混合环糊精-乙醇溶液协同增效四氯乙烯溶解机制及其在含水层修复中的应用研究

　　针对氯代烃类DNAPLs（如PCE）污染地下水修复效率低的问题，本研究通过一维毛细管实验和二维透明微模型，揭示了HPCD-乙醇混合溶液对PCE溶解的协同增效机制。结果表明，混合溶液使PCE最大溶解速率提升2-6倍，冲洗时间缩短40%，为含水层修复提供了高效环保的新策略。

　　

地下水中的氯代烃类污染物如四氯乙烯（PCE）因其高密度、难降解特性，成为环境修复领域的重大挑战。传统泵抽处理技术效率低下，而单一冲洗剂（如乙醇或环糊精）存在浓度依赖性强、易导致污染物迁移等缺陷。如何通过多机制协同作用实现高效安全的修复，成为当前研究的突破口。

中国某研究机构团队在《Journal of Contaminant Hydrology》发表的研究中，创新性地采用羟丙基-β-环糊精（HPCD）与乙醇混合溶液体系，通过一维毛细管溶解实验和二维透明微模型可视化技术，系统揭示了该体系对PCE的协同溶解机制。研究发现：当乙醇浓度处于25-45%区间时，混合溶液通过HPCD包合作用与乙醇降低界面张力的双重机制，使PCE溶解效率呈指数级提升。在最佳配比条件下，PCE最大溶解速率较单一体系提高2-6倍，冲洗时间缩短40%，且避免了污染物二次扩散风险。

关键技术包括：1）一维毛细管密度梯度法测定PCE溶解度；2）二维微模型实时观测PCE相变过程；3）显微成像技术量化残余NAPLs饱和度。

研究结果部分显示：
Solubility of PCE in mixed HPCD-ethanol solution
相平衡实验证实，混合体系中PCE溶解度随HPCD浓度呈线性增长（R²

0.98），而乙醇浓度超过25%时协同效应显著增强。当乙醇达45%时，10% HPCD溶液对PCE的溶解能力较理论加和值提升96%。

Conclusion
该研究首次在孔隙尺度揭示了HPCD-乙醇的协同作用阈值，建立了"双浓度窗口"优化模型：低浓度区（<25%乙醇）以HPCD包合主导，高浓度区（25-45%乙醇）则通过降低界面张力显著提升传质效率。这一发现为设计精准修复方案提供了理论依据，避免了传统方法中因过度使用乙醇导致的污染物迁移风险。

讨论部分强调，该技术兼具环境友好性与经济性：HPCD作为生物可降解材料，与食品级乙醇组合形成的冲洗体系，较传统表面活性剂方案降低30%处理成本。研究团队建议后续可结合数值模拟，进一步优化场址特异性修复参数，推动技术从实验室向工程化应用转化。