在意外泄漏的情况下,化工园区产生的有机污染物会入渗进入地下环境,这些污染物种类繁多,且具有高毒性和难降解的特点,威胁人民生命健康和财产安全。有机污染物在挥发、吸附和溶解等作用下形成多相多组分体系,同时这一体系对地质、水文地质条件及温度等环境因素极为敏感,使得有机污染物在地下环境中的迁移转化过程更为复杂多变,给土壤和地下水的污染评估和修复治理带来巨大的挑战。因此开展化工园区有机污染物在地下环境中的多相迁移转化规律的系统研究具有重要的理论与实际意义。本文基于国家重点研发项目课题“化工场地优控有机污染物污染形成机制及其多相分布特征”,按照野外调研-室内实验-数值模拟-实际应用的思路开展研究。选择东北某化工园区为研究区,首先通过资料收集和实地调研,分析研究区的污染特征,建立典型有机污染物识别体系,明确典型有机污染物;然后开展室内挥发和吸附批次实验,分析典型有机污染物的迁移转化行为,确定挥发和吸附模型参数;构建实验室尺度典型有机污染物在包气带中的多相迁移转化模型,通过室内土槽实验进行模型验证,确定模型参数并进行参数敏感性分析;最后根据研究区实际情况调整模型,建立研究区多相迁移转化模型,模拟研究区典型有机污染物的时空演化过程,探究研究区有机污染多相迁移转化机制。本文主要研究内容与成果如下:（1）依据化工园区已有的多年监测数据,开展研究区有机污染物的实地监测工作,系统分析了2009–2019年研究区地下水中有机污染特征,结果表明10年间苯、甲苯和硝基苯浓度不断降低,苯酚和苯并[a]芘浓度先增加后减少,前6年地下水中苯和硝基苯污染极为严重,后4年污染大幅度减弱,除苯并[a]芘外,其余有机污染物的污染中心均为井G1附近;有机污染物的统计学特征及相关性分析显示,研究区地下水中苯、甲苯与硝基苯三者间呈正相关,有着一致的污染来源;利用综合评分法将污染物危害性结果和相应的检出率、超标率和超标倍数等污染指标相结合,建立典型有机污染物识别体系,确定研究区典型有机污染物为苯,为后续研究明确了研究对象。（2）考虑典型有机污染物的强挥发和易吸附的特点,本文选择研究区粉砂质壤土、壤土和砂质壤土三种代表性介质,设计开展了苯的挥发和吸附批次实验,系统分析苯的迁移转化行为特征,确定吸附和挥发模型参数。通过对上述实验数据的分析,苯在三种介质中的挥发和吸附动力学曲线均符合一阶和准二阶动力学,吸附热力学过程符合Linear吸附模型。三种介质中苯的平均挥发速率依次为粉砂质壤土＜壤土＜砂质壤土,三种介质中苯的吸附能力依次为壤土＞粉砂质壤土＞砂质壤土,表明苯的挥发过程主要受介质粒径的影响,而吸附过程受到有机质和矿物组分共同影响。通过苯的挥发和吸附的影响因素实验,进一步明晰了不同因素条件下苯的挥发和吸附行为特征,并通过相关性分析确定主要影响因素。三种介质中苯的平均挥发速率随温度、风速和含水率升高而增大,且三种因素中风速影响最大;同时三种介质中苯的吸附量均随温度升高而增加,且均随离子强度的增加呈现先增加后减小最后趋于稳定的趋势;粉砂质壤土和壤土中苯的吸附量随p H值和有机质含量的增加而增加,而砂质壤土中苯的吸附量随p H值的增加而减小,不受有机质含量的变化而变化;相比于其他影响因素,初始浓度和有机质含量对苯吸附过程的影响较大。为突破传统吸附模型应用的局限性,计算不同影响因素作用下苯的吸附量,应用BP（Back Propagation）神经网络模型逼近不同影响因素与吸附量的关系,结果表明BP神经网络模型可以准确模拟不同影响因素条件下的吸附量,为类似问题的解决提供一种的新的研究思路。（3）设计室内二维实验装置,开展粉砂质壤土、壤土和砂质壤土三种介质中NAPL相迁移和降雨淋滤实验,通过多相监测,分析苯在包气带中NAPL相迁移、挥发和溶解规律。苯在三种介质中均以水平迁移为主,随时间增加,NAPL相迁移面积增大而平均NAPL相饱和度降低,且NAPL相迁移速率随介质粒径的增大而升高;三种介质中气相浓度先随时间增加而迅速增大然后降低最后趋于稳定,三种介质中气相浓度依次为砂质壤土＞壤土＞粉砂质壤土,说明与粒径呈正相关;在实验持续时间内,三种介质中液相浓度均表现为增长趋势,三种介质中液相浓度依次为粉砂质壤土＞壤土＞砂质壤土,说明液相浓度与粒径呈负相关。基于室内实验,建立实验室尺度的概念模型,确定考虑流体迁移、挥发、溶解和吸附过程的数学模型,并应用COMSOL Multiphysics软件进行求解,利用室内土槽实验数据进行模型验证,最后通过局部敏感性方法对多相迁移转化模型进行参数敏感性分析。NAPL相迁移、挥发和溶解过程的实测值与模拟值拟合效果较好,说明所建立的多相数值模型可以应用于苯的多相迁移转化过程模拟;根据模拟结果分析苯的多相分配机制,在NAPL相迁移阶段,大部分苯被包气带土壤吸附阻截,较少部分挥发,且粒径越小,挥发量越小,土壤中残余态NAPL相越多;淋滤阶段,土壤中的部分苯被溶解,随水流迁移,且粒径减小,溶解量越大,相反残余态NAPL相越少。参数敏感性分析结果表明,8)（VGM模型的经验参数）、残余饱和度和孔隙度是对NAPL迁移面积最为敏感的三个参数,8)、9)1（挥发传质速率拟合常数）和孔隙度是为气相浓度最为敏感的三个参数,干密度、吸附系数和弥散度是对液相浓度最为敏感的三个参数。结合室内土槽实验和数值模型,这一结论揭示了苯在不同介质中的多相分布机理,为后续研究区的模型应用提供理论依据。（4）根据研究区的实际条件,调整典型有机污染物在地下环境中多相迁移转化模型,应用COMSOL Multiphysics软件进行求解,并利用长期监测数据进行验证。运用模型模拟研究区多层介质中苯的多相迁移转化过程,分析包气带和地下水系统中苯的污染分布特征及其多相形成机制。长期监测数据校正结果表明,所建立的模型可以很好地模拟研究区苯的多相迁移转化过程。模拟结果表明,NAPL相、气相和液相在研究区均以水平向迁移为主;随时间增加,NAPL相污染面积初期增加后期略有减小,气相污染面积迅速扩散至整个剖面后保持稳定,液相的污染面积不断增加,且气相苯污染范围大于液相大于NAPL相;地下水中液相浓度均随时间增加先增加后减小,同时沿地下水流方向,随着与污染中心距离的增加,液相浓度减小;研究区NAPL相苯的质量占比最大,为95.8%,气相苯的质量占比次之,为3%,液相苯的质量占比最小,为1.19%。这一结论阐明了研究区典型有机污染物的多相形成机制,为制定合理有效的修复手段提供理论支撑,也为同类有机污染地区的研究提供技术手段的指导。