近日，郑艳梅副教授和李清彪教授等在石化污染场地修复过程建模分析方面取得了重要进展。相关成果以“Developing interphase mass transfer correlations for non-aqueous phase liquid to gas in porous media with thermal enhancement”为题在线发表于Chemistry Engineering Science，2022，DOI: 10.1016/j.ces.2022.118270。
非水相液体(NAPL)到气体的相间传质过程是石化污染场地中包气带中有机污染物去除的主导机制。深入了解非水相液体(NAPL)到气体的相间传质过程与机理，对优化设计石化污染场地修复方案至关重要。在当前多孔介质中NAPL-g相间传质报道中，污染物尾气的浓度呈现两种不同的变化趋势：一是初始阶段尾气浓度快速下降并拖尾；另一种是在初始阶段多一个稳态阶段。那么NAPL-g相间传质模型化研究的关键在于：稳态的尾气浓度是由哪些关键因子控制？稳态和瞬态阶段是如何分配的？瞬态阶段的浓度变化趋势又是怎样的机制？
针对上述关键问题，课题组通过一系列土柱试验，深入探讨了在初始稳态和瞬态阶段的NAPL-g相间传质的非平衡传质行为，提出了利用气相污染物的有效扩散系数修正佩克莱特数（Pe）和舍伍德数（Sh），并采用这些无量纲参数发展了两种新的传质关系式来预测稳态阶段的传质效率和持续时间。结合CT扫描、压汞测试与实验结果分析，作者认为瞬态阶段的NAPL-g相间传质行为差异是由于NAPL在水膜上的铺展和NAPL-g相界面上蒸发这两种机制的相互竞争造成不同的界面面积变化趋势，并利用两种不同的数学模型描述了这些过程。上述研究发现为热强化NAPL-气体相间传质研究提供了系统而深刻的见解，并有望应用于石化污染场地修复过程模型研究和场地应用中。
郑艳梅副教授和李清彪教授为该文章的共同通讯作者，第一作者为博士生刘晓彬，厦门大学嘉庚学院李恒副教授，我院博士生张维、硕士生吴建飞、吴文杰参与了部分研究工作。该工作得到国家重点研发计划(2019YFC1805801)和国家自然科学基金(22176158)的资助。
论文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009250922008557
图文来源：https://chem.xmu.edu.cn/info/1274/17124.htm