综述：饱和与非饱和多孔介质中病毒归趋与迁移路径的系统评述

《Environmental Research》：Fate and Transport of Viruses in the Subsurface Environment: A Systematic Review of Pollution Pathways in Saturated and Unsaturated Porous Media

本综述系统梳理了2015-2025年间病毒在饱和/非饱和多孔介质中的迁移机制与存活规律，揭示温度、pH值、离子强度等关键环境参数通过吸附-解吸、空气-水界面效应等物理化学过程（如DLVO理论）调控病毒迁移能力，指出生物膜形成与病毒聚集可显著增强其环境持久性，为地下水病毒污染风险评估与防控策略优化提供重要科学依据。

　　

文献检索策略

本综述严格遵循系统评价与Meta分析优先报告项目（PRISMA）指南，于2025年5月19-20日系统检索Scopus和Web of Science数据库，并于6月14日更新。通过组合关键词策略筛选标题、摘要及全文，聚焦病毒在多孔介质中迁移转化的核心研究。

病毒在地下水中的迁移

地下水病毒污染主要源于未经处理或部分处理的废水及污泥（如化粪池系统）的 intentional 或 unintentional 排放。土壤虽能有效去除磷和细菌，但病毒在化粪池中难以充分灭活，可长期存活并穿透包气带进入含水层。在饱和多孔介质（固液两相连续流）中，病毒随水流加速迁移，过滤作用减弱；而非饱和介质（固-液-气三相共存）则通过空气-水界面、毛细作用及矿物表面吸附等复杂相互作用限制病毒移动。病毒吸附动力学遵循非平衡模型，离子交换机制调控其跨界面迁移，其中空气-液界面吸附强度显著高于液-固界面，这与静电双电层相互作用和范德华力密切相关。

病毒存活的关键影响因素

病毒在环境中的持久性取决于其生物学特性与环境因子的协同作用。无包膜病毒（如甲型肝炎病毒）因结构稳定性高，对不利环境抵抗力更强；而病毒表面电荷、等电点变化及配体结合能力直接影响其与细胞膜或环境介质的相互作用。生物膜作为病毒保护屏障，可通过群体感应、营养胁迫等机制增强病毒吸附（如轮状病毒在Pseudomonas fluorescens存在下吸附能力提升7000倍）。环境参数中，低温（<20°C）、近中性pH（6-8）及适宜湿度可显著延长病毒存活时间，高温则加速灭活。水力条件（如滞留时间、流速）与溶液化学性质（离子强度、pH）共同调控病毒通过吸附-解吸、对流-弥散等过程的迁移潜力。

病毒的环境生态效应

除作为病原体传播外，病毒在地下环境中可能参与元素循环过程。病毒裂解宿主细胞释放有机质和营养盐，通过携带辅助代谢基因（AMGs）调控微生物代谢功能，进而影响碳氮磷等生源要素的生物地球化学循环。这一生态功能将病毒活动与生态系统功能联系起来，拓展了病毒环境行为的认知维度。

结论与展望

本综述系统集成了病毒在多孔介质中迁移存活机制的研究进展，指出未来需发展整合病毒-介质特异性相互作用的预测模型，并关注病毒在地下水生态过程中的双重角色（污染源与生态驱动因子）。针对监测技术短板，建议研发原位快速检测方法与靶向灭活技术，为地下水安全管理提供理论支撑。