)更湍(tuan)流的(de)(de)水域，這(zhe)些未經處理(li)的(de)(de)位置可(ke)以(yi)成為(wei)污(wu)染(ran)(ran)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)來源，可(ke)以(yi)重新沉(chen)(chen)積(ji)(ji)在(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)用活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)薄(bo)層的(de)(de)頂部(bu)。與(yu)傳統的(de)(de)修復方法相比，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)即使埋(mai)在(zai)(zai)(zai)新沉(chen)(chen)積(ji)(ji)的(de)(de)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)中(zhong)也能(neng)保持其修復效率。但是(shi)，在(zai)(zai)(zai)這(zhe)種情況(kuang)下，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)補救潛力數據(ju)很少(shao)。

　　現場測試和結果

　　從試驗圖(tu)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)獲得的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)巖(yan)心的(de)(de)(de)目視檢查顯(xian)示(shi)，在(zai)處(chu)理后1天(tian)內形成(cheng)均勻的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層，并覆(fu)蓋沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)。層厚(hou)在(zai)芯之間變化(平均幾厘(li)米厚(hou))，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)顯(xian)示(shi)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)之間的(de)(de)(de)間隙(圖(tu)2A)。兩個月后的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)核(he)心顯(xian)示(shi)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)厚(hou)度顯(xian)著降低(di)(圖(tu)2)B)。雖然一(yi)(yi)些(xie)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層可(ke)能通過生(sheng)物(wu)干擾進(jin)入下(xia)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)，但損失的(de)(de)(de)主要因(yin)素可(ke)能是一(yi)(yi)次或多次風暴。然而，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層仍(reng)然可(ke)以(yi)在(zai)大(da)多數巖(yan)石(shi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)看到(dao)，地塊(kuai)上的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)黑炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)值顯(xian)著增加（圖(tu)1）。湖底強(qiang)風的(de)(de)(de)另一(yi)(yi)個影響(xiang)是活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層頂部(bu)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)了大(da)量沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(圖(tu)2)B)。這一(yi)(yi)點可(ke)以(yi)通過支(zhi)流河流輸入的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)進(jin)一(yi)(yi)步放大(da)。層中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)損失和沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)繼續以(yi)高速率進(jin)行。在(zai)處(chu)理后10個月收(shou)集的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)核(he)心中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，只能看到(dao)非常薄(bo)的(de)(de)(de)獨(du)特活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層，其中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)一(yi)(yi)些(xie)沒有(you)可(ke)見活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)痕跡。

　　活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)不良反(fan)應似(si)乎與(yu)其修復潛(qian)力密切相(xiang)關。嚴格遵循(xun)各(ge)試驗(yan)物種多(duo)氯聯苯吸(xi)收的(de)增長(chang)模式(shi)。這一發現表明，無論(lun)是對不利影響還是有益影響，沉(chen)積(ji)物的(de)覆蓋率(lv)首(shou)先降(jiang)低了(le)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)對試驗(yan)生物體(ti)的(de)整(zheng)體(ti)影響。隨后，多(duo)氯聯苯吸(xi)收減(jian)少也會(hui)(hui)導(dao)致吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)顆(ke)粒(li)的(de)增加(jia)，反(fan)過來又(you)會(hui)(hui)導(dao)致觀察到的(de)不利影響。相(xiang)反(fan)，活(huo)(huo)性(xing)炭顆(ke)粒(li)更嚴格的(de)空(kong)間(jian)隔離以增加(jia)多(duo)氯聯苯吸(xi)收為代價(jia)，保護其免受不良影響。另一個可(ke)能的(de)原因(yin)是它們之間(jian)的(de)潛(qian)在(zai)依賴。少量的(de)多(duo)氯聯苯生物積(ji)累是由活(huo)(huo)性(xing)炭引(yin)起的(de)，而不是由于(yu)污染物與(yu)活(huo)(huo)性(xing)炭顆(ke)粒(li)的(de)結(jie)合而降(jiang)低多(duo)氯聯苯的(de)生物利用。

　　研究結果表明(ming)，在活(huo)性炭薄層(ceng)覆(fu)蓋下(xia)可靠隔(ge)離(li)(li)污(wu)染(ran)(ran)源是非常有益的。活(huo)性炭將(jiang)保(bao)持(chi)相對不受(shou)干(gan)擾的層(ceng)，分離(li)(li)舊的、污(wu)染(ran)(ran)的和新的清潔(jie)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)，以防(fang)止污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)流入(ru)生物(wu)(wu)活(huo)性沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)。將(jiang)蓋子(zi)蓋子(zi)混合(he)到下(xia)面的沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)中，大(da)量較(jiao)深的生物(wu)(wu)仍然(ran)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)的隔(ge)離(li)(li)。此外，該(gai)過(guo)(guo)程(cheng)有助于穩定層(ceng)，防(fang)止水湍(tuan)流從現(xian)場漂移。否則，這種穩定性必(bi)須通過(guo)(guo)手動(dong)用(yong)另一層(ceng)清潔(jie)的沙子(zi)或沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)覆(fu)蓋薄層(ceng)或主動(dong)將(jiang)吸附(fu)劑混合(he)到沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)中來實(shi)現(xian)。然(ran)而，當場地預(yu)期更深層(ceng)次的生物(wu)(wu)干(gan)擾時(shi)(shi)，可能需要施(shi)加更多的活(huo)性炭，因為當它們與(yu)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)混合(he)時(shi)(shi)，活(huo)性炭可能會被過(guo)(guo)快(kuai)稀釋。