活性炭水中沉積物的處理

　　對于(yu)活性(xing)(xing)炭(tan)水中沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)的處理，一般采用吸附劑(ji)等薄層覆(fu)蓋(gai)活性(xing)(xing)炭(tan)水中沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)。直接(jie)使用活性(xing)(xing)炭(tan)等強吸附劑(ji)可以大(da)大(da)降低有機污染物(wu)(wu)的生物(wu)(wu)利用率(lv)。為了評估現(xian)實條(tiao)件(jian)下的方法中，我們在(zai)多(duo)氯聯苯污染的湖中連續14個(ge)月的監(jian)測(ce)(ce)，盡可能(neng)的發掘活性(xing)(xing)炭(tan)的用途(tu)。即使活性(xing)(xing)炭(tan)長期(qi)被污染的沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)覆(fu)蓋(gai)，也需要足(zu)夠的強度和(he)深(shen)度的生物(wu)(wu)干擾才能(neng)保持可測(ce)(ce)量(liang)的有效(xiao)性(xing)(xing)（減少污染物(wu)(wu)的生物(wu)(wu)積(ji)累(lei)）。另一方面，活性(xing)(xing)炭(tan)引起(qi)的不良反應的大(da)小與測(ce)(ce)量(liang)修復(fu)的成功呈正相關。

　　在原位修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)污染(ran)沉積物(wu)時(shi)，用活性(xing)炭和(he)(he)(he)其的(de)(de)污染(ran)沉積物(wu)原位修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)方(fang)法(fa)。它依賴(lai)于疏水(shui)性(xing)有機污染(ran)物(wu)(HOC)對吸(xi)附(fu)劑顆(ke)粒表面的(de)(de)高親(qin)和(he)(he)(he)力。由此(ci)產生的(de)(de)吸(xi)附(fu)強(qiang)度足以顯著降低污染(ran)物(wu)的(de)(de)生物(wu)利(li)用和(he)(he)(he)流動性(xing)，從而限制其吸(xi)收到(dao)生物(wu)體并從沉積物(wu)釋放到(dao)水(shui)中(zhong)。與傳(chuan)統的(de)(de)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)方(fang)法(fa)相比，活性(xing)炭的(de)(de)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)成(cheng)本和(he)(he)(he)經濟要求通(tong)常(chang)較(jiao)低，如用砂或(huo)粘土等非活性(xing)材(cai)料(liao)疏浚或(huo)密封，效果較(jiao)差，成(cheng)本較(jiao)高。此(ci)外，這(zhe)些傳(chuan)統方(fang)法(fa)可能(neng)會破(po)壞水(shui)生環境，惡化(hua)當地(di)底棲生態系統。

　　處(chu)理現場(chang)沉(chen)積(ji)物(wu)可(ke)能(neng)會影響活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)處(chu)理時間。沉(chen)積(ji)物(wu)沉(chen)積(ji)在(zai)活性(xing)(xing)炭(tan)上表(biao)示處(chu)理成(cheng)功(gong)。它(ta)可(ke)以(yi)通過(guo)空間隔離(li)底(di)棲動物(wu)進一步減少(shao)吸附層(ceng)修正的(de)不利影響，這(zhe)(zhe)可(ke)能(neng)有助于觀(guan)察活性(xing)(xing)炭(tan)應用(yong)后海底(di)群落的(de)長(chang)期修復(fu)。但(dan)這(zhe)(zhe)并不總是(shi)(shi)一種(zhong)現實(shi)。在(zai)許多(duo)情況下，水只能(neng)部分處(chu)理，留下污(wu)染(ran)(ran)程(cheng)度(du)較低(di)的(de)較大區域。特別(bie)是(shi)(shi)在(zai)更湍(tuan)流的(de)水域，這(zhe)(zhe)些未經(jing)處(chu)理的(de)位置可(ke)以(yi)成(cheng)為污(wu)染(ran)(ran)沉(chen)積(ji)物(wu)的(de)來源，可(ke)以(yi)重(zhong)新沉(chen)積(ji)在(zai)應用(yong)活性(xing)(xing)炭(tan)薄(bo)層(ceng)的(de)頂部。與傳(chuan)統的(de)修復(fu)方法相比，活性(xing)(xing)炭(tan)即使埋在(zai)新沉(chen)積(ji)的(de)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)中也能(neng)保(bao)持其修復(fu)效率(lv)。但(dan)是(shi)(shi)，在(zai)這(zhe)(zhe)種(zhong)情況下，活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)補救潛力數據(ju)很少(shao)。

　　現場測試和結果

　　從(cong)試驗圖(tu)(tu)中(zhong)獲得的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)巖(yan)心(xin)的(de)(de)(de)目視(shi)檢查(cha)顯示，在處(chu)理后1天(tian)內(nei)形成均勻的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)，并(bing)覆蓋沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)。層(ceng)厚在芯之(zhi)間變化(hua)(平均幾厘米(mi)厚)，活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)顯示活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)之(zhi)間的(de)(de)(de)間隙(圖(tu)(tu)2A)。兩個月后的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)核心(xin)顯示活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)厚度顯著(zhu)降低(圖(tu)(tu)2)B)。雖然一些(xie)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)可(ke)能(neng)通過(guo)(guo)生物(wu)(wu)干(gan)擾進入下沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)，但(dan)損失的(de)(de)(de)主要因素可(ke)能(neng)是(shi)一次或多次風暴。然而，活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)仍然可(ke)以在大多數(shu)巖(yan)石中(zhong)看(kan)到(dao)，地塊上(shang)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)黑炭(tan)(tan)(tan)值顯著(zhu)增加（圖(tu)(tu)1）。湖底強風的(de)(de)(de)另一個影響是(shi)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)頂部沉(chen)(chen)積了大量沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)(圖(tu)(tu)2)B)。這一點可(ke)以通過(guo)(guo)支流(liu)河(he)流(liu)輸入的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)進一步放(fang)大。層(ceng)中(zhong)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)損失和沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積繼續以高速(su)率(lv)進行。在處(chu)理后10個月收集(ji)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)核心(xin)中(zhong)，只能(neng)看(kan)到(dao)非常薄的(de)(de)(de)獨特活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)，其中(zhong)一些(xie)沒有可(ke)見活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)痕跡。

　　活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)良反應似乎(hu)與其(qi)修復潛力密切相關(guan)。嚴(yan)格(ge)遵(zun)循各試(shi)(shi)驗物(wu)(wu)種(zhong)多(duo)(duo)氯聯苯吸(xi)收的(de)(de)增(zeng)長(chang)模式。這一(yi)發現表明，無(wu)論是(shi)對不(bu)(bu)(bu)利影(ying)響(xiang)還(huan)是(shi)有(you)益影(ying)響(xiang)，沉積(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)覆蓋率首先(xian)降(jiang)低(di)了(le)吸(xi)附(fu)劑(ji)對試(shi)(shi)驗生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)整體(ti)影(ying)響(xiang)。隨后，多(duo)(duo)氯聯苯吸(xi)收減少(shao)也(ye)會導致吸(xi)附(fu)劑(ji)顆(ke)粒(li)的(de)(de)增(zeng)加，反過來又會導致觀察到的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)利影(ying)響(xiang)。相反，活性(xing)炭(tan)(tan)顆(ke)粒(li)更(geng)嚴(yan)格(ge)的(de)(de)空間(jian)隔離(li)以(yi)增(zeng)加多(duo)(duo)氯聯苯吸(xi)收為代價，保護其(qi)免受不(bu)(bu)(bu)良影(ying)響(xiang)。另一(yi)個可(ke)能的(de)(de)原因是(shi)它(ta)們之間(jian)的(de)(de)潛在依賴(lai)。少(shao)量的(de)(de)多(duo)(duo)氯聯苯生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)積(ji)累是(shi)由(you)活性(xing)炭(tan)(tan)引起的(de)(de)，而不(bu)(bu)(bu)是(shi)由(you)于(yu)污染物(wu)(wu)與活性(xing)炭(tan)(tan)顆(ke)粒(li)的(de)(de)結合而降(jiang)低(di)多(duo)(duo)氯聯苯的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)利用。

　　研究(jiu)結果表(biao)明(ming)，在活(huo)性炭薄(bo)層(ceng)覆蓋(gai)下(xia)可(ke)靠隔離污染源是非常(chang)有益(yi)的(de)。活(huo)性炭將保持相對(dui)不(bu)受(shou)干(gan)擾的(de)層(ceng)，分離舊的(de)、污染的(de)和新的(de)清潔沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)，以(yi)防止污染物(wu)(wu)流入生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)。將蓋(gai)子(zi)蓋(gai)子(zi)混合到(dao)下(xia)面(mian)的(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)中，大量(liang)較(jiao)深的(de)生(sheng)物(wu)(wu)仍然污染物(wu)(wu)的(de)隔離。此外，該過程(cheng)有助(zhu)于穩定層(ceng)，防止水(shui)湍流從現場(chang)漂移。否則，這種穩定性必(bi)須通過手動(dong)用另一層(ceng)清潔的(de)沙子(zi)或(huo)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)覆蓋(gai)薄(bo)層(ceng)或(huo)主動(dong)將吸附劑混合到(dao)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)中來實現。然而，當(dang)場(chang)地預(yu)期更深層(ceng)次的(de)生(sheng)物(wu)(wu)干(gan)擾時(shi)，可(ke)能需要(yao)施(shi)加更多的(de)活(huo)性炭，因為當(dang)它們與(yu)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)混合時(shi)，活(huo)性炭可(ke)能會被過快(kuai)稀(xi)釋。