㈠ 试验设计
（一）试验配水
试验配水主要模拟排污河水质。考虑到排污河水主要由生活污水和工业废水组成，除常规污染组分外，一般重金属和有机污染物比较常见，所以试验配水选择了两种有代表性的重金属：不易迁移的铅和容易迁移的铬，有机物选择了苯系物和四氯乙烯。具体的配水方案如下：取中国地质大学（北京）生活污水预沉淀1d后，加入硝酸铅、重铬酸钾、汽油和四氯乙烯，搅拌均匀，静置1d后使用。为了使试验效果更加显著，试验配水中铅和铬的浓度均采用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后停止加入，主要是考虑大剂量的四氯乙烯污染会对地下水有影响。
作者曾在试验正式开始之前就用试验配水做过初步的研究试验，目的是了解加入的重金属和有机物之间，以及它们跟生活污水中的污染组分之间会发生哪些反应。
1.重金属+生活污水+有机物
试验配制了七种不同的水样，它们分别是样1：Pb标准液（10mg/L）；样2：生活污水；样3：Pb标准液（10mg/L）+污水；样4：Pb标准液（10mg/L）+污水+Cr（10mg/L）；样5：Pb（10mg/L）+污水+有机物（5mg/L）；样6：Pb（10mg/L）+污水+有机物（5mg/L）+Cr（10mg/L）；样7：Pb（10mg/L）+污水+有机物（5mg/L）+Cr（10mg/L）。
从表2-1可以看出，样2中Pb基本稳定，不与污水发生反应；通过样3和样4的对比可以看出，Pb与Cr发生反应生成铬酸铅沉淀，故Pb和Cr的浓度均降低很多；样5和样3比较，Pb的浓度基本没有变化，说明Pb与有机物不发生反应，有机物的加入使COD浓度大大提高；样6和样7是两个平行样，它们与样5比较的结果同样显示了Pb与Cr之间的反应。
表2-1 配水试验反应结果表 单位：mg/L
2.500mL重铬酸钾溶液（5mg/L）+1mL汽油
从表2-2可以看出，Cr6+的浓度在放置5d后减小了0.16mg/L，说明重铬酸钾与汽油会发生一定的氧化还原反应，只是由于反应时间短，效果不是十分明显。
表2-2 重铬酸钾与汽油的反应结果表 单位：μg/L
3.500mL重铬酸钾溶液（5mg/L）+40μL四氯乙烯
由于四氯乙烯难溶于水，所以先将其溶于10mL甲醇中，再和重铬酸钾溶液混合反应。从表2-3可以看出，重铬酸钾与甲醇发生了氧化还原反应，在放置48d之后Cr6+的浓度降低了2.33mg/L，而在重铬酸钾+甲醇+四氯乙烯的反应中，Cr6+的浓度变化基本同重铬酸钾与甲醇的反应，说明重铬酸钾不和四氯乙烯发生反应。
表2-3 重铬酸钾与四氯乙烯反应时Cr6+浓度变化表 单位：mg/L
（二）试验装置
整个试验装置由土柱、配水系统和监测系统三部分组成（图2-1）。
图2-1 试验装置图（单位：cm）
土柱 为土柱试验的主体部分。由内径为0.15m的3根有机玻璃柱组成，柱高1.5m。柱体下部为0.15m的承托层，由粗的石英砂组成；中部为1.2m的土柱试验段；试验段以上为0.10m的试验用水，由溢流口控制为定水头。考虑接近野外土体实际情况，土柱侧壁用泊纸遮盖，以起到避光作用。
配水系统 由配水箱、水泵和高位供水箱组成。配水箱容积为75L，可保证土柱试验3～7d的用水量。将试验配水由水泵送到高位供水箱，同时向三个土柱供水，采用定水头连续供水。
监测系统 定水头供水由溢流口控制，多余的进水送到配水箱中循环使用。在进水口取样，监测各特征组分的进水浓度。在土柱实体部分0.2m、0.4m、0.6m、0.8m、1.0m及1.2m深度处分别设有饱水取样口，在试验运行初期，可以定期监测不同深度处各特征污染组分的浓度变化情况。另外，在土体0.1m、0.5m和0.9m深度处分别设有测压管，用来监测污水下渗的水动力学特征。当土柱逐渐被污染物堵塞，变成非饱水状态时，关闭饱水取样口，在土体0.2m、0.4m、0.6m、0.8m、1.0m处和饱水取样口垂直的位置设有非饱水取样口（陶土头），外接真空泵抽气取样。
（三）有关参数的测定
试验所选用的三种砂土均为天然砂土，取自北京丰台的不同地段。三种砂土分别为：柱1为粗砂，柱2和柱3均为中砂。
1.砂土筛分及颗粒级配的确定
砂土筛分及颗粒级配情况见表2-4和图2-2。
表2-4 砂土粒度分析结果表
图2-2 三种砂土筛分曲线
2.试验砂土参数测定
测定的砂土参数见表2-5。
表2-5 土的物理性质指标
㈡ 淋滤试验
采用自行设计的土柱试验装置进行BTEX在河流渗滤过程中的环境行为试验模拟。土柱试验装置由三部分组成，其中通过淋滤液输入系统把配制好的、代表含有不同污染组分的淋滤液源源不断地供给模拟的河流渗滤系统。模拟的河流渗滤系统是把从野外采集的河流沉积物装入有机玻璃柱中，制成模拟的河流渗滤系统，其入口连通淋滤液输入系统接纳渗滤液，其出口连通淋滤液输出采集系统，污染河水在流经模拟的河流渗滤系统过程中，被该系统净化。通过淋滤液输出系统采集经模拟的河流渗滤系统净化后的渗滤液并测量其流量，然后测定渗滤液中各目标组分的浓度。淋滤液由实验室人工配制，以模拟BTEX污染河水，分别以和作为电子受体加入到两套渗滤系统的淋滤液中，并源源不断输入到土柱中，模拟在不同条件下河流渗滤系统中BTEX的迁移转化机理。通过每日定时从土柱采集渗滤液并测定其BTEX各组分的浓度，同时测定其中和的浓度并绘制出各组分浓度变化的历时曲线。当渗滤液中各组分浓度稳定后，将土柱拆除并将土壤进行微生物指标测定，从而研究在模拟的河流渗滤系统中BTEX的微生物降解性能。