活性炭国家专精特新“小巨人”企业活性炭产学研合作

　　活性炭水中沉积物的处理，用活性炭处理水中沉积物的方法一般使用吸附剂来进行薄层覆盖，如沉淀物疏浚。在沉积物中直接使用活性炭等强吸附剂可以大大降低有机污染物的生物利用率。为了评估现实条件下的方法中，我们在多氯联苯污染的湖中连续14个月的监测，尽可能的发掘活性炭的用途。即使活性炭长期被污染的沉积物覆盖，也要保持可测量的有效性(减少污染物生物累积)，需要足够的强度和深度的生物扰动。另一方面，活性炭引起的不良反应的大小与测量的修复成功呈正相关。

　　用活性炭和其他吸附剂进行薄层封盖是一种有前景的污染沉积物原位修复方法。它依赖于疏水性有机污染物(HOC)对吸附剂颗粒表面的高亲和力。由此产生的吸附强度足以显着降低污染物的生物利用度和流动性，从而限制其吸收到生物体中并从沉积物释放到水中。与传统的修复方法相比，活性炭修复成本和经济要求通常较低，例如用沙子或粘土等非活性材料进行疏浚或封盖显得效果比较差费用也高。此外，这些传统方法可能导致水生环境破坏，造成当地底栖生态系统恶化。

　　活性炭处理的时间可能受到处理场地沉积物的影响。沉积物沉积在活性炭上表示处理成功。它可以通过空间隔离底栖动物从吸附剂层进一步减少修正的不利影响，这可能有助于在一些研究中观察到活性炭应用后海底群落的长期修复。但是，这并不总是一个现实的情况。在许多情况下，水体只能部分处理，留下污染程度较低的较大区域未经处理。特别是在更湍流的水域中，这些未经处理的位置可以成为污染沉积物的来源，其可以重新沉积在施加的活性炭薄层的顶部。活性炭即使被埋在新沉积的污染物质中也能保持其修复效率，并且与传统的修复方法相比具有明显的优势。然而，一般而言，在这种情况下活性炭的补救潜力的数据很少。

　　实地测试与结果

　　从测试图中取得的沉积物岩心的目视检查显示，在处理后1天，形成了均匀的活性炭层并盖住了沉积物。层厚度在芯之间变化(平均几厘米厚)，没有芯显示活性炭中的间隙(图2A)。两个月后采取的沉积物核心显示活性炭厚度显着降低(图2B)。虽然部分活性炭层可能已通过生物扰动进入下伏沉积物，但损失的主要因素可能是一次或多次风暴事件。然而，在大多数岩心中仍然可以看到活性炭层，并且地块上的沉积物黑炭值显着升高(图1)。影响湖底的强风的另一个影响是在活性炭层顶部沉积了大量沉积物(图2B)。通过支流河水输入的沉积物可以进一步放大这一点。层中活性炭的损失和沉积物的沉积继续以高速率进行。在处理后10个月采集的沉积物核心中仅可见非常薄的独特活性炭层，其中一些核心显示没有可见的活性炭痕迹。

　　活性炭的不良反应似乎与其修复潜力密切相关。增长的模式严格遵循每种使用的测试物种的多氯联苯吸收而增加。这一发现表明，沉积物的覆盖率首先降低了吸附剂对测试生物体的总体影响，无论是对不利影响还是有益影响。随后，导致多氯联苯吸收减少的情况也导致吸附剂颗粒的增加，这反过来导致观察到的不利影响。反之亦然，活性炭颗粒更加严格的空间隔离以增加多氯联苯吸收为代价保护它们免受不利影响。不利和有益效果相关的另一个可能原因是它们之间的潜在依赖性。降低多氯联苯的生物累积少部分是由活性炭引起的，而不是由于污染物与活性炭颗粒结合而导致多氯联苯的生物利用度降低。

　　在这项研究中获得的结果表明，在污染源在活性炭薄层覆盖下可靠隔离的情况下，这是非常有益的，活性炭将保持相对不受干扰的层，将旧的，污染的和较新的洁沉积物分开，从而防止污染物流入生物活性沉积层。通过将盖子混合到下面的沉积物中，大量更深的居住生物仍然可以有利于加速污染物的隔离。此外，该过程有助于稳定层，防止水湍流从现场漂移。否则，这种稳定化必须通过用另外一层清洁的沙子或沉积物手动覆盖薄层或者将吸附剂主动混合到沉积物中来实现。然而，当在一个场地中预期更深的生物扰动时，可能必须施加更大量的活性炭，因为当它们混入沉积物中时，活性炭用得少可能被过快地稀释。

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