石油污染物在地表面泄漏后将导致包气带和地下水的污染,对人类生存环境造成巨大的潜在危害。研究石油污染物在含水介质中的迁移与残留特征,建立油品残留量与油品和介质特性的关系,对于石油污染场地的评估、控制和原位修复等具有重要的科学意义和应用价值。为此,本文选取了柴油和机油两种性质差异较大的油品,以粉砂和粘土为代表性多孔介质,首先,对可溶性油和油品在含水介质中的入渗规律和残留特征进行了研究,确定了不同状态和性质的油品在含水介质中的残留能力,探讨了含水率和容重对油品入渗规律及再分布的影响。接着,研究了不同污染程度和环境条件下柴油在含水介质中的挥发动力学特征,分析了含油率、含水率和环境温度等对柴油挥发后残留特征的影响,并探讨了以上因素对柴油挥发行为的作用机制。最后,采用淋洗法对相同含油率的污染砂土中残留油的动态释放和残留特征进行了研究,明确了水溶液性质和淋滤方式对残留油动态释放的影响,并从油水(动态)界面张力以及油品溶解度的角度定性分析了残油释放的机理。通过一系列的试验分析,得出以下新的认识与结论:(1)可溶性油在风干砂土和壤土中的入渗试验表明,可溶性油在壤土中的入渗速率明显小于砂土,穿透曲线的峰值滞后于砂土,且入渗初期和结束时壤土中渗出液的油品浓度比较小。入渗试验后,砂土中柴油主要集中在10~20cm深度的土层,表层至15cm深度柴油的残留量随深度的增加而增大,壤土中深度小于10cm的土层中集中了大部分的柴油和机油,深部土层中油品残留量较小。(2)油品在不同含水率和容重的砂土和壤土中的入渗试验表明,油品的入渗速率基本随介质含水率的增加而减小,但当砂土含水率小于10.0%时,柴油入渗速率则随含水率的增加而增大。随着壤土容重的增加,柴油的入渗速率明显下降。入渗试验后,随着介质含水率的增加,相同深度的土层中油品残留量显著下降。再分布时间延长,砂土中柴油的残留量沿土层深度逐渐增大,砂土中机油和壤土中柴油的残留量则变化较小。随着壤土容重的增加,相同深度的土层中柴油残留量逐渐降低,纵向分布趋于一致,经再分布后残留量变化很小。(3)不同污染程度和环境温度下,柴油在风干砂土和壤土中的挥发动力学特征表明,柴油污染多孔介质经32d挥发后,不同含油率(4~18%)的风干砂土和壤土中柴油的挥发量分别为12.30%~13.70%和7.80%~9.67%,初始含油率越高,砂土中柴油的挥发速率越慢,而壤土与之相反。25℃时柴油在8%含油率的风干砂土和壤土中的挥发量分别是5℃的1.73和1.45倍,温度升高更有利于砂土中柴油的挥发。(4)不同污染程度和环境条件下,含水介质中柴油挥发后的残留特征表明,柴油在含油率为18%的风干砂土和8%、18%的风干壤土中挥发时,介质表层柴油含量逐渐高于中部,出现“灯芯运动”,含油率较低时,“灯芯运动”未发生。对于一定含油率的多孔介质,当砂土含水率增大时,柴油的挥发速率逐渐减慢;当壤土含水率增大时,适量的含水率会促进柴油的“灯芯运动”,使挥发速率加快,而过高的含水率则抑制其发生。当温度从25℃降低到5℃,沿土层深度柴油的挥发速率降低,但8%含油率的壤土中柴油的“灯芯运动”依然存在。(5)不同性质的水溶液淋滤条件下,油污介质中残留油的释放试验表明,柴油污染砂土中残留油的动态释放分为初始的快过程及随后的慢过程,而机油污染砂土中残留油的释放则逐渐减慢。水溶液性质相同时,柴油污染砂土中残留油的释放量及释放浓度远高于机油。水温对残留油释放的影响大于水溶液pH值和离子强度的影响,尤其对柴油污染砂土的影响更大。在经不同性质的进水淋滤后,沿土层深度机油残留量的变化较小,而柴油残留量则在砂土表层和油污/清洁砂土接触面明显下降。柴油的纵向迁移能力远大于机油,水温对柴油纵向迁移的影响大于其他因素。(6)不同淋滤方式下,油污介质中残留油的释放试验表明,随着间隔采样时间的延长,油污砂土的淋出液中柴油和机油的浓度有明显上升,但随着淋出液体积的增大,浸泡时间的影响逐渐减弱,间隔采样更有利于砂土中柴油的释放。随着进水水头的增加,初始淋出液中柴油浓度上升明显,但很快趋于稳定,机油浓度变幅较小。在经相同体积的进水淋滤后,沿土层深度机油残留量的变化较小,而柴油残留量则表现为先增大后减小。间隔采样对柴油纵向迁移的影响大于进水水头的影响,而淋滤方式对机油纵向迁移的影响很小。