近年来随着石油开采及其副产品加工量的大幅度增长,地下水中石油烃类的污染日益严重。由于其在水中的溶解度较小,甚至不溶,一旦泄漏到地下环境中不仅难以检测,而且修复起来也是更加困难,因此成为近些年研究的热点。原位冲洗技术在石油类污染物的修复中应用较为广泛。由于表面活性剂能够有效降低油-水之间的界面张力,并且达到临界胶束浓度时会形成胶束,有效提升石油烃类物质的溶解性和流动性,从而达到去除污染物的目的,因而常被用作地下水中石油烃类污染物原位冲洗技术中的冲洗剂。不过,在天然条件下,地下介质的润湿程度是不同的,不同润湿性的介质中污染物的迁移和分布也不尽相同。同时,表面活性剂的加入也会对介质的润湿性产生一定的影响,而对于这种由于外加表面活性剂所引起的介质润湿性的改变以及对污染物迁移和分布的影响还未有过系统的研究。本文以柴油作为模拟污染物,首先利用可视化的微型模拟装置研究了柴油在不同的润湿性介质中的迁移分布情况;然后,利用一维模拟砂柱进行地下水中柴油的驱替研究,分析介质润湿性对表面活性剂驱替柴油污染物的影响,并结合介质表面性质的变化揭示了其变化机制。研究发现:(1)利用二氯二甲基硅烷改性后的石英砂润湿性发生变化,改性剂用量越大,水-岩接触角的值越大,石英砂疏水性越强,并且这种由化学键结合的介质表面改性较为稳定;随着介质润湿性从强亲水到强油湿的变化,柴油在介质中的残余量先减少后增多,其中水-岩接触角为76°的中间润湿性介质中残余油量最少。(2)介质的润湿性不同对水的迁移具有一定影响,介质水湿性越强,水的流动越容易,在介质孔隙中的流动速度越快;当介质为油湿性时,注入时间和注入量相同时,水难以将介质完全润湿,水的流动空间减小、流动路径变短。(3)油湿性介质有利于疏水性有机物迁移,且油湿性越强,有机物迁移速度越快;水湿性和油湿性较强的介质中柴油的去除效果较差,中间润湿性的介质有利于柴油的去除。(4)在水-岩接触角为0°的介质中,介质表面的Zeta电位为负,阳离子表面活性剂主要通过静电作用吸附在介质表面,吸附量较大,介质表面Zeta电位增大,水湿性减弱,柴油的去除效率增大;当介质水-岩接触角大于等于76°时,介质表面Zeta电位为正,阳离子表面活性剂主要通过氢键或范德华力吸附在介质表面,吸附量较小,介质表面Zeta电位升高,油湿性减弱,柴油的去除效率呈增加趋势;其中,水-岩接触角等于76°的介质由于水湿性增强导致柴油去除效率略有降低。(5)在水-岩接触角为0°的介质中,介质表面的Zeta电位为负,阴离子表面活性剂的疏水端主要通过氢键或范德华力吸附在介质表面,吸附量较小,介质表面Zeta电位减小,润湿性无明显变化,柴油的去除效率增加;当介质水-岩接触角大于等于76°时,介质表面Zeta电位为正,阴离子表面活性剂的亲水端主要是通过静电作用吸附在介质表面,吸附量较大,介质表面Zeta电位减小,油湿性增强,柴油的去除效率降低;其中,水-岩接触角等于76°的介质柴油去除效率下降较多。(6)非离子表面活性剂主要通过氢键或范德华力吸附在介质表面,吸附量较小,对介质表面的Zeta电位影响相对较小;当介质水-岩接触角为0°时,非离子表面活性剂可有效增大介质的水-岩接触角,在一定程度上增强了其对柴油的驱替效果;当介质水-岩接触角大于76°时,非离子表面活性剂的注入降低了介质的水-岩接触角,也在一定程度上增强了其对柴油的驱替效果;其中,水-岩接触角等于111°的介质柴油去除效率增加较多,水-岩接触角等于76°的介质,柴油去除效率降低较多。