基于分子结构特征的二元NAPL混合物中三氯乙烯和甲苯平衡溶解行为研究及其环境意义

本研究通过平衡批实验探讨了不同碳链长度烷烃（n-己烷、n-癸烷、n-十六烷）对三氯乙烯（TCE）和甲苯（TOL）从二元非水相液体（NAPL）混合物中溶解行为的影响。研究结合拉乌尔定律（Raoult’s Law）与半经验热力学模型（xlUNIFAC）揭示了分子结构与混合物组成对污染物质量传递过程的重要作用，为复杂NAPL污染场地的风险评估与修复策略提供了关键理论依据。

　　

Highlight

Materials and Methods

三氯乙烯（TCE）（纯度 >99%）购自ACROS Chemical（赛默飞世尔科技，马萨诸塞州沃尔瑟姆），甲苯（TOL）（纯度 >99.5%，ACS级）购自Avantor（VWR International LLC，宾夕法尼亚州雷德诺）。TCE和TOL因其分子结构和密度的差异以及在污染场地的广泛存在而被选为目标污染物（COCs）。TCE（双键烯烃）作为典型DNAPL代表，而TOL（芳香结构）则代表LNAPL类污染物。

TCE/Bulk-NAPL Equilibrium Dissolution Batch Experiments

我们进行了一系列TCE:HEX、TCE:DEC和TCE:HEXDEC的平衡批实验，涵盖四个不同的TCE摩尔分数（X_TCE），范围从0.1至0.001。实验测定了水相平衡TCE浓度、通过拉乌尔定律预测的TCE平衡浓度、测量水相浓度的误差（不确定性），并计算了TCE在NAPL相中的活动系数（γ^N_TCE），详细结果列于表2。TCE平衡溶解实验的结果表明……

Conclusions

本研究旨在定量理解多组分NAPL组成变化对平衡溶解过程的影响，特别是主体NAPL碳链长度（组成与分子结构）如何影响三氯乙烯和甲苯从己烷、癸烷和十六烷构成的二元NAPL混合物中的平衡溶解行为。在此过程中，我们测试了广泛使用的多组分平衡溶解模型（xlUNIFAC）对其预测能力……

Environmental Implication

NAPL质量传递研究仍然至关重要，因为NAPL污染场地极大地复杂化了风险评估与修复工作，并对地下水和饮用水资源构成重大健康风险。限制最广泛使用的泵处理技术（pump-and-treat）效果、导致修复时间极长的主要因素是地下NAPL的存在。本研究的结果有助于增进对多组分溶解过程的理解，从而为……