中文摘要：

非水相流体（NAPL）含有毒性甚至致癌性的组分，是土壤和地下水的主要污染物。NAPL污染问题在我国日益严重，已对土壤、地下水环境以及人体健康构成潜在威胁。表面活性剂冲洗增强修复技术（SEAR）是解决该类土壤污染问题的重要途径之一，NAPL污染土壤的浸润性对该技术的应用效果具有显著影响，已经得到越来越多学者的认同，但其影响机理还有待于完善。表面活性剂对膜态NAPL污染机理就是有待解决的问题之一。本研究拟采用显微CT扫描成像的方法表征土壤孔隙的拓扑结构、土壤浸润性及土壤中NAPL相和水相的形态，并结合浸泡和淋溶试验探讨不同浸润性土壤中膜态NAPL在表面活性剂作用下形态发生转变的规律，还将用真实污染土壤对所得结论进行验证。本研究对阐明低饱和度NAPL污染去除机理，完善多孔介质污染与修复理论有重要的意义，也为改进SEAR技术的应用性能提供了科学依据。

结论摘要：

本研究主要内容包括（1）建立基于μ-CT扫描成像的形态表征方法。（2）探讨表面活性剂对膜态NAPL形态转化的影响规律。将在μ-CT扫描技术支持下，研究表面活性剂作用下，固-液浸润性对油膜形态转化的影响规律（3）用实际污染土壤验证所得的试验规律。通过项目执行，我们取得以下进展（1）摸索出了对于石英砂和高岭土的显微CT成像方法（2）建立了显微CT图像的分割方法（3）建立了基于CT图像的网络模型提取方法（4）成功建立了提取膜态NAPL的显微CT形态学的方法（5）成功研发了30KV的基于CMOS平板探测器的新型显微CT。通过项目的执行，我们也学习认识到用X-μCT作为研究多孔介质多相流体特性的不足，比如，X射线多色性；显微CT的动态范围不足，不能测定出物质的CT值；显微CT球管功率较小，射线硬化伪影对成像质量有一定的影响；油和水的原子序数较低，当这两相的体积分数占的较小时，该两种物质的峰容易被多孔介质的峰覆盖，由此可见，基于吸收的X-μCT表征多孔介质中任意比例的各相流体分布情况，还有很长的路需要走。在后续的研究中，我们将采用相衬成像的方法和能谱成像的方法继续研究多孔介质中多相流体动力学问题。