气相抽提是一种高效、经济、可操作性强的污染场地原位修复技术,但常规气相抽提技术受污染物特性和场地地质条件限制,存在修复时间长、效果不佳等问题。因此,围绕实用有效的热强化气相抽提技术开展其修复机理与效果研究具有重要的工程意义。本文以国家自然科学基金项目(No.41330641,41672280)为依托,针对典型的挥发性有机物(VOCs),基于室内试验、一维土柱试验、小比例模型试验以及数值模拟方法,对热强化气相抽提修复过程中污染物去除机理、修复效果及其影响因素进行了系统的研究。论文取得了以下主要研究成果:开展了挥发性有机物自土中挥发去除单元体批试验,结果表明污染物挥发去除过程能够很好的用一级动力学方程进行量化描述。通过气相抽提修复甲苯污染土一维土柱试验研究,发现气相抽提过程尾气中甲苯浓度变化过程符合指数函数变化规律,拟合方程中参数m反映了尾气浓度变化速率。温度越高污染物去除速率越大,抽气速率越大污染物去除速率越大,含水率越大污染物去除速率越小。通过原位热强化气相抽提修复甲苯污染土小比例模型试验研究,揭示出气相抽提过程中,在间歇期土体内有机污染物在各相之间重新分配。土体孔隙中甲苯的气相浓度在上个阶段末尾浓度的基础上出现小幅上升。通过污染物在各相间平衡时的气相浓度可反映土体中总的污染物含量。对于本模型试验中有机物污染砂土场地,经过12小时修复,常规气相抽提条件下甲苯去除率为64.7%,热强化气相抽提条件下甲苯去除率为92.9%,热强化作用可使得污染物去除率提高44%。此外,对于有机物污染粉土场地,热强化气相抽提去除率亦可达到91.0%。模型试验结果证明,热强化气相抽提修复效果优于常规修复方法。利用数值模拟方法研究了污染物泄漏迁移到气相抽提修复全过程,结果表明,土体孔隙中三相饱和度的变化反映了污染物的相态转化。污染物泄漏过程是自由相逐渐驱替气相和水相的过程,气相抽提过程是自由相和溶解相转化为气相并被排出过程。对于单抽提井下均质砂土层而言,随着气相抽提系统的运行,污染物的去除速率逐渐减小。提高土体温度,能够有效提高污染物的去除速率。