综述：土壤和沉积物中壬基酚修复的最新进展：未来研究的机遇与方向

这篇综述系统总结了壬基酚（NP）在土壤和沉积物中的环境行为与修复技术进展，重点探讨了物理化学修复（如生物炭吸附、高级氧化工艺AOPs）、微生物修复（如鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas spp.）及植物修复等策略的优劣，并指出未来需关注异构体特异性降解机制、厌氧高效降解菌筛选及多技术联用等方向。

　　

引言

烷基酚聚氧乙烯醚（AP_xEOs）是全球第二大非离子表面活性剂，其代谢产物壬基酚（NP）因强内分泌干扰性和环境持久性被联合国环境规划署列为优先污染物。NP在土壤中主要通过吸附-解吸、迁移和生物降解等过程影响生态系统，其中4-NP因苯环对位取代结构成为主要环境异构体。

研究概况

文献计量分析显示，NP研究聚焦三大主题：毒性效应（如氧化应激、雌激素活性）、环境行为（吸附、迁移）及修复技术（降解、生物修复）。自1984年Giger等发现NPEOs厌氧降解产生NP以来，研究逐步从毒性机制转向修复技术开发，2010年后AOPs和微生物修复成为热点。

环境行为

降解特性：NP在好氧条件下半衰期（DT₅₀）为0.9–13.2天，而厌氧环境中几乎不降解。长支链异构体4-NP₁₁₁的DT₅₀达16.1天，显著高于短链异构体（如4-NP₁为1.4天）。施肥和污泥添加会延长NP残留，而堆肥和表面活性剂可加速降解。

吸附与迁移：NP在南京黄棕壤中的分配系数（K_d）为18.89–69.92 L/kg，主要通过π-π作用和疏水力吸附于土壤有机质（SOM）。磁还原氧化石墨烯（MrGO）对4-NP的最大吸附量达989.7 mg/g（pH=7）。

生物有效性：土壤中61–90%的NP以结合残留态存在，其中腐殖质结合占比60%。蚯蚓活动会减少结合残留，而堆肥促进其形成。

修复技术

物理化学修复：

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  吸附：稻壳生物炭（0.005 g）使50 mg/L NP的降解率提升125%。

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  AOPs：氮硫双掺杂石墨烯（N,S-rGO）活化过硫酸盐（PS）可实现100%土壤NP降解，生物炭基AOPs（如Fe₃O₄-BB-PS）对沉积物的去除率达85%。

微生物修复：

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  细菌：鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas sp.）和假单胞菌（Pseudomonas putida）对1000 mg/kg NP的降解率分别为62%和94%。

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  真菌：简青霉（Penicillium simplicissimum）14天内完全降解20 mg/L NP，其通过烷基链氧化途径矿化污染物。

联合修复：堆肥耦合白腐真菌（Phanerochaete chrysosporium）使NP半衰期缩短至2.079天，硒（Se）添加进一步提升植物-微生物体系的修复效率19.9%。

挑战与展望

未来需突破三大方向：1）开发厌氧高效降解菌（如硫酸盐还原菌）；2）解析异构体特异性降解机制（如t-NP的立体位阻效应）；3）构建生物炭-微生物-化学氧化的联用体系。通过跨学科协作推动NP修复技术的规模化应用，将为全球污染治理提供新范式。