1 引言
1.1 选题背景与意义
1.1.1 土壤油污染及其危害
土壤矿物油是土壤中各种烷烃、环烷烃、芳香烃原油，石油的系列产品如汽油、煤油、柴油、润滑油及各类油的分解产物的混合物（王焕校，2000）。在石油的开采、冶炼、使用和运输过程，以及含油废水的排放、污水灌溉等过程会造成土壤石油污染；各种石油制品的挥发、不完全燃烧物飘落等也可引起系列土壤石油污染；地下储油罐（USTs）石油产品的泄漏则是当前土壤和地下水污染的最常见原因（C.M. Kaoa and Jason Prosser, 2001）,美国大约有300万个USTs，其中可能有50万个泄漏，释放碳氢化合物。我国有关USTs泄漏的报道不多，但问题的广泛性与严重性却不容忽视。石油污染物会改变土壤有机质组成，破坏土壤结构，影响土壤通透性，阻碍植物根系呼吸；石油中的苯系物（BTEX）和多环芳烃具有致癌、致突变、致畸作用，并可通过食物链逐级富集影响到人类；石油污染物中不易被土壤吸附的部分还能渗入地下污染地下水（何良菊等，1999）。而土壤和地下水有机污染又具有复杂性、隐蔽性和污染治理难度大、费用高、时间长等特点。因此石油类污染物对土壤和水环境污染已成为当前和今后最突出的环境问题之一，引起人们高度重视。
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1.2 土壤通风修复方法国内外研究现状
1.2.1. 土壤气相提取研究历史与现状
土壤气相抽提(SVE)，也称为土壤通风或真空提取，是一种公认的，有效的修复受 VOCs和 SVOCs 污染的不饱和土壤方法(Suthersan，1997；Zhan and Park，2002；Halmemies et al.，2003)。主要基于污染物的原位物理脱除,通过在包气带抽提气相来强迫土壤空气定向流动并夹带 VOCs 迁移到地上得以处理,该技术具有低成本，高效率等显著特点（黄国强和李鑫钢等，2004）。SVE 在土壤污染区设置垂直和/或水平井。经常采用空气“送风”辅助蒸发作用。通过向污染源附近的井中抽真空使污染主体中的挥发组分蒸发并随后从抽提井中抽出。抽出的蒸气经处理（通常采用活性碳吸附）后排放到空气中(USEPA，1995a)。由 SVE提供的地下增强的气流也会强化污染物的生物降解，尤其是对那些挥发性差的污染物作用更强(USEPA，1996b，1998a；Halmemies et al.，2003；Harper et al.，2003)。这种方法也用于地下水的抽取和空气分离处理污染的地下水。
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2.汽油污染土壤 SVE 修复研究
2.1. 研究目的和研究内容
2.1.1 研究目的
利用汽油作为研究对象，通过柱试验测定不同条件下，不同通风方法对土壤中汽油烃的去除效果，确定进行土壤通风去除土壤包气带中汽油烃污染物的最佳通风强度和通风方式，为地下水和包气带土壤污染的恢复和控制方法研究提供依据。
2.1.2 研究内容
研究抽气和注气对土壤汽油烃污染物去除效率的影响,研究土壤不同汽油烃含量情况下相同通风强度对汽油烃的去除效果，研究连续通风和间歇通风对土壤中汽油烃的去除情况,研究不同通风速率对土壤汽油烃去除效率的影响,研究不同土壤含水率对土壤通风汽油烃去除效率的影响，分析土壤通风污染物降解机理与过程，污染物衰减规律。
2.2 实验材料与装置
2.2.1 实验材料
2.2.1.1 实验材料与试剂
①砂土：为配合今后野外试验，室内通风试验选用野外试验场地——北京某研究所实地砂土。试验前对野外场地及试验用砂土进行了考察和分析。野外勘测和室内分析（见表 2-1）表明此野外试验场地为地下冲击型河床，土质主要为细砂和中细砂。试验用砂土基本性质见表 2-2，粒径筛分结果表明属细砂范畴，砂土的含水率较低，为 0.65%。
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3 柴油污染土壤通风修复研究........................... 56
3.1 柴油污染土壤通风预试验........................... 56
3.2 柴油污染土壤通风修复..........................63
3.3 柴油与原油降解菌的筛选与分离.............................80
4 通风修复石油污染土壤机理分析......................... 84
4.1 不同石油污染土壤通风修复结果比较.............................84
4.2 通风修复石油污染土壤机理分析.........................86
4 通风修复石油污染土壤机理分析
4.1 不同石油污染土壤通风修复结果比较
汽油、柴油和原油三种不同石油污染土壤通风修复方法比较见表 4-1。
4.1.1 土壤修复效果比较
物理通风适于修复汽油污染土壤。汽油烃浓度为 6%时（初始汽油浓度为 35.73 mg/g），通风速率为 100mL/min，连续真空抽提 264h，汽油烃去除率达到了 89.29%。与对照相比，土柱连续通风土壤中汽油污染物去除率最高，间歇通风的去除率次之。在土壤通风速率与汽油去除量之间存在确定关系。当真空抽提速率在 800mL/min 时，仅需要 31 小时的通风，砂土中的汽油烃就可去除 96.4%。对于砂土土壤来说，含水率越高，汽油烃污染物去除越快。单纯的物理通风对于土壤中的柴油去除效果很差。初始柴油浓度为 30.96mg/g 时，通风速率为 100mL/min，经过 196 h 连续通风，土柱中柴油的平均去除率仅为 3.9%。
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5 结论与建议
5.1 结论
以实地砂土，通过土柱试验研究了汽油污染土壤原位物理通风的主要工艺形式、运行参数及其对通风效率的影响，分析了土柱尾气和土壤空气中TVOC和汽油烃变化，以及土壤残余汽油烃浓度与组分的变化，主要得到以下结论：
①土柱顶部真空抽气通风效率高于底部注气通风效率。连续通风可在砂土柱中形成稳定的负压环境，土壤中汽油污染物去除率最高，间歇通风的去除率次之。在汽油烃浓度为6%时，连续真空抽提264h，汽油烃去除率达到了89.29%。土壤通风速率与汽油去除量之间存在确定关系。当真空抽提速率在400mL/min时，仅需要31小时的通风，砂土中的汽油烃就可去除96.3%。对于砂土土壤来说，含水率越高，汽油烃污染物去除越快。一定范围内土壤水分的增加对砂质土壤汽油污染物通风过程有着促进作用。
②汽油污染土柱通风过程中尾气气相色谱 TPH 测定值与 TVOC 值之间存在显著的线性相关性。可以用土柱尾气 TVOC 的测定值来反映尾气中汽油烃浓度的变化，并用土柱各取样口抽取的土壤气体的 TVOC 测定值来反映土柱中汽油烃浓度的变化。
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参考文献（略）