修复对象主要以卤化挥发性有机物、非卤化挥发性有机物、非卤化半挥发性有机物及BTEX为主。BTEX是苯(benzene)、甲苯(toluene)、乙基苯(ethylbenzene)、二甲基苯(xylene)的合称。
原位曝气技术能否取得预期的修复效果,取决于系统能否有效地将空气传到欲处理区域以及地下物质传递空气的能力。大粒度的同质覆盖层渗透性好,有利于修复;相对较厚的饱和层以及超过1.5米的地下水埋藏深度也利于原位曝气技术的实施。当组成成分挥发性高、溶解性低并且土壤渗透性强时,原位曝气技术的修复效果较好。该技术不适用于非挥发性的污染物的修复,同时受地质条件限制,不适合在低渗透性或高黏土含量的地区使用,并且不能应用于承压含水层的污染修复。
德国在20世纪80年代中期首次使用地下水曝气技术修复挥发性有机物污染。经过发展,该技术凭借其特有的原位、经济和高效的优势,成为治理地下水有机污染的主要方法。美国国家环境保护局(USEPA)统计的关于1982~2005年国家优先治理场地中254个地下水污染修复工程技术中,使用原位曝气技术的有72个。
原位曝气技术的修复机理是以注入饱和带的气流为载体,通过有机污染物的相间传质作用(吸附—溶解—挥发),将饱和含水层中的挥发性污染物带至包气带,再由其他抽气技术(如Soil Vapor Extraction; SVE)收集并传送到地表蒸汽处理设备进行处理。原位曝气技术中控制污染物去除的主要机制是相间传质和生物降解。相间传质包括蒸发、溶解和吸附/解析。在碳源和营养物质供应充足的条件下,地下水曝气技术能增加地下水中溶解氧含量,从而提高生物降解速率。
原位曝气技术是去除地下水中挥发性和半挥发性有机物的最有效方法之一,研究清楚曝气不同阶段的主导修复机制对于提高该技术的修复效率至关重要。中国石油工业不断发展,随之而来的地下水石油污染也越来越严重,曝气技术对于改善日益严重的地下石油污染问题有着重要的实践意义。