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活性炭的原位沉淀處理

來源：韓研活性炭網(wǎng) 作者：韓研活性炭網(wǎng) 2017-08-24

　　今天介紹將活性炭作為原位沉積物作為治理補救措施的一般方法。原位沉積物處理包括使用兩種一般方法的安裝方案來定位安置修正，直接在初始混合或不初始混合時，將薄層修正(可能包含加重或粘合材料)直接施加到表面沉積物和將修改結合到清潔砂或沉積物的預混合混合覆蓋材料中，其也施加到沉積物表面。用于在現(xiàn)場應用基于活性炭的治理修正的工程方法的重大進展，本文還討論了相對于其他沉積物清理技術，需要平衡地考慮使用活性炭的原位處理的潛在效益，生態(tài)效應和成本。這項工作的結果旨在確定工程，化學和生態(tài)學的一系列共同特征，可以幫助指導和推進在未來的沉積物修復項目中使用基于活性炭的原位沉積物處理。

　　總的來說，今天的實驗已經證明了活性炭在一系列污染沉積條件下的原位處理的功效。實驗研究和現(xiàn)場應用的結果表明，使用任一種安裝方法進行的疏水性有機化合物的原位螯合和固定處理可以顯著降低孔隙水濃度和生物顯著性，由于進行的傳質，通常隨著時間的推移變得更有效。應考慮某些條件，例如在不穩(wěn)定的沉積環(huán)境中使用，以在長時間內最大化交流效能。原位處理通常比傳統(tǒng)的沉積物清理技術(如疏浚或隔離封蓋)更具破壞性，更便宜。相對于其他沉積物清理技術，現(xiàn)場處理技術(在這種情況下，活性炭)的潛在利益，風險，生態(tài)效應和成本的適當?shù)默F(xiàn)場特定平衡對于成功的全面實地應用是重要的。廣泛的實驗研究和現(xiàn)場試驗表明，當正確應用時，使用吸附劑材料(如活性炭)通過污染物螯合和固定進行的原位處理已經從創(chuàng)新的沉積物修復方法進展到成熟可靠的技術。

　　實驗室測試和精心控制的小規(guī)模現(xiàn)場研究令人鼓舞的結果引起了對原位污染沉積物進行修復或管理的重大興趣。這樣做的機制主要提出了活性炭，有機粘土，磷灰石，生物炭，焦炭，沸石和零價鐵等吸附修正。這些修正案中有三項是活性炭，有機粘土和磷灰石，已經被確定為對原位沉積物修復特別有希望的吸附性修正。其中，活性炭實驗室實驗和現(xiàn)場規(guī)模應用中被廣泛應用于控制溶解的疏水性有機化合物(HOCs)。這主要是因為交流電已經成功應用了數(shù)十年，作為水，廢水和空氣的穩(wěn)定處理介質，并且由于活性炭的沉淀物處理的早期測試顯示出積極的結果。

　　示范研究評估了活性炭作為隔離沉積物多氯聯(lián)苯(PCBs)并減少沉積物通量和生物群吸收的手段的有效性。實驗步驟將活性炭漿料施加(噴灑)到浸沒的沉積物表面上，然后使用旋轉式機械混合單元(耕作機)將材料混合到近地表沉積物中，使用叉車裝置將活性炭漿料直接注入近地表沉積物中，將活性炭漿料施加(噴涂)到臨時護罩外殼內的沉積物表面上，沒有沉淀物混合。

　　所有三種應用技術將活性炭漿料成功地遞送到表面沉積物中，并且在放置期間沒有觀察到在水柱中活性炭的可檢測損失或水質影響(例如，使用儀器監(jiān)測的濁度)用化學氧化法來定量確認遞送到或沉入沉積物的活性炭的劑量。使用這種特殊的分析方法，因為對于沉積物中的活性炭分析，發(fā)現(xiàn)典型的總有機碳和熱(375℃)氧化方法分別不精確和不準確。接著將泥漿噴灑到沉積物上成功地將活性炭輸送到沉積物表面，并且混合的分蘗和叉車將所有輸送的活性炭施加到0至15cm的沉積物層中。叉車應用實現(xiàn)了更多的空間(橫向)均勻劑量，平均交流濃度遞送到0至15厘米沉積層，約為6.1±0.8%活性炭(干重;圍繞平均值為±1 SE，基于芯和表面抓取樣本數(shù)據(jù))。該目標(和應用)的劑量是下部水中的天然有機碳含量的約1.5倍。

　　主要結論如下：

　　1、活性炭添加減少沉積物孔隙水PCB濃度，并在3年??期，安置后監(jiān)測期內減少改善。在0?15cm層的活性炭劑量為4%以上(圖2)的情況下，在放置后監(jiān)測的第三年，PCB含量平衡濃度下降了99%以上(圖2)，有效地證明了PCB通量沉積物對地表水幾乎完全被包含。

　　2、活性炭添加通過原位和非原位生物累積測試，降低了PCB生物利用度。在3年的安置后監(jiān)測期內，整體下降幅度有所改善，0?15cm層的活性炭劑量在4%(圖2)。

　　3、底棲重新歸巢在施用后迅速發(fā)生，在相對于背景的活性炭修正圖中未觀察到底棲動物群落結構或個體數(shù)量的變化。

　　4、在使用現(xiàn)場沉積物的實驗室研究中，水生植物以大于5%活性炭的劑量修改的沉積物以適度降低的速率(比對照少約25%)生長。降低的生長速率可能歸因于沉積物的營養(yǎng)物稀釋。

　　5、雖然其他項目數(shù)據(jù)(未顯示)表明活性炭修訂略微增加了沉積物的侵蝕潛力(盡管在本地沉積物的歷史數(shù)據(jù)范圍內)，但所有交付的活性炭在整個3年期間仍然存在于沉積物中監(jiān)測期。

　　6、在三年的后期監(jiān)測期內，在試點區(qū)域沉積物中積累的相對干凈，新沉積的沉積物可達幾厘米。被動采樣測量顯示，在整個后期監(jiān)測期間，自由溶解的PCB從上層水柱向下流入活性炭修正沉積物。這表明放置的活性炭將會長期從沉積物中繼續(xù)減少PCB通量。

　　使用活性炭的原位沉積物處理可以快速解決關鍵污染物，由于進行的傳質，通常隨著時間的推移變得更有效。由于其相對較大的表面積，孔體積和吸收能力，活性炭在水，廢水和空氣中作為穩(wěn)定的處理介質能有效使用。因此，活性炭非常適合HOC在各種沉積環(huán)境中的原位螯合和固定。與其他沉積物清理技術相比，適當?shù)默F(xiàn)場特定平衡的潛在利益，負面的生態(tài)效應和原位處理成本對于全面應用這一方法很重要。在大多數(shù)場合，沉積物凈化技術中應用到特定區(qū)域的沉積物凈化技術的組合將導致實現(xiàn)長期保護的補救措施，同時最大限度地減少短期負面影響并實現(xiàn)更高的成本效益。從這里介紹的廣泛的實驗研究和現(xiàn)場規(guī)模項目可以看出，當正確應用時，使用吸附性，含活性炭材料的沉積物HOC的原位處理已經從創(chuàng)新的沉積物修復方法進展到成熟可靠的技術。事實上，這是一個準備好在一系列水域的全面補救應用。

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