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地下水环境中存在着大量胶体，胶体对调节地下水系统的结构和功能起着不可忽视的作用，胶体对地下水环境的影响日益引起广泛的关注。纳米流体是一种特殊的胶体分散系统，已被发现对于有机污染物具有特殊的去垢特性，可望用来修复被油污染的土壤。但是，目前对纳米流体在多孔介质中的流动特性的研究报道还比较少。同时由于纳米流体所具有的电特性，本文采用高密度电阻率成像法对纳米流体在多孔介质中的流动特性进行了研究。
本文首先进行了纳米流体制备方法的研究。通过“一步法”的化学方法，采用传统的油浴加热方式制备了铜纳米流体，而后采用“二步法”配制了二氧化硅纳米流体。然后，对纳米流体在多孔介质中的入渗特性进行了研究。实验采用多通道高密度电阻率勘测系统，对铜纳米流体在高为30cm、直径为4.6cm的饱和砂柱中的入渗过程进行了动态的监测，并对勘测截面上的视电阻率进行了成像，得到了相应的视电阻率分布图像。其次，在样品尺度上，探讨了含纳米流体的多孔介质在不同的纳米流体浓度、颗粒大小等因素条件下的视电阻率变化过程。采用四极法动态监测了二氧化硅纳米流体在高6.5cm、直径4.5cm的非饱和取样盒中入渗时所引起的电阻率变化过程。最后，对纳米流体在多孔介质中的穿透特性进行了研究。采用多通道高密度电阻率勘测系统，对二氧化硅纳米流体在高为50cm、直径为7.5cm的饱和砂柱中的穿透过程进行了动态监测，得到了视电阻率分布图像，并记录了出流端纳米流体的电导率随时间的变化过程。
研究结果表明，利用“一步法”制备的铜纳米流体质地均匀，大部分尺寸都在50nm以下，所得的溶液在很长一段时间没有什么沉淀，悬浮性好。说明本研究中所采用的纳米流体制备方法时可行的。入渗实验的结果表明，视电阻率变化图像基本上反映了纳米流体入渗所引起的砂柱视电阻率在时间和空间上的变化过程，同时，也反映了铜纳米流体在饱和砂柱中入渗时所具有的分阶段和不连续的运移特性。在样品尺度上的实验结果说明，多孔介质的颗粒大小、多孔介质的初始含水量和纳米流体的浓度都会对电阻率特性产生重要的影响。在饱和多孔介质中的穿透实验结果表明，高密度电阻率动态监测纳米流体运移是有效、可行的。二氧化硅纳米流体呈现出与保守性示踪剂相似的穿透迅速、拖尾现象不明显的流动特性，均可用一维对流-弥散方程进行较好的拟合。本研究所得的这些结果，无论是对纳米流体在多孔介质中的流动特性的认识上，还是在应用纳米流体于有机污染土壤的修复上，都具有重要的科学意义和应用价值。