活性炭水中沉積物的處理

　　對(dui)于活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)水中沉積物(wu)的(de)處理，一(yi)般采(cai)用(yong)吸附(fu)劑等薄層覆蓋活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)水中沉積物(wu)。直接使用(yong)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)等強吸附(fu)劑可以大大降低有機污染(ran)物(wu)的(de)生物(wu)利用(yong)率。為了評估(gu)現實條件下的(de)方法中，我們在多氯聯(lian)苯污染(ran)的(de)湖中連續(xu)14個月的(de)監測，盡可能的(de)發(fa)掘活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)用(yong)途。即(ji)使活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)長期被污染(ran)的(de)沉積物(wu)覆蓋，也需要足夠的(de)強度和深度的(de)生物(wu)干擾才(cai)能保持(chi)可測量(liang)的(de)有效性(xing)（減(jian)少污染(ran)物(wu)的(de)生物(wu)積累）。另一(yi)方面，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)引起(qi)的(de)不良反應的(de)大小與測量(liang)修復(fu)的(de)成功(gong)呈(cheng)正(zheng)相關。

　　在原位修(xiu)復(fu)污(wu)(wu)染沉積(ji)(ji)物(wu)時，用活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)和其的(de)污(wu)(wu)染沉積(ji)(ji)物(wu)原位修(xiu)復(fu)方法(fa)。它依賴于疏(shu)水(shui)性(xing)(xing)有機污(wu)(wu)染物(wu)(HOC)對吸附(fu)劑(ji)顆(ke)粒(li)表面(mian)的(de)高親和力(li)。由此產生(sheng)的(de)吸附(fu)強度足以顯(xian)著降低污(wu)(wu)染物(wu)的(de)生(sheng)物(wu)利用和流動性(xing)(xing)，從而限(xian)制其吸收到生(sheng)物(wu)體(ti)并從沉積(ji)(ji)物(wu)釋放到水(shui)中。與傳統的(de)修(xiu)復(fu)方法(fa)相比(bi)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)修(xiu)復(fu)成本(ben)和經濟要(yao)求通常較(jiao)低，如用砂或粘(zhan)土等非活(huo)性(xing)(xing)材料(liao)疏(shu)浚(jun)或密封，效(xiao)果較(jiao)差，成本(ben)較(jiao)高。此外，這些傳統方法(fa)可(ke)能會破壞水(shui)生(sheng)環境，惡化(hua)當地底棲生(sheng)態系統。

　　處(chu)(chu)(chu)理(li)現(xian)場沉積(ji)物可能會(hui)影響活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)處(chu)(chu)(chu)理(li)時(shi)間。沉積(ji)物沉積(ji)在活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)上(shang)表示處(chu)(chu)(chu)理(li)成功。它可以通(tong)過(guo)空間隔離底棲動物進一(yi)步減少(shao)吸附層修正的(de)(de)(de)不(bu)利影響，這可能有助(zhu)于觀察(cha)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)應(ying)用后海底群(qun)落的(de)(de)(de)長期修復(fu)(fu)。但這并不(bu)總(zong)是(shi)一(yi)種現(xian)實。在許多情(qing)況下，水(shui)只能部(bu)分處(chu)(chu)(chu)理(li)，留(liu)下污(wu)染(ran)程度較(jiao)低的(de)(de)(de)較(jiao)大區域。特別是(shi)在更湍流的(de)(de)(de)水(shui)域，這些(xie)未經處(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)位(wei)置可以成為污(wu)染(ran)沉積(ji)物的(de)(de)(de)來源，可以重新沉積(ji)在應(ying)用活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)薄(bo)層的(de)(de)(de)頂部(bu)。與(yu)傳(chuan)統的(de)(de)(de)修復(fu)(fu)方法(fa)相(xiang)比(bi)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)即使埋在新沉積(ji)的(de)(de)(de)污(wu)染(ran)物中也(ye)能保持其修復(fu)(fu)效率。但是(shi)，在這種情(qing)況下，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)補救潛力數據很少(shao)。

　　現場測試和結果

　　從試驗圖(tu)中(zhong)獲(huo)得的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物巖心的(de)(de)目視檢查顯示，在(zai)(zai)處(chu)理(li)后(hou)1天內形(xing)成(cheng)均(jun)勻的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)，并覆蓋沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物。層(ceng)(ceng)厚在(zai)(zai)芯之間變化(平(ping)均(jun)幾厘(li)米厚)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)顯示活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)之間的(de)(de)間隙(xi)(圖(tu)2A)。兩(liang)個月(yue)后(hou)的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物核心顯示活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)厚度顯著降低(圖(tu)2)B)。雖然一(yi)(yi)些(xie)(xie)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)可(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)通過生物干擾進(jin)入(ru)下沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物，但損失(shi)(shi)的(de)(de)主(zhu)要因素可(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)是一(yi)(yi)次(ci)或(huo)多(duo)次(ci)風(feng)暴。然而，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)仍然可(ke)(ke)(ke)以(yi)在(zai)(zai)大多(duo)數巖石中(zhong)看到，地塊上的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物黑(hei)炭(tan)(tan)(tan)值顯著增加（圖(tu)1）。湖底強風(feng)的(de)(de)另(ling)一(yi)(yi)個影響是活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)頂部沉(chen)(chen)(chen)積(ji)了大量沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(圖(tu)2)B)。這一(yi)(yi)點可(ke)(ke)(ke)以(yi)通過支流河流輸(shu)入(ru)的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物進(jin)一(yi)(yi)步放大。層(ceng)(ceng)中(zhong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)損失(shi)(shi)和沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)繼續以(yi)高(gao)速率進(jin)行。在(zai)(zai)處(chu)理(li)后(hou)10個月(yue)收(shou)集的(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物核心中(zhong)，只(zhi)能(neng)(neng)看到非常薄的(de)(de)獨(du)特活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)層(ceng)(ceng)，其中(zhong)一(yi)(yi)些(xie)(xie)沒(mei)有可(ke)(ke)(ke)見活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)痕跡。

　　活性炭的(de)(de)(de)不(bu)良(liang)反(fan)應(ying)似乎與其修復潛力密(mi)切相關。嚴格(ge)遵循各(ge)試(shi)驗(yan)物(wu)種多(duo)氯(lv)(lv)(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸收(shou)的(de)(de)(de)增(zeng)長模式。這(zhe)一發現表明，無論是(shi)(shi)對不(bu)利影(ying)(ying)響(xiang)還是(shi)(shi)有益(yi)影(ying)(ying)響(xiang)，沉積(ji)物(wu)的(de)(de)(de)覆蓋率首(shou)先降低(di)了吸附劑(ji)對試(shi)驗(yan)生物(wu)體的(de)(de)(de)整體影(ying)(ying)響(xiang)。隨(sui)后，多(duo)氯(lv)(lv)(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸收(shou)減少也(ye)會導致吸附劑(ji)顆(ke)(ke)粒的(de)(de)(de)增(zeng)加，反(fan)過來又(you)會導致觀(guan)察(cha)到(dao)的(de)(de)(de)不(bu)利影(ying)(ying)響(xiang)。相反(fan)，活性炭顆(ke)(ke)粒更(geng)嚴格(ge)的(de)(de)(de)空間(jian)隔離以增(zeng)加多(duo)氯(lv)(lv)(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)吸收(shou)為(wei)代價，保護其免受(shou)不(bu)良(liang)影(ying)(ying)響(xiang)。另一個可能的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)是(shi)(shi)它(ta)們之間(jian)的(de)(de)(de)潛在依(yi)賴。少量的(de)(de)(de)多(duo)氯(lv)(lv)(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)生物(wu)積(ji)累是(shi)(shi)由活性炭引起的(de)(de)(de)，而(er)不(bu)是(shi)(shi)由于污(wu)染物(wu)與活性炭顆(ke)(ke)粒的(de)(de)(de)結合(he)而(er)降低(di)多(duo)氯(lv)(lv)(lv)(lv)聯(lian)苯(ben)(ben)的(de)(de)(de)生物(wu)利用。

　　研究結(jie)果表(biao)明(ming)，在活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)薄層(ceng)覆蓋(gai)(gai)下(xia)可靠隔(ge)離污(wu)染(ran)源是非常(chang)有益的(de)(de)(de)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)將(jiang)保持相對(dui)不受干擾(rao)的(de)(de)(de)層(ceng)，分離舊的(de)(de)(de)、污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)和新(xin)的(de)(de)(de)清潔沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)，以防止污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)流入(ru)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)活(huo)(huo)性(xing)沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)。將(jiang)蓋(gai)(gai)子蓋(gai)(gai)子混合到下(xia)面的(de)(de)(de)沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)中，大量較深(shen)的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)仍然污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)隔(ge)離。此(ci)外，該過程(cheng)有助于穩(wen)定(ding)層(ceng)，防止水湍(tuan)流從現場(chang)(chang)漂移。否則，這(zhe)種穩(wen)定(ding)性(xing)必須通過手動(dong)用另一層(ceng)清潔的(de)(de)(de)沙子或沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)覆蓋(gai)(gai)薄層(ceng)或主動(dong)將(jiang)吸附劑混合到沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)中來實(shi)現。然而(er)，當(dang)(dang)場(chang)(chang)地(di)預期更深(shen)層(ceng)次的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)干擾(rao)時，可能(neng)需要施加更多的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)，因為當(dang)(dang)它們與(yu)沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)混合時，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)可能(neng)會被過快稀釋。