由于人类社会的迅速发展,经济和物质需求不断地扩大,对于能源的需求量也不断加大。石油作为我国重要的战略物资,其开采和利用在不断地扩大,而同时伴随的开采不当、输油管道泄露和废物排放等一系列问题,对人类健康、生态环境及社会稳定都构成了严重的威胁。因此,对修复石油污染的浅层地下水的研究成为了当前国内外环境保护的热点问题。在众多的污染场地修复技术中,地下水曝气法(Air sparing,AS)被认为是去除地下水和包气带中挥发性有机污染物的最有效的方法。但传统的地下水曝气法还存在许多弊端,诸如空气影响区域狭小,在非均匀介质中去除效果较差,对挥发性较弱的污染物去除效果不明显等,至今仍没有得到很好的解决。因此,如何采取相应的强化手段,对传统的地下水曝气技术进行改进,以提高其相应的性能和去除效果,就成为亟待解决的问题。综合国内外的研究现状,本论文通过一系列的污染场地模拟实验,研究了在多项非均匀介质中AS法的修复技术及其影响因素,包括曝气量和曝气方式等;并对表面活性剂强化AS法的相关机理进行了研究,包括表面活性剂的选择和污染物的强化去除效率及其相关机理等。(1)AS影响因素是通过一维土柱模拟实验进行的,实验结果表明:①苯和萘在砾砂、粗砂、中砂和粉砂中均呈线性吸附。砂土介质颗粒的粒径越小,对污染物的吸附性越大,污染物的吸附分配系数Kd越大,吸附效果越显著,应用AS法的治理难度则加大。②随着曝气量的增加,可以提高污染物的去除效率,但是去除效果达到一定极限后,再增加曝气量,并不会改善污染物的去除效率,反而会使其有所下降。实验确定的最佳曝气量为300ml/min。③由于溶解度和溶解速率的原因,在曝气过程中萘以固态形式存在被截留在土柱底部和吸附在介质上,AS法对萘的去除效果和苯相比存在很大差异,在应用AS法处理此类物质时,设法加大污染物向水相的溶解度,并加快其溶解速率,更具有现实意义。(2)在SEAS中,表面活性剂的选择是一个需要特殊考虑的问题。由于地下环境的特殊性,需要针对表面活性剂对有机物污染物的增溶能力、其自身吸附情况和对吸附在介质上的有机污染物的洗脱能力等进行综合考察,以此确定适合地下环境中的表面活性剂,并应用于SEAS技术中。通过对四种表面活性剂(Tween80、Tween20、SDBS和SDB)的研究,实验结果表明:①四种表面活性剂对目标污染物的增溶能力大小进行比较,对苯的增溶能力:Tween80>Tween20>SDB>SDBS;对萘的增溶能力:Tween80>Tween20>SDB>SDBS。②四种表面活性剂在中砂介质上的吸附能力依次为: SDBS>Tween20>Tween80>SDB;③表面活性剂洗脱吸附在中砂介质上的有机污染物能力进行比较,对苯的洗脱能力:Tween80>Tween20>SDBS;对萘的洗脱能力:SDBS>Tween80>Tween20。通过实验结论比较,最终确定Tween80为SEAS技术中最适宜的表面活性剂,并参与以后的实验进行。(3)SEAS技术一维土柱模拟实验,和传统AS法进行对比,比较了对有机污染物苯和萘的强化去除情况,结果表明:①对于挥发性强(亨利常数较大)的有机污染物苯而言,SEAS技术对其去除的效果并不优越于传统AS法。因此,挥发性强的有机污染物适用于传统AS法去除。②对于半挥发性(亨利常数较小)的有机污染物萘而言,SEAS技术的去除效果比较传统AS法而言,有明显增强。因此,对于去除挥发性较弱的有机污染物,SEAS技术更为适用。③阴-非混合表面活性剂的SEAS技术对挥发性强的有机污染物的去除效果强于加入单一的表面活性剂,但并没有明显优越于传统AS法。对于半挥发性或者挥发性较弱的有机污染物,阴-非混合的SEAS技术的去除效果明显不如加入单一的表面活性剂,同时也低于传统AS法的去除效率。