为了探索污染场地“表层土壤-潜水含水层岩土-潜水”系统中Cr、Ni、Cu和Cd的垂向迁移规律及同种重金属在这三种环境介质中含量之间的定量关系,开展了现场调查研究和室内土柱淋溶实验,并根据现场潜水污染情况,研究了可渗透反应墙技术用于修复受四种重金属复合污染地下水的效果及影响修复效果的关键因素。在珠三角某区域,根据前期土壤重金属污染调查结果,选取46个Cr、Ni、Cu和Cd污染场地,建了61眼潜水监测井,同址采集分析了61组0~20 cm表层土壤、潜水含水层岩土和潜水样品,表层土壤中Cr、Ni、Cu和Cd的含量范围分别为:8.52~3800、11.9~2770、18.5~4010和0.078~3650 mg·kg-1。采用BCR法分析了表层土壤和潜水含水层岩土中四种重金属的形态分布情况。设潜水中Cr、Ni、Cu和Cd的全量为因变量,表层土壤或潜水含水层岩土中的全量或某形态含量分别为自变量,对61组样品的分析结果进行一元线性回归分析和曲线回归分析(二次函数、三次函数、指数函数和幂函数)。另在三个不同的污染场地采集了直径19 cm,高分别为103、81和79 cm的三个原状土柱(依次编号A、B和C),用于土柱淋溶实验。采用铁粉、活性炭粉和石灰石粉组合反应填料构建了3个反应柱(依次编号a、b和c),用于可渗透反应墙修复受污染地下水实验。反应柱内填料分3段:第1段长10 cm,填充石英砂;第2段长60 cm,a反应柱、b反应柱和c反应柱内填充铁粉和活性炭粉的均匀混合物体积比分别为1:1、1:2、1:4;第3段长30 cm,填充石灰石粉。研究表明:(1)以Cr、Ni、Cu和Cd在表层土壤中弱酸提取态含量为自变量,以其潜水中含量为因变量建立的回归方程为拟合度最佳的回归方程,其决定系数R2分别为:1.000、0.292、0.999和0.400,即同种重金属在表层土壤与潜水这两种环境介质中含量有定量关系,特别是Cu和Cr有明确的定量关系。(2)以Cr、Ni、Cu和Cd在潜水含水层岩土中弱酸提取态含量为自变量,以其潜水中含量为因变量建立的回归方程为拟合度最佳的回归方程,其决定系数R2分别为:1.000、0.607、0.973和0.085,即同种重金属在潜水含水层岩土与潜水这两种环境介质中含量也有定量关系,特别是Cu和Cr有明确的定量关系。(3)三个原状土柱表层土壤中Cr、Ni、Cu和Cd的全量和弱酸提取态含量占整个土柱比例均超过了55%,在污染时间长达5~10年的污染场地,重金属仍然富集在表层土壤,迁移能力最强的弱酸提取态部分也富集在表层土壤。(4)土柱淋溶实验中,以100 mm m2·d-1的速度连续淋溶,累计淋溶量小于1000mm·m2时,为重金属快速释放阶段,累计淋溶量大于1000 mm·m2后,为重金属慢速释放阶段;淋出液中Cr、Ni、Cu和Cd含量与表层土壤中弱酸提取态含量有显著的相关性,同时也受到了土壤理化性质的影响。(5)水力停留时间24 h时,a反应柱、b反应柱和c反应柱出水中四种重金属的去除率均超过99.8%,说明可渗透反应墙能够高效修复Cr、Ni、Cu和Cd复合污染地下水;同种重金属在三个反应柱中的去除率大小顺序均为:a反应柱>b反应柱>c反应柱,即反应填料中铁粉的比例越高,重金属的去除率越高;三个反应柱对Cr、Ni、Cu和Cd的去除率随着水力停留时间增加而升高;pH均值在a反应柱、b反应柱和c反应柱中从进水时的4.62±0.31分别升高到出水时的7.63±0.12、7.32±0.17、7.18±0.15,四种重金属的去除速率随pH值升高而降低;可渗透反应墙对处理受重金属污染地下水过程中产生的Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的去除率均超过了80%,可以有效地防止二次污染。