石油工业的迅速发展和石油产品的广泛使用，导致世界范围内土壤和地下水石油污染问题日益严重，治理石油污染已成为当今各国环境学家和水文地质学家研究的热点。当前污染土壤修复与清洁技术研究已广泛开展，其中表面活性剂冲洗法是美国环保局推荐使用的土壤和地下水疏水性有机物污染原位治理方法。但是，表面活性剂冲洗土壤中石油类污染物的过程非常复杂，要科学指导表面活性剂-土壤-石油整个系统的修复处理工程，提高对石油污染的治理效率，需要更深入地研究表面活性剂去除土壤中石油污染物的作用机制和微观机理。本文以正十六烷为代表污染物，研究表面活性剂增溶和降低界面张力作用下，正十六烷运移和相间传质等微观机理。主要研究成果归纳如下： 1、弄清了TritonX-100对正十六烷增溶和降低界面张力作用规律，得到了TritonX-100在砂颗粒表面吸附的影响机制。 正十六烷/TritonX-100的界面张力随TritonX-100浓度的增加而逐渐降低，＞临界胶束浓度(CMC)之后，界面张力逐渐稳定，表面活性物质会以一定速度向界面迁移并在界面上吸附、重排，逐渐趋于平衡；随着TritonX-100浓度的增加，对正十六烷的增溶能力也逐渐增强，＞CMC时，TritonX-100含量每增加100mg/L，对正十六烷的增溶能力就比100mg/L的溶解能力增加0.42～3.75倍。砂颗粒吸附TritonX-100的吸附等温线随吸附剂浓度增大而下降，单位吸附剂的平衡吸附量不唯一由液相平衡浓度所决定，而是液相平衡浓度和吸附剂浓度的函数。 2、研究了不同影响因素作用下，TritonX-100对砂颗粒上正十六烷的去除规律，以及TritonX-100增溶和降低界面张力的作用机理。 TritonX-100洗脱实验中，TritonX-100溶液对正十六烷的增溶和降低界面张力，是产生自由态和溶解态正十六烷的主要原因，两者之间存在很好的相关性，＞CMC时，TritonX-100溶液浓度每增加100mg/L，从砂颗粒上增溶洗脱的正十六烷增加量比平衡增溶的增加量要高的2-6倍；正十六烷的增溶洗脱量随着正十六烷残留含量增大而增加；不同固液比条件下，高固液比的洗脱量高于低固液比的洗脱量；不同温度条件下，温度升高对TritonX-100的洗脱能力作用不大；总体上，正十六烷的增溶洗脱效果与TritonX-100浓度具有较好的线性相关性。TritonX-100溶液淋滤冲洗实验中，溶解态正十六烷所占比例不到1％，主要由自由态和残留态正十六烷组成；由于表面活性剂与多孔介质孔隙中正十六烷接触反应时间比较短，溶液中正十六烷未达到溶解平衡状态，溶解态正十六烷增幅比正十六烷平衡溶解量要小一些；＞CMC时，TritonX-100溶液浓度每增加50mg/L，自由态正十六烷增加量大约只是0～50mg/L增加量的4～6％。 3、基于分形理论，采用岩石薄片图像分析方法研究了真实多孔介质孔隙结构特征，并根据孔隙结构特征参数设计制作出微观孔隙网络模型。 孔径的分布频率与孔径大小成反比，且较小孔径分布频率的下降斜率较大，较大孔径分布频率则呈上凸的抛物线形状；孔隙率与粒径呈负相关，而孔径与粒径则呈正相关；固结和未固结多孔介质中，孔隙和喉道直径的分布频率与其直径大小之间具有相似规律，本研究中0.5～1mm石英砂的孔隙和喉道平均直径为：dpore=0.260mm，dthroat=0.101mm。根据实际多孔介质孔隙结构来设计网络模型的孔隙结构，并用高精度激光刻蚀技术加工网络模型，可以为微观孔隙尺度上开展污染物在多孔介质中运移、滞留和治理的机理研究提供保证。 4、利用体视镜和图像采集装置，从微观孔隙尺度上研究了疏水性有机污染物泄漏、滞留和去除的传质机理，揭示了表面活性剂浓度对残留于多孔介质孔隙中疏水性有机污染物的影响规律。 单孔隙模型实验中，吸入流量越大，孔隙通道中滞留流体被去除的速率越快，在吸入驱替液的开始阶段更显著，但对该流体的最终残余饱和度影响不大；向孔隙通道中注入蒸馏水，孔隙中滞留的正十六烷在实验前期被较快去除，线性拟合方程为y=5.11x-5.75(R2=0.956)，后期比较难以去除，该规律与蒸馏水冲洗正十六烷污染土柱实验相似，冲洗实验前期结果线性拟合方程为y=7.27x-17.44(R2=0.999)；在多孔隙网络模型实验中，注入正十六烷前期(0-220秒)，正十六烷迅速占据孔隙空间，后期正十六烷所占空间基本不再增加，网络模型中蒸馏水达到残余饱和度。用TritonX-100溶液去除网络模型孔隙中正十六烷，可以分为两个去除阶段，其中第二阶段的1100mg/LTritonX-100溶液去除正十六烷的能力明显强于蒸馏水，使孔隙中正十六烷残余饱和度大大降低；TritonX-100溶液去除网络模型孔隙中正十六烷，主要受粘滞力、毛细力和重力的作用。