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随着退二进三、退城进园等城市化政策的实施,中国产生了大量的污染场地。国务院2016年颁布的《土壤污染防治行动计划》和全国人大常委会2018年颁布的《土壤污染防治法》均规定：污染场地再利用之前需要对其进行修复，如暂时无法修复必须进行风险管控。无论是修复还是风险管控，实施前提均为污染物对人体的健康风险评估。场地污染物中对人体健康危害最大的是挥发性有机污染物(volatile organic compounds, VOCs)，而根据生态环境部2019年颁布的《建设用地土壤污染风险评估技术导则》，挥发性污染物对人体的主要暴露途径为室内吸入来自下层土壤或地下水的污染物，即蒸气入侵(vapor intrusion)。
在我国沿海经济发达地区，存在着大量的有机污染场地，并且这些地区都存在不同程度的海水入侵现象。地下水位受到潮汐的影响会产生周期性波动，从而影响场地蒸气入侵的风险评估。本文以地下水污染源和地下水位波动产生的涂抹区土壤污染源为研究对象，利用三维数值模型研究了地下水位的周期性波动对地下水和土壤中挥发性有机污染物(以三氯乙烯为例)蒸气入侵的影响。本文研究的污染物为三氯乙烯，具体研究内容及结论如下：
(1)建立蒸气入侵三维数值模型并利用文献报道的实验数据验证：
本研究基于RichardsEquation、Darcy’sLaw和多孔介质稀物质传递物理场等构建数值模型，分别对地下水污染源和涂抹区土壤两种污染源两种场景进行模拟。与前人的箱体实验数据进行比较，结果显示在两种污染源场景中，数值模型的模拟结果和实验结果均基本吻合，误差在半个数量级以内。
(2)研究地下水位波动在对地下水污染源蒸气入侵风险评估中的影响：
利用三维数值模型，研究了建筑物地基类型(有无地下室)、土壤质地(12种土壤)、污染源深度(5 m, 7 m, 10 m, 15 m, 20 m)、水位线波动特征(振幅：0.01m,0.05m,0.1m.0.2m.0.4m;周期：1d,2d,4d,5d,10d)在地下水污染源蒸气入侵风险评估中的影响。研究表明，地下水位线的周期性波动不仅会削弱毛细管层对扩散的抑制作用，促进污染物的释放，还可以加强污染物对流。例如，周期为4d(天)和振幅为0.4m的地下水位线周期波动可以在一天内使室内污染物浓度发生，5个数量级的变化，并使室内污染物的月平均浓度增加1个数量级以上。
模拟结果同时表明，在地下水周期波动场景下，有地下室的建筑室内平均污染物浓度要高于无地下室建筑的平均室内浓度，并且前者对地下水位的变化更为敏感：在地下室场景中，地下水波动使室内浓度增加超过1个数量级，而在无地下室建筑场景中，地下水波动使室内浓度增加超过1/2数量级；不同的土壤场景的室内浓度差异最高可达2个数量级：土质为sand时室内浓度最高，土质为silt时室内浓度对于水位线波动最敏感；室内浓度对污染源深度变化并不敏感；室内污染物浓度随着振幅的增加和周期的变短而增加：如果水位线的波动周期为4d，则当其振幅超过0.4m时，室内污染物的月平均浓度增加超过1个数量级；如果水位线的波动振幅为0.4m，则当其周期小于5d时，室内污染物的月平均浓度增加超过1个数量级。
(3)研究地下水位波动在涂抹区土壤污染源蒸气入侵风险评估中的影响：
利用三维数值模型，研究了建筑物地基类型(有无地下室)、土壤质地(12种土壤)、污染源深度(5 m, 7 m, 10 m, 15 m, 20 m)、水位线波动特征(振幅：0.01m,0.05m,0.1m.0.2m.0.4m;周期：1d,2d,4d,5d,10d)在涂抹区土壤污染源蒸气入侵风险评估中的影响。和地下水污染源场景类似，涂抹区土壤污染源的水位线波动也会引起建筑物室内浓度的剧烈变化，而污染源深度的影响并不明显。相比于地下水污染源场景，涂抹区土壤污染源场景中室内污染物浓度在水位线静止时较高，但当水位线波动时较低。同时，涂抹区土壤污染源对于水位线波动的响应也较弱。例如，周期为4d和振幅为0.4m的地下水位线周期波动可以在一天内使室内污染物浓度发生2个数量级的变化，并使室内污染物的月平均浓度增加1倍以上。
模拟结果同时表明，在地下水周期波动场景中，有地下室的建筑室内平均污染物浓度要高于无地下室建筑的平均室内浓度，但两者对地下水位的变化敏感度基本一致：在两种场景中，地下水波动均使室内浓度增加超过1/8个数量级；不同的土壤场景的室内浓度差异最高可达1个数量级：土质为sand时室内污染物浓度最高，土质为silt时室内浓度对水位线波动最敏感；室内污染物浓度随着振幅的增加和周期的变短而增加：如果水位线的波动周期为4d，则当其振幅超过0.2m时，室内污染物的月平均浓度增加超过1倍；如果水位线的波动振幅为0.4m，则当其周期小于5d时，室内污染物的月平均浓度增加超过1倍。
在我国沿海经济发达地区，存在着大量的有机污染场地，并且这些地区都存在不同程度的海水入侵现象。地下水位受到潮汐的影响会产生周期性波动，从而影响场地蒸气入侵的风险评估。本文以地下水污染源和地下水位波动产生的涂抹区土壤污染源为研究对象，利用三维数值模型研究了地下水位的周期性波动对地下水和土壤中挥发性有机污染物(以三氯乙烯为例)蒸气入侵的影响。本文研究的污染物为三氯乙烯，具体研究内容及结论如下：
(1)建立蒸气入侵三维数值模型并利用文献报道的实验数据验证：
本研究基于RichardsEquation、Darcy’sLaw和多孔介质稀物质传递物理场等构建数值模型，分别对地下水污染源和涂抹区土壤两种污染源两种场景进行模拟。与前人的箱体实验数据进行比较，结果显示在两种污染源场景中，数值模型的模拟结果和实验结果均基本吻合，误差在半个数量级以内。
(2)研究地下水位波动在对地下水污染源蒸气入侵风险评估中的影响：
利用三维数值模型，研究了建筑物地基类型(有无地下室)、土壤质地(12种土壤)、污染源深度(5 m, 7 m, 10 m, 15 m, 20 m)、水位线波动特征(振幅：0.01m,0.05m,0.1m.0.2m.0.4m;周期：1d,2d,4d,5d,10d)在地下水污染源蒸气入侵风险评估中的影响。研究表明，地下水位线的周期性波动不仅会削弱毛细管层对扩散的抑制作用，促进污染物的释放，还可以加强污染物对流。例如，周期为4d(天)和振幅为0.4m的地下水位线周期波动可以在一天内使室内污染物浓度发生，5个数量级的变化，并使室内污染物的月平均浓度增加1个数量级以上。
模拟结果同时表明，在地下水周期波动场景下，有地下室的建筑室内平均污染物浓度要高于无地下室建筑的平均室内浓度，并且前者对地下水位的变化更为敏感：在地下室场景中，地下水波动使室内浓度增加超过1个数量级，而在无地下室建筑场景中，地下水波动使室内浓度增加超过1/2数量级；不同的土壤场景的室内浓度差异最高可达2个数量级：土质为sand时室内浓度最高，土质为silt时室内浓度对于水位线波动最敏感；室内浓度对污染源深度变化并不敏感；室内污染物浓度随着振幅的增加和周期的变短而增加：如果水位线的波动周期为4d，则当其振幅超过0.4m时，室内污染物的月平均浓度增加超过1个数量级；如果水位线的波动振幅为0.4m，则当其周期小于5d时，室内污染物的月平均浓度增加超过1个数量级。
(3)研究地下水位波动在涂抹区土壤污染源蒸气入侵风险评估中的影响：
利用三维数值模型，研究了建筑物地基类型(有无地下室)、土壤质地(12种土壤)、污染源深度(5 m, 7 m, 10 m, 15 m, 20 m)、水位线波动特征(振幅：0.01m,0.05m,0.1m.0.2m.0.4m;周期：1d,2d,4d,5d,10d)在涂抹区土壤污染源蒸气入侵风险评估中的影响。和地下水污染源场景类似，涂抹区土壤污染源的水位线波动也会引起建筑物室内浓度的剧烈变化，而污染源深度的影响并不明显。相比于地下水污染源场景，涂抹区土壤污染源场景中室内污染物浓度在水位线静止时较高，但当水位线波动时较低。同时，涂抹区土壤污染源对于水位线波动的响应也较弱。例如，周期为4d和振幅为0.4m的地下水位线周期波动可以在一天内使室内污染物浓度发生2个数量级的变化，并使室内污染物的月平均浓度增加1倍以上。
模拟结果同时表明，在地下水周期波动场景中，有地下室的建筑室内平均污染物浓度要高于无地下室建筑的平均室内浓度，但两者对地下水位的变化敏感度基本一致：在两种场景中，地下水波动均使室内浓度增加超过1/8个数量级；不同的土壤场景的室内浓度差异最高可达1个数量级：土质为sand时室内污染物浓度最高，土质为silt时室内浓度对水位线波动最敏感；室内污染物浓度随着振幅的增加和周期的变短而增加：如果水位线的波动周期为4d，则当其振幅超过0.2m时，室内污染物的月平均浓度增加超过1倍；如果水位线的波动振幅为0.4m，则当其周期小于5d时，室内污染物的月平均浓度增加超过1倍。