㈠ 試驗設計
（一）試驗配水
試驗配水主要模擬排污河水質。考慮到排污河水主要由生活污水和工業廢水組成，除常規污染組分外，一般重金屬和有機污染物比較常見，所以試驗配水選擇了兩種有代表性的重金屬：不易遷移的鉛和容易遷移的鉻，有機物選擇了苯系物和四氯乙烯。具體的配水方案如下：取中國地質大學（北京）生活污水預沉澱1d後，加入硝酸鉛、重鉻酸鉀、汽油和四氯乙烯，攪拌均勻，靜置1d後使用。為了使試驗效果更加顯著，試驗配水中鉛和鉻的濃度均採用10mg/L，汽油和四氯乙烯均各自用量筒量取150mL加入75L污水中。其中，四氯乙烯7d後停止加入，主要是考慮大劑量的四氯乙烯污染會對地下水有影響。
作者曾在試驗正式開始之前就用試驗配水做過初步的研究試驗，目的是了解加入的重金屬和有機物之間，以及它們跟生活污水中的污染組分之間會發生哪些反應。
1.重金屬+生活污水+有機物
試驗配製了七種不同的水樣，它們分別是樣1：Pb標准液（10mg/L）；樣2：生活污水；樣3：Pb標准液（10mg/L）+污水；樣4：Pb標准液（10mg/L）+污水+Cr（10mg/L）；樣5：Pb（10mg/L）+污水+有機物（5mg/L）；樣6：Pb（10mg/L）+污水+有機物（5mg/L）+Cr（10mg/L）；樣7：Pb（10mg/L）+污水+有機物（5mg/L）+Cr（10mg/L）。
從表2-1可以看出，樣2中Pb基本穩定，不與污水發生反應；通過樣3和樣4的對比可以看出，Pb與Cr發生反應生成鉻酸鉛沉澱，故Pb和Cr的濃度均降低很多；樣5和樣3比較，Pb的濃度基本沒有變化，說明Pb與有機物不發生反應，有機物的加入使COD濃度大大提高；樣6和樣7是兩個平行樣，它們與樣5比較的結果同樣顯示了Pb與Cr之間的反應。
表2-1 配水試驗反應結果表 單位：mg/L
2.500mL重鉻酸鉀溶液（5mg/L）+1mL汽油
從表2-2可以看出，Cr6+的濃度在放置5d後減小了0.16mg/L，說明重鉻酸鉀與汽油會發生一定的氧化還原反應，只是由於反應時間短，效果不是十分明顯。
表2-2 重鉻酸鉀與汽油的反應結果表 單位：μg/L
3.500mL重鉻酸鉀溶液（5mg/L）+40μL四氯乙烯
由於四氯乙烯難溶於水，所以先將其溶於10mL甲醇中，再和重鉻酸鉀溶液混合反應。從表2-3可以看出，重鉻酸鉀與甲醇發生了氧化還原反應，在放置48d之後Cr6+的濃度降低了2.33mg/L，而在重鉻酸鉀+甲醇+四氯乙烯的反應中，Cr6+的濃度變化基本同重鉻酸鉀與甲醇的反應，說明重鉻酸鉀不和四氯乙烯發生反應。
表2-3 重鉻酸鉀與四氯乙烯反應時Cr6+濃度變化表 單位：mg/L
（二）試驗裝置
整個試驗裝置由土柱、配水系統和監測系統三部分組成（圖2-1）。
圖2-1 試驗裝置圖（單位：cm）
土柱 為土柱試驗的主體部分。由內徑為0.15m的3根有機玻璃柱組成，柱高1.5m。柱體下部為0.15m的承托層，由粗的石英砂組成；中部為1.2m的土柱試驗段；試驗段以上為0.10m的試驗用水，由溢流口控制為定水頭。考慮接近野外土體實際情況，土柱側壁用泊紙遮蓋，以起到避光作用。
配水系統 由配水箱、水泵和高位供水箱組成。配水箱容積為75L，可保證土柱試驗3～7d的用水量。將試驗配水由水泵送到高位供水箱，同時向三個土柱供水，採用定水頭連續供水。
監測系統 定水頭供水由溢流口控制，多餘的進水送到配水箱中循環使用。在進水口取樣，監測各特徵組分的進水濃度。在土柱實體部分0.2m、0.4m、0.6m、0.8m、1.0m及1.2m深度處分別設有飽水取樣口，在試驗運行初期，可以定期監測不同深度處各特徵污染組分的濃度變化情況。另外，在土體0.1m、0.5m和0.9m深度處分別設有測壓管，用來監測污水下滲的水動力學特徵。當土柱逐漸被污染物堵塞，變成非飽水狀態時，關閉飽水取樣口，在土體0.2m、0.4m、0.6m、0.8m、1.0m處和飽水取樣口垂直的位置設有非飽水取樣口（陶土頭），外接真空泵抽氣取樣。
（三）有關參數的測定
試驗所選用的三種砂土均為天然砂土，取自北京豐台的不同地段。三種砂土分別為：柱1為粗砂，柱2和柱3均為中砂。
1.砂土篩分及顆粒級配的確定
砂土篩分及顆粒級配情況見表2-4和圖2-2。
表2-4 砂土粒度分析結果表
圖2-2 三種砂土篩分曲線
2.試驗砂土參數測定
測定的砂土參數見表2-5。
表2-5 土的物理性質指標
㈡ 淋濾試驗
採用自行設計的土柱試驗裝置進行BTEX在河流滲濾過程中的環境行為試驗模擬。土柱試驗裝置由三部分組成，其中通過淋濾液輸入系統把配製好的、代表含有不同污染組分的淋濾液源源不斷地供給模擬的河流滲濾系統。模擬的河流滲濾系統是把從野外採集的河流沉積物裝入有機玻璃柱中，製成模擬的河流滲濾系統，其入口連通淋濾液輸入系統接納滲濾液，其出口連通淋濾液輸出採集系統，污染河水在流經模擬的河流滲濾系統過程中，被該系統凈化。通過淋濾液輸出系統採集經模擬的河流滲濾系統凈化後的滲濾液並測量其流量，然後測定滲濾液中各目標組分的濃度。淋濾液由實驗室人工配製，以模擬BTEX污染河水，分別以和作為電子受體加入到兩套滲濾系統的淋濾液中，並源源不斷輸入到土柱中，模擬在不同條件下河流滲濾系統中BTEX的遷移轉化機理。通過每日定時從土柱採集滲濾液並測定其BTEX各組分的濃度，同時測定其中和的濃度並繪制出各組分濃度變化的歷時曲線。當滲濾液中各組分濃度穩定後，將土柱拆除並將土壤進行微生物指標測定，從而研究在模擬的河流滲濾系統中BTEX的微生物降解性能。