龙 雨， 杨 兵， 秦普丰， 刘寒冰， 薛南冬*

1.湖南农业大学资源环境学院， 湖南 长沙 4101282 2.中国环境科学研究院， 北京 100012

土壤包气带含水率对氯代烃垂向迁移影响的模拟研究

龙 雨1,2， 杨 兵2， 秦普丰1， 刘寒冰2， 薛南冬2*

1.湖南农业大学资源环境学院， 湖南 长沙 4101282 2.中国环境科学研究院， 北京 100012

氯代烃类挥发性有机物在土壤包气带中的垂向迁移是该类污染物呼吸暴露风险的重要途径. 为探究氯代烃在土壤包气带中的垂向迁移规律，通过室内土柱模拟试验，研究土壤包气带含水率对不同氯代烃〔TCE(三氯乙烯)、PCE(四氯乙烯)〕气相扩散速率的影响，并通过线性拟合筛选出更准确的气相有效扩散系数预测模型. 结果表明，土壤含水率与氯代烃气相有效扩散系数呈显著负相关〔R=-0.89，P<0.01，n=7(TCE)；R=-0.86，P<0.01，n=7(PCE)〕. 随着土壤含水率由0.5%增至40.0%，TCE气相有效扩散系数(DT)由 0.035 9 cm2s降至 0.002 5 cm2s，平衡时间由13 h增至91 h，平衡时气体浓度由4.22 gm3降至0.31 gm3；PCE气相有效扩散系数(DP)由 0.033 9 cm2s降至 0.001 1 cm2s，平衡时间由15 h增至103 h，平衡时气体浓度由3.01 gm3降至0.12 gm3. 与Penman模型、Marshall模型模拟值相比，Millington-Quirk模型模拟值与氯代烃气相有效扩散系数实测值的拟合程度更好(R>0.95，P<0.01，n=7). 研究显示，土壤包气带含水率的增加对氯代烃气相扩散有明显的抑制作用.

含水率； 三氯乙烯； 四氯乙烯； 垂向迁移； 气相有效扩散系数； Millington-Quirk模型

氯代烃(chlorinated hydrocarbon)是一类含氯挥发性有机物(volatile organic compounds，VOCs)，常作为溶剂、干洗剂以及农药添加剂等被广泛使用[1- 2].氯代烃具有潜在的致癌、致畸、致突变效应，不易溶于水且在环境中难以降解，此外，由于具备较强的挥发性，进入土壤和地下水中的氯代烃将通过一系列的迁移转化过程进入大气或室内空气环境，对人体健康造成危害，形成潜在呼吸暴露风险(即蒸气入侵)[3- 6]. 在环境中最常见的氯代烃有TCE(trichlorethylene，三氯乙烯)和PCE(tetrachloroethylene，四氯乙烯)等[7- 10].

土壤包气带是地面以下潜水面以上的地带，也称非饱和带，是土壤颗粒、水、空气三者并存的复杂系统. 研究表明，氯代烃气体在土壤包气带……