活性炭水中沉積物的處理

　　對于(yu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)水中(zhong)沉(chen)積物(wu)的(de)(de)處理，一(yi)般采用(yong)吸附劑等(deng)(deng)薄層覆(fu)蓋(gai)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)水中(zhong)沉(chen)積物(wu)。直接(jie)使用(yong)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)等(deng)(deng)強吸附劑可(ke)以(yi)大大降(jiang)低有(you)(you)機污(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)生物(wu)利(li)用(yong)率。為了評估現實條件下(xia)的(de)(de)方法中(zhong)，我們在(zai)多氯(lv)聯苯污(wu)染(ran)的(de)(de)湖中(zhong)連續14個(ge)月的(de)(de)監測(ce)，盡可(ke)能的(de)(de)發(fa)掘活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)用(yong)途。即使活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)長期被污(wu)染(ran)的(de)(de)沉(chen)積物(wu)覆(fu)蓋(gai)，也需要足夠的(de)(de)強度和(he)深度的(de)(de)生物(wu)干擾(rao)才能保持可(ke)測(ce)量的(de)(de)有(you)(you)效性(xing)(xing)（減少污(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)生物(wu)積累(lei)）。另一(yi)方面，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)引起(qi)的(de)(de)不良反應的(de)(de)大小與(yu)測(ce)量修復的(de)(de)成功呈正相關。

　　在原位(wei)修(xiu)復(fu)污(wu)染沉積物(wu)時，用(yong)活性炭和(he)其(qi)的(de)污(wu)染沉積物(wu)原位(wei)修(xiu)復(fu)方(fang)(fang)法。它(ta)依賴于疏(shu)水性有機污(wu)染物(wu)(HOC)對吸(xi)附(fu)劑顆粒表面的(de)高(gao)親和(he)力。由(you)此產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)吸(xi)附(fu)強度足以顯著(zhu)降低污(wu)染物(wu)的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)利用(yong)和(he)流動性，從而限制其(qi)吸(xi)收到生(sheng)(sheng)物(wu)體并從沉積物(wu)釋放到水中(zhong)。與傳統(tong)的(de)修(xiu)復(fu)方(fang)(fang)法相比，活性炭的(de)修(xiu)復(fu)成本(ben)(ben)和(he)經濟要求通(tong)常(chang)較(jiao)低，如用(yong)砂或(huo)粘(zhan)土等非活性材料疏(shu)浚或(huo)密封，效果(guo)較(jiao)差，成本(ben)(ben)較(jiao)高(gao)。此外，這些(xie)傳統(tong)方(fang)(fang)法可能會(hui)破壞水生(sheng)(sheng)環境，惡化當地(di)底棲生(sheng)(sheng)態系統(tong)。

　　處理現場沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)可能會影響活(huo)性炭的(de)(de)(de)處理時間(jian)。沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)沉(chen)(chen)積(ji)在活(huo)性炭上表(biao)示(shi)處理成(cheng)功。它可以通過空(kong)間(jian)隔(ge)離底(di)棲動(dong)物(wu)進一步減少吸附層修正的(de)(de)(de)不利(li)影響，這可能有助(zhu)于觀察活(huo)性炭應(ying)用(yong)后海底(di)群(qun)落(luo)的(de)(de)(de)長期修復(fu)。但(dan)這并不總(zong)是一種現實。在許多情況下(xia)，水只(zhi)能部分(fen)處理，留下(xia)污染(ran)(ran)程(cheng)度較低的(de)(de)(de)較大區域(yu)。特別是在更湍流(liu)的(de)(de)(de)水域(yu)，這些未經處理的(de)(de)(de)位置(zhi)可以成(cheng)為污染(ran)(ran)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)的(de)(de)(de)來(lai)源，可以重(zhong)新沉(chen)(chen)積(ji)在應(ying)用(yong)活(huo)性炭薄層的(de)(de)(de)頂部。與(yu)傳統的(de)(de)(de)修復(fu)方法相比，活(huo)性炭即(ji)使埋在新沉(chen)(chen)積(ji)的(de)(de)(de)污染(ran)(ran)物(wu)中也能保(bao)持其修復(fu)效率。但(dan)是，在這種情況下(xia)，活(huo)性炭的(de)(de)(de)補救潛力數據很少。

　　現場測試和結果

　　從(cong)試(shi)驗圖(tu)(tu)(tu)中(zhong)獲得的(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)巖心(xin)的(de)(de)(de)(de)目視檢(jian)查顯(xian)(xian)示，在(zai)處(chu)理后1天內形成均(jun)勻的(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)，并覆蓋沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)。層(ceng)厚(hou)在(zai)芯(xin)之(zhi)(zhi)間變化(平(ping)均(jun)幾(ji)厘米厚(hou))，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)顯(xian)(xian)示活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)(de)間隙(xi)(圖(tu)(tu)(tu)2A)。兩個(ge)月后的(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)核心(xin)顯(xian)(xian)示活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)厚(hou)度顯(xian)(xian)著降低(圖(tu)(tu)(tu)2)B)。雖(sui)然(ran)一(yi)(yi)些活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)可(ke)(ke)能(neng)通過(guo)生物(wu)(wu)(wu)干擾進(jin)(jin)入下沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)，但損失的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)因素(su)可(ke)(ke)能(neng)是(shi)一(yi)(yi)次或(huo)多(duo)次風暴。然(ran)而，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)仍然(ran)可(ke)(ke)以(yi)在(zai)大(da)多(duo)數(shu)巖石中(zhong)看到，地塊上(shang)的(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)黑炭(tan)(tan)值顯(xian)(xian)著增加(jia)（圖(tu)(tu)(tu)1）。湖(hu)底強(qiang)風的(de)(de)(de)(de)另一(yi)(yi)個(ge)影響(xiang)是(shi)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)頂部(bu)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)了(le)大(da)量沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(圖(tu)(tu)(tu)2)B)。這一(yi)(yi)點(dian)可(ke)(ke)以(yi)通過(guo)支流河(he)流輸入的(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)進(jin)(jin)一(yi)(yi)步放大(da)。層(ceng)中(zhong)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)損失和沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)繼續以(yi)高速率進(jin)(jin)行。在(zai)處(chu)理后10個(ge)月收集的(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)核心(xin)中(zhong)，只能(neng)看到非(fei)常薄的(de)(de)(de)(de)獨特活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)層(ceng)，其中(zhong)一(yi)(yi)些沒有可(ke)(ke)見活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)痕跡。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)不(bu)(bu)良反(fan)(fan)應似乎與其(qi)修(xiu)復潛(qian)力密(mi)切相(xiang)關(guan)。嚴格遵循(xun)各(ge)試(shi)驗(yan)物(wu)(wu)種多(duo)氯(lv)聯苯吸(xi)收的(de)(de)增(zeng)長模式。這一(yi)發(fa)現表明，無論是(shi)對不(bu)(bu)利影響(xiang)還是(shi)有益影響(xiang)，沉積(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)覆蓋率首(shou)先降低(di)了吸(xi)附(fu)劑(ji)對試(shi)驗(yan)生物(wu)(wu)體的(de)(de)整體影響(xiang)。隨后，多(duo)氯(lv)聯苯吸(xi)收減少也會導(dao)致吸(xi)附(fu)劑(ji)顆粒的(de)(de)增(zeng)加，反(fan)(fan)過來(lai)又(you)會導(dao)致觀察到的(de)(de)不(bu)(bu)利影響(xiang)。相(xiang)反(fan)(fan)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)顆粒更嚴格的(de)(de)空間(jian)隔離以增(zeng)加多(duo)氯(lv)聯苯吸(xi)收為代價(jia)，保護其(qi)免受不(bu)(bu)良影響(xiang)。另一(yi)個(ge)可能的(de)(de)原因是(shi)它們之(zhi)間(jian)的(de)(de)潛(qian)在(zai)依賴(lai)。少量的(de)(de)多(duo)氯(lv)聯苯生物(wu)(wu)積(ji)累是(shi)由活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)引起的(de)(de)，而不(bu)(bu)是(shi)由于(yu)污染物(wu)(wu)與活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)顆粒的(de)(de)結合而降低(di)多(duo)氯(lv)聯苯的(de)(de)生物(wu)(wu)利用(yong)。

　　研(yan)究結(jie)果(guo)表明，在活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭薄層覆(fu)蓋(gai)(gai)下可(ke)(ke)靠隔(ge)離污(wu)染(ran)源是非常有益的(de)(de)(de)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭將(jiang)保持相對不受干(gan)擾的(de)(de)(de)層，分離舊(jiu)的(de)(de)(de)、污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)和新的(de)(de)(de)清(qing)潔沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)，以防止污(wu)染(ran)物(wu)(wu)流入生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)(xing)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)。將(jiang)蓋(gai)(gai)子蓋(gai)(gai)子混合(he)(he)到下面的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)中，大量(liang)較深(shen)(shen)的(de)(de)(de)生物(wu)(wu)仍然(ran)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)隔(ge)離。此外，該過(guo)(guo)程(cheng)有助(zhu)于穩定層，防止水湍流從(cong)現(xian)場漂移。否則，這種穩定性(xing)(xing)(xing)必須通過(guo)(guo)手動用另一層清(qing)潔的(de)(de)(de)沙子或(huo)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)覆(fu)蓋(gai)(gai)薄層或(huo)主動將(jiang)吸附(fu)劑(ji)混合(he)(he)到沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)中來實現(xian)。然(ran)而(er)，當場地預期(qi)更(geng)深(shen)(shen)層次的(de)(de)(de)生物(wu)(wu)干(gan)擾時，可(ke)(ke)能需要(yao)施加更(geng)多的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭，因為當它們與沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)混合(he)(he)時，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭可(ke)(ke)能會(hui)被過(guo)(guo)快稀釋。