活性炭水中沉積物的處理

　　對于活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)水中(zhong)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)處理，一(yi)(yi)般采用(yong)(yong)吸(xi)附(fu)劑(ji)等薄層覆蓋活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)水中(zhong)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)。直接(jie)使用(yong)(yong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)等強吸(xi)附(fu)劑(ji)可(ke)以大大降低有機污染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)利(li)用(yong)(yong)率。為了評估現實條(tiao)件下(xia)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法中(zhong)，我們在多氯聯苯污染(ran)的(de)(de)(de)湖中(zhong)連續14個月的(de)(de)(de)監測，盡可(ke)能(neng)的(de)(de)(de)發掘活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)用(yong)(yong)途。即(ji)使活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)長(chang)期被污染(ran)的(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)覆蓋，也需要(yao)足夠的(de)(de)(de)強度和深度的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)干(gan)擾才能(neng)保持可(ke)測量的(de)(de)(de)有效性(xing)(xing)（減少污染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)積(ji)(ji)累）。另(ling)一(yi)(yi)方(fang)(fang)面，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)引起的(de)(de)(de)不(bu)良反應的(de)(de)(de)大小與測量修復的(de)(de)(de)成功(gong)呈正(zheng)相關。

　　在原位修(xiu)復污(wu)(wu)染(ran)沉積物(wu)(wu)時，用活性炭(tan)和(he)(he)其的(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)沉積物(wu)(wu)原位修(xiu)復方(fang)(fang)法(fa)。它依(yi)賴(lai)于疏水(shui)(shui)性有機污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(HOC)對吸(xi)附劑顆粒表面的(de)(de)高親和(he)(he)力(li)。由此產生(sheng)的(de)(de)吸(xi)附強(qiang)度(du)足以(yi)顯著降低污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)利用和(he)(he)流動性，從(cong)而(er)限制其吸(xi)收到生(sheng)物(wu)(wu)體(ti)并從(cong)沉積物(wu)(wu)釋放到水(shui)(shui)中。與(yu)傳統的(de)(de)修(xiu)復方(fang)(fang)法(fa)相比，活性炭(tan)的(de)(de)修(xiu)復成(cheng)本和(he)(he)經(jing)濟要求通常較低，如用砂或(huo)粘(zhan)土等非(fei)活性材料疏浚或(huo)密封(feng)，效果較差，成(cheng)本較高。此外(wai)，這些傳統方(fang)(fang)法(fa)可能會(hui)破壞水(shui)(shui)生(sheng)環(huan)境，惡化當地底棲生(sheng)態系統。

　　處(chu)(chu)理(li)現場沉積物(wu)(wu)可(ke)能會影響活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)處(chu)(chu)理(li)時間。沉積物(wu)(wu)沉積在活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)上表示處(chu)(chu)理(li)成功。它可(ke)以(yi)通過空間隔離(li)底(di)棲動物(wu)(wu)進一(yi)步(bu)減少吸(xi)附層修正的(de)不(bu)(bu)利影響，這可(ke)能有助(zhu)于(yu)觀察活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)應用后海底(di)群落的(de)長期修復(fu)(fu)。但這并不(bu)(bu)總是一(yi)種(zhong)現實。在許多情況下，水只能部分處(chu)(chu)理(li)，留下污染程度較低的(de)較大(da)區(qu)域(yu)。特別是在更湍(tuan)流的(de)水域(yu)，這些未經處(chu)(chu)理(li)的(de)位置可(ke)以(yi)成為污染沉積物(wu)(wu)的(de)來源，可(ke)以(yi)重(zhong)新(xin)沉積在應用活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)薄層的(de)頂部。與傳統的(de)修復(fu)(fu)方法相比，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)即(ji)使埋(mai)在新(xin)沉積的(de)污染物(wu)(wu)中(zhong)也(ye)能保持其(qi)修復(fu)(fu)效率。但是，在這種(zhong)情況下，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)補救潛(qian)力(li)數據很少。

　　現場測試和結果

　　從試驗圖(tu)中獲得的(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)巖心(xin)(xin)的(de)目視檢查(cha)顯(xian)示，在(zai)處(chu)理(li)后1天內形成(cheng)均勻的(de)活性(xing)炭(tan)層(ceng)(ceng)，并覆蓋沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)。層(ceng)(ceng)厚(hou)在(zai)芯之間(jian)(jian)變化(平均幾厘米(mi)厚(hou))，活性(xing)炭(tan)顯(xian)示活性(xing)炭(tan)之間(jian)(jian)的(de)間(jian)(jian)隙(圖(tu)2A)。兩(liang)個月后的(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)核心(xin)(xin)顯(xian)示活性(xing)炭(tan)厚(hou)度顯(xian)著降低(di)(圖(tu)2)B)。雖然一(yi)(yi)些活性(xing)炭(tan)層(ceng)(ceng)可(ke)能(neng)通過生物(wu)干(gan)擾進(jin)入下沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)，但損(sun)失(shi)的(de)主要因素可(ke)能(neng)是一(yi)(yi)次(ci)或多次(ci)風暴。然而，活性(xing)炭(tan)層(ceng)(ceng)仍(reng)然可(ke)以在(zai)大(da)(da)多數巖石中看到，地塊(kuai)上(shang)的(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)黑炭(tan)值顯(xian)著增加（圖(tu)1）。湖底強風的(de)另(ling)一(yi)(yi)個影響是活性(xing)炭(tan)層(ceng)(ceng)頂(ding)部沉(chen)積(ji)(ji)了大(da)(da)量沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(圖(tu)2)B)。這(zhe)一(yi)(yi)點(dian)可(ke)以通過支流(liu)河流(liu)輸入的(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)進(jin)一(yi)(yi)步放大(da)(da)。層(ceng)(ceng)中活性(xing)炭(tan)的(de)損(sun)失(shi)和沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)的(de)沉(chen)積(ji)(ji)繼續(xu)以高速率進(jin)行(xing)。在(zai)處(chu)理(li)后10個月收集的(de)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)核心(xin)(xin)中，只能(neng)看到非常(chang)薄的(de)獨特(te)活性(xing)炭(tan)層(ceng)(ceng)，其(qi)中一(yi)(yi)些沒有可(ke)見(jian)活性(xing)炭(tan)痕跡。

　　活性(xing)炭的(de)(de)(de)(de)(de)不良反(fan)應(ying)似乎與其修復潛力(li)密切相關。嚴格遵循各(ge)試(shi)驗(yan)物(wu)(wu)種多(duo)氯聯苯(ben)(ben)吸(xi)收(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)增長(chang)模式(shi)。這一(yi)(yi)發現(xian)表明，無論是對不利影響還是有益影響，沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)覆蓋率首(shou)先降(jiang)低了吸(xi)附劑(ji)對試(shi)驗(yan)生(sheng)物(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)整(zheng)體(ti)影響。隨后，多(duo)氯聯苯(ben)(ben)吸(xi)收(shou)減(jian)少也會(hui)導致吸(xi)附劑(ji)顆(ke)粒(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)增加，反(fan)過來(lai)又(you)會(hui)導致觀察(cha)到的(de)(de)(de)(de)(de)不利影響。相反(fan)，活性(xing)炭顆(ke)粒(li)(li)更嚴格的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)間隔離(li)以增加多(duo)氯聯苯(ben)(ben)吸(xi)收(shou)為代價，保護其免受不良影響。另一(yi)(yi)個(ge)可能的(de)(de)(de)(de)(de)原因是它(ta)們(men)之間的(de)(de)(de)(de)(de)潛在依賴。少量的(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)氯聯苯(ben)(ben)生(sheng)物(wu)(wu)積(ji)累是由(you)活性(xing)炭引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)，而(er)不是由(you)于污染物(wu)(wu)與活性(xing)炭顆(ke)粒(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)結合而(er)降(jiang)低多(duo)氯聯苯(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)利用。

　　研究(jiu)結果表明，在活性(xing)炭(tan)薄(bo)層(ceng)覆蓋下可靠(kao)隔(ge)離污(wu)染源是非常有益的(de)(de)(de)(de)(de)。活性(xing)炭(tan)將保持相對(dui)不受(shou)干擾的(de)(de)(de)(de)(de)層(ceng)，分離舊(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)、污(wu)染的(de)(de)(de)(de)(de)和新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)清(qing)潔沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)，以防止污(wu)染物(wu)流(liu)入生物(wu)活性(xing)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)。將蓋子蓋子混(hun)合(he)到下面的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)中，大量較深(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)生物(wu)仍然(ran)污(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)隔(ge)離。此(ci)外，該過程有助(zhu)于穩定層(ceng)，防止水湍流(liu)從現(xian)場漂(piao)移(yi)。否則，這(zhe)種穩定性(xing)必須通過手動(dong)用另一層(ceng)清(qing)潔的(de)(de)(de)(de)(de)沙(sha)子或沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)覆蓋薄(bo)層(ceng)或主(zhu)動(dong)將吸附劑混(hun)合(he)到沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)中來(lai)實現(xian)。然(ran)而，當場地預期更深(shen)層(ceng)次的(de)(de)(de)(de)(de)生物(wu)干擾時，可能(neng)(neng)需要施加更多的(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)，因為(wei)當它們與沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)混(hun)合(he)時，活性(xing)炭(tan)可能(neng)(neng)會被過快稀釋。