随着石油开采和石油化工行业的快速发展,石油烃污染地块逐渐增多。采用土壤气相抽提技术修复石油烃污染土壤具有经济、高效和可操作性强的优点。在热强化条件下,土壤气相抽提技术可更为快速地修复高沸点石油烃污染土壤。因此,研究热强化气相抽提技术修复石油烃污染土壤的机理,拓展该技术的适用范围并优化相应工程技术参数,可更好指导石油烃污染土壤的现场修复。在实验室搭建了二维土壤气相抽提实验装置,该装置包括土筒、控温加热系统、抽排气路系统和传感监测系统。将制备的污染沙土装入该装置,模拟实地气相抽提修复过程。供试污染物为正十一烷、正十三烷、正十四烷、正十五烷、正十六烷。研究了非加热状态下和热增强状态下土壤气相抽提修复半挥发性直链烃污染土壤过程;进一步在热增强状态下,研究了土壤有机质含量和土壤含水量对气相抽提修复石油烃污染土壤修复效果的影响。结果表明,在非加热状态下,沙土中的正构烷烃的挥发性极低,导致抽提井尾气中正构烷烃的浓度维持在较低且基本平稳状态。连续6天热强化气相抽提可使土壤中正构烷烃含量大幅下降。土柱中温度场的分布决定性影响土壤中正构烷烃的浓度分布,土壤温度越高,其正构烷烃残留水平越低。在加热状态下,土筒内部的温度分布呈现出“漏斗状”,越靠近热源的地方土壤升温速率越快,CMG-STARS软件很好地模拟了温度传感数据。热强化增加了土壤中正构烷烃的蒸汽压,并因此导致其向抽提井尾气中分配增加。在热强化气相抽提修复污染土壤过程中,土壤含水量增加导致试验第1和第2天土壤升温缓慢。土壤含水量的增加明显限制了高沸点正构烷烃向土壤气相中的迁移。当土壤含水量较高时,热强化气相浸提过程导致水蒸气不断向抽提井进口附近汇聚,由于蒸腾散热作用,井口附近区域10 cm范围内土壤温度始终较低,进而导致正构烷烃向土壤气相分配比率降低。在热强化气相抽提修复污染土壤过程中,有机质含量的增加明显限制了正构烷烃在土壤中的传质过程和向气相中的迁移。在有机质含量较低的污染土壤中,正构烷烃向土壤气相中迁移速率同时取决于其蒸气压和其在土壤中的浓度;而当土壤有机质含量增加时,更多正构烷烃会分配到土壤有机相,正构烷烃向气相中的迁移速率更主要取决于其土壤有机质-空气分配系数(Koc)。土壤有机质含量的增加延迟了正构烷烃的挥发脱除,使热强化气相抽提处理后土壤中的正构烷烃残留率增加。