土壤中低滲透孔道中物質傳輸受限，成為土壤污染修復的關鍵瓶頸。電動傳輸可提高低滲透土壤污染物和降解菌的可達性，熱效應提高污染物降解菌的遷移活性，兩者結合預期可實現土壤物質的精準靶向傳輸，但其傳輸和耦合熱場作用的機制尚不明晰。闡明低滲透土壤中熱耦合電動力傳輸的機制，對土壤有機污染的低碳高效微生物修復具有重要意義。
針對熱耦合電動力在納米孔道內的污染物傳輸機制不清的問題，中國科學院生態環境研究中心焦文濤研究組與德國亥姆霍茲環境研究中心Lukas Y. Wick 教授合作，以SEM-EDS和BET孔道占用從微觀角度揭示了熱耦合電動力驅動新污染物PFOA在難到達的2-10nm吸附位點的顆粒內擴散的機理；熱效應通過粘滯性強化電滲微流是其主要的耦合作用機制。
針對熱耦合電動力在微米孔道內的降解菌傳輸機制不明的問題，以流式細胞儀和石英晶體微天平量化表征了熱耦合電動力降低細菌吸附剛性，從而強化了降解菌的遷移達3.5倍；熱效應通過調控固液介質理化性質強化電泳克服DLVO吸附力，是熱-電動力耦合的主要機理；相關性矩陣熱圖分析表明，粘滯系數、介電常數、zeta點位是熱強化電動力的主控因子。
熱耦合電動力傳輸污染物(A)和降解菌(B)的物理機制
相關研究成果發表在Environmental Science & Technology (Shan et al., 2024, 2025)和Journal of Environmental Sciences （Shan et al., 2023）。單永平助理研究員為論文第一作者，焦文濤研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金（42277011 & 42077126）、博士后面上、特別資助（2022M713300、2023T160667）等項目的資助。
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c10590
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c07954
https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1001074223004722
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