地下水土污染是全球水安全、生态安全与人类健康安全的重大威胁，其原位修复理论方法的研究已成为地学领域重点关注的问题。一般认为修复机制与效率首先取决于污染场地客观环境条件，已有修复研究也大多从研究区初始条件对修复过程的影响出发，特别是当修复效率与预期效果、模型模拟值与实测值存在差距时，人们习惯地将其原因归结为场地固有环境参数的异质性或不确定性。

事实上，不仅是场地环境特征影响修复工程的设计与运行，修复过程也会反过来改变地下环境物理-化学-生物界面特征，二者之间存在密切的“激励”-“响应”关系，这就意味着污染修复过程的环境参数不再固定于初始状态、而是在扰动作用下发生动态演变，因此，基于场地参数固有初始值的模型计算结果也必然偏离真实情况，进而误导对其修复机制的理解。

中科院东北地理与农业生态研究所水文水资源学科组范伟博士与客座研究员、英国Cardiff大学杨悦锁博士合作，针对目前世界上应用最广泛的地下水污染原位修复Air Sparging和Soil Vapor Extraction技术，从修复机制与环境特征的互馈关系出发，综合开展室内模拟实验和野外污染场地修复工程研究。

研究发现，修复过程中水-固-气多相驱替将引起地下流场和温度场阶段式响应、多孔介质粒度/孔隙度/渗透系数分异、无机碳平衡迁移和氧化还原改变等水文地球化学演化以及地下水微生物群落活性变化。在此基础上，该研究提出了复杂多相流模型的水流驱替量简易替代算法，构建了水气二相渗流和介质孔隙度变化耦合模型，结合水文地球化学模拟计算，量化揭示了修复过程带来的上述环境扰动效应，并分析评估了扰动带来的环境参数变异对污染修复过程的反馈影响。

与传统研究侧重关注外部环境条件对修复过程的影响不同，这一新兴领域的探讨从污染修复活动与地下环境相互反馈的新视角出发，取得了一些全新的理解。相关成果发表在Chemosphere、WASP等杂志上。

论文信息：[1] W. Fan. Y. S. Yang, Y. Lu, X. Q. Du, G. X. Zhang. Hydrogeo-chemical impacts of air sparging remediation on a semi-confined aquifer: Evidences from field monitoring and modeling. Chemosphere, 2013, (90): 1419-1426.