综述：零价铁与微生物协同增强氯酚类污染物生物修复的研究进展

（编辑推荐）本综述系统探讨了零价铁（ZVI）与微生物协同降解氯酚类污染物（CPs）的机制与应用，揭示了ZVI通过促进电子传递、改变微生物群落结构及缓解毒性等途径强化生物修复的潜力，为土壤和地下水污染治理提供了创新思路。

　　

Abstract

氯酚类化合物（CPs）作为典型持久性有机污染物，因高毒性、难降解性及潜在致癌风险对生态环境构成严重威胁。零价铁（ZVI）虽能有效还原CPs，但其应用受限于表面钝化、非靶标竞争及迁移性差等问题。而微生物虽具备降解潜力，却因CPs毒性及功能酶缺乏导致效率低下。近年来，ZVI-微生物耦合体系通过协同作用突破单一技术瓶颈：ZVI腐蚀产生的Fe²⁺和H₂为微生物提供电子供体，同时调控脱氯酶活性；微生物代谢则缓解ZVI钝化，形成可持续降解循环。

电子传递增强机制

ZVI作为电子供体直接参与CPs脱氯反应，其腐蚀产物Fe²⁺可激活细胞色素c等氧化还原蛋白。研究表明，Geobacteraceae等电活性菌通过纳米导线捕获ZVI释放的电子，使2,4-二氯苯酚降解效率提升3.8倍。

微生物群落重构效应

ZVI添加显著富集Dehalococcoides等专性脱氯菌，同时促进Pseudomonas等共代谢菌生长。高通量测序显示，ZVI使β-变形菌纲相对丰度增加47%，其分泌的胞外聚合物（EPS）进一步保护ZVI免受钝化。

毒性缓解与路径优化

ZVI通过吸附和还原降低CPs对微生物的初始毒性，而微生物分泌的谷胱甘肽（GSH）可中和反应生成的自由基。耦合体系下，4-氯酚的半衰期从72小时缩短至9小时。

应用挑战与展望

当前研究多局限于实验室模拟，实际环境中铁矿物竞争、ZVI剂量优化（推荐0.1-1.0 g/L）及长效监测仍需深入。未来需结合宏基因组学解析自然系统中的微生物互作网络，推动技术工程化应用。