活性炭水中沉積物的處理

　　對于(yu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭水中沉積(ji)(ji)物的(de)(de)(de)(de)(de)處理，一般采用吸(xi)(xi)附劑等(deng)薄層(ceng)覆(fu)蓋活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭水中沉積(ji)(ji)物。直(zhi)接(jie)使用活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭等(deng)強(qiang)吸(xi)(xi)附劑可以大大降低有機污染(ran)物的(de)(de)(de)(de)(de)生物利用率(lv)。為了評估(gu)現實條件下的(de)(de)(de)(de)(de)方法中，我們在多氯(lv)聯苯污染(ran)的(de)(de)(de)(de)(de)湖中連(lian)續14個(ge)月的(de)(de)(de)(de)(de)監測，盡可能的(de)(de)(de)(de)(de)發掘活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)(de)(de)用途。即使活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭長期被污染(ran)的(de)(de)(de)(de)(de)沉積(ji)(ji)物覆(fu)蓋，也需要足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度和(he)深度的(de)(de)(de)(de)(de)生物干擾才能保持(chi)可測量的(de)(de)(de)(de)(de)有效性(xing)(xing)（減少污染(ran)物的(de)(de)(de)(de)(de)生物積(ji)(ji)累）。另(ling)一方面，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭引起的(de)(de)(de)(de)(de)不良反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)大小與測量修復的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)功呈正相關。

　　在原位修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)污(wu)染(ran)沉積(ji)物(wu)時，用(yong)(yong)活(huo)性(xing)(xing)炭和(he)其的(de)(de)污(wu)染(ran)沉積(ji)物(wu)原位修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)方法。它依賴(lai)于疏水(shui)性(xing)(xing)有機污(wu)染(ran)物(wu)(HOC)對吸附(fu)劑顆(ke)粒表面(mian)的(de)(de)高親和(he)力。由此產生(sheng)(sheng)的(de)(de)吸附(fu)強度足以顯著降(jiang)低(di)污(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)利用(yong)(yong)和(he)流動性(xing)(xing)，從(cong)而(er)限制其吸收到生(sheng)(sheng)物(wu)體并從(cong)沉積(ji)物(wu)釋放到水(shui)中。與(yu)傳統(tong)的(de)(de)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)方法相(xiang)比，活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)修(xiu)(xiu)復(fu)(fu)成本和(he)經濟(ji)要求通常較(jiao)低(di)，如(ru)用(yong)(yong)砂或粘土等非活(huo)性(xing)(xing)材料疏浚或密封，效果較(jiao)差，成本較(jiao)高。此外，這些傳統(tong)方法可能會破壞水(shui)生(sheng)(sheng)環境，惡化(hua)當地(di)底棲生(sheng)(sheng)態系統(tong)。

　　處(chu)理現場沉積(ji)物(wu)可能會影(ying)響活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)處(chu)理時間(jian)。沉積(ji)物(wu)沉積(ji)在活性(xing)炭(tan)(tan)上表示(shi)處(chu)理成(cheng)(cheng)功。它可以通過空間(jian)隔離底(di)棲動物(wu)進一步減少吸附層修(xiu)正的(de)(de)不(bu)利影(ying)響，這(zhe)可能有助于觀察活性(xing)炭(tan)(tan)應用(yong)后海底(di)群落的(de)(de)長期(qi)修(xiu)復。但(dan)這(zhe)并不(bu)總是一種現實。在許多(duo)情況(kuang)(kuang)下(xia)，水只(zhi)能部(bu)分處(chu)理，留下(xia)污(wu)染(ran)程度較(jiao)低的(de)(de)較(jiao)大區域。特別(bie)是在更湍流的(de)(de)水域，這(zhe)些未(wei)經處(chu)理的(de)(de)位置可以成(cheng)(cheng)為(wei)污(wu)染(ran)沉積(ji)物(wu)的(de)(de)來(lai)源，可以重新沉積(ji)在應用(yong)活性(xing)炭(tan)(tan)薄層的(de)(de)頂部(bu)。與(yu)傳統的(de)(de)修(xiu)復方法相比，活性(xing)炭(tan)(tan)即使(shi)埋在新沉積(ji)的(de)(de)污(wu)染(ran)物(wu)中也能保持其修(xiu)復效率(lv)。但(dan)是，在這(zhe)種情況(kuang)(kuang)下(xia)，活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)補救(jiu)潛力數據(ju)很少。

　　現場測試和結果

　　從試驗圖(tu)中(zhong)獲得的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)巖心的(de)(de)(de)目視檢查顯示，在(zai)處理(li)后(hou)1天內(nei)形成均勻(yun)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)(ceng)，并覆蓋沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)。層(ceng)(ceng)厚(hou)在(zai)芯(xin)之間變化(平均幾厘(li)米厚(hou))，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)顯示活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)之間的(de)(de)(de)間隙(圖(tu)2A)。兩個(ge)月后(hou)的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)核(he)心顯示活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)厚(hou)度顯著(zhu)降低(di)(圖(tu)2)B)。雖然一些(xie)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)(ceng)可(ke)能通過(guo)生物(wu)干擾進(jin)入下(xia)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)，但損失的(de)(de)(de)主要因素可(ke)能是一次或(huo)多次風暴。然而，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)(ceng)仍然可(ke)以在(zai)大(da)多數巖石(shi)中(zhong)看(kan)(kan)到(dao)，地(di)塊(kuai)上的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)黑(hei)炭(tan)(tan)值顯著(zhu)增加(jia)（圖(tu)1）。湖底強風的(de)(de)(de)另一個(ge)影響是活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)(ceng)頂部沉(chen)積(ji)(ji)了大(da)量沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(圖(tu)2)B)。這一點可(ke)以通過(guo)支流(liu)河流(liu)輸入的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)進(jin)一步放大(da)。層(ceng)(ceng)中(zhong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)損失和沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)繼續以高速(su)率進(jin)行(xing)。在(zai)處理(li)后(hou)10個(ge)月收集的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)核(he)心中(zhong)，只能看(kan)(kan)到(dao)非常薄的(de)(de)(de)獨(du)特活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)(ceng)，其中(zhong)一些(xie)沒有可(ke)見(jian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)痕跡。

　　活性炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不良(liang)(liang)反應似乎與其(qi)(qi)修復(fu)潛力密(mi)切(qie)相(xiang)(xiang)關。嚴格(ge)(ge)遵循各試驗物(wu)種多氯(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸(xi)收的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增長模式。這(zhe)一發(fa)現(xian)表明，無論是對(dui)不利(li)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)還是有益影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)，沉積(ji)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)覆蓋率首(shou)先降低了吸(xi)附劑對(dui)試驗生(sheng)(sheng)物(wu)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)整體影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。隨后(hou)，多氯(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸(xi)收減少(shao)也會導致(zhi)吸(xi)附劑顆(ke)(ke)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加，反過來又會導致(zhi)觀察到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不利(li)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。相(xiang)(xiang)反，活性炭(tan)顆(ke)(ke)粒(li)更嚴格(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)空間隔離以增加多氯(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸(xi)收為代價，保護其(qi)(qi)免受(shou)不良(liang)(liang)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。另一個可能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin)是它們(men)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潛在依(yi)賴。少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)多氯(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)生(sheng)(sheng)物(wu)積(ji)累是由活性炭(tan)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，而(er)不是由于污染物(wu)與活性炭(tan)顆(ke)(ke)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結合而(er)降低多氯(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)利(li)用。

　　研究結果表明，在活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭薄(bo)層(ceng)覆蓋(gai)(gai)下(xia)可(ke)靠隔(ge)離污(wu)染(ran)(ran)源是非常有(you)益的(de)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭將保持相對不(bu)受干(gan)擾的(de)層(ceng)，分離舊(jiu)的(de)、污(wu)染(ran)(ran)的(de)和新的(de)清潔沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)，以防止污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)流(liu)(liu)入生物(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)。將蓋(gai)(gai)子蓋(gai)(gai)子混(hun)合(he)(he)到下(xia)面的(de)沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)中(zhong)，大量較(jiao)深的(de)生物(wu)(wu)仍然污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)的(de)隔(ge)離。此外，該過程有(you)助于穩定(ding)層(ceng)，防止水湍流(liu)(liu)從現場漂移。否則，這(zhe)種(zhong)穩定(ding)性(xing)(xing)必須通過手(shou)動(dong)用另一層(ceng)清潔的(de)沙子或(huo)沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)覆蓋(gai)(gai)薄(bo)層(ceng)或(huo)主動(dong)將吸附(fu)劑混(hun)合(he)(he)到沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)中(zhong)來實現。然而，當場地預期更深層(ceng)次的(de)生物(wu)(wu)干(gan)擾時，可(ke)能需要施加更多的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭，因為當它(ta)們與沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)混(hun)合(he)(he)時，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭可(ke)能會被過快(kuai)稀釋。