内分泌干扰物 (EDCs) 被广泛认为是全球水生环境中关键的新兴污染物,其普遍分布对生态系统结构和功能构成重大威胁 (Xiao et al., 2023)。作为代表性的 EDC,双酚 A (BPA) 广泛用于聚碳酸酯生产、环氧树脂合成和热敏纸制造 (Wang et al., 2025a)。传统途径包括工业排放和聚碳酸酯产品浸出,将 BPA 释放到水体中,导致该污染物在全球地表水和市政污水中反复出现 (Im and L?ffler, 2016; Xiao et al., 2025b)。近年来,快递和外卖行业的繁荣推动了热敏纸消费的爆炸式增长,商用热敏纸平均含有 13.3 mg/g 的 BPA (Biedermann et al., 2010;Wang et al., 2026b)。含热敏纸的废包装不当处置使得 BPA 通过垃圾填埋场浸出液渗透和自然风化持续释放到水生环境中,使其成为水生 BPA 污染的相当大来源 (Biedermann et al., 2010; Geens et al., 2011)。值得注意的是,BPA 即使在痕量环境浓度下也能干扰内分泌功能,并被许多国家列为优先污染物 (Grace et al., 2025; Vandenberg et al., 2012)。因此,开发从复杂水基质中去除 BPA 的抗干扰技术是环境修复的迫切需求。
可见光光催化由于其温和的操作条件、低能耗和太阳能利用潜力,已被广泛用于有机污染物修复 (Wang et al., 2026a; Wang et al., 2025c)。许多异质结,特别是基于石墨相氮化碳和含铋材料的那些,已被报道具有令人印象深刻的降解效率 (An et al., 2025; Cui et al., 2021; khan et al., 2025; Ma et al., 2025)。然而,对文献的仔细审查揭示了一种持续的模式。绝大多数这些研究都是在去离子水或仅含单一目标污染物的简单模拟溶液中进行。例如,一些研究报告了基于 g-C3N4 的光催化剂在纯水中实现完全 BPA 去除,但并未测试任何真实水基质 (Xu et al., 2022; Zhang et al., 2022; Zhang et al., 2024)。其他研究构建了在实验室水中具有优异动力学的 Z 型系统,但未评估共存阴离子或腐amic 酸存在下的性能 (Lin et al., 2025b; Xie et al., 2023)。即使偶尔检查真实水基质,通常也只是单一类型,如自来水或河水,表征很少。一个典型的观察是,在当地自来水中测试的光催化剂显示活性适度下降,但更具挑战性的特定来源浸出液未被研究 (Xin et al., 2025; You et al., 2023)。热敏纸浸出液是此类复杂基质的典型例子。这里的 BPA 与显色剂和染料等共浸出有机添加剂共存,但很少有光催化研究解决了这种现实的污染场景。因此,理想化水系统中的实验室发现与处理真实废流所需的性能之间仍存在相当大的差距。
一个相关但独特的局限性是,大多数研究以液相色谱或质谱测定的母体化合物消失作为结论,通常声称有效去除或解毒而没有任何生物学验证。部分降解可能产生比原始污染物更持久或毒性更大的转化产物,特别是对于像 BPA 这样的 EDC (Fan et al., 2026; Ma et al., 2024)。据报道,可以使用某些光催化剂实现完全 BPA 去除,但随后的体外试验发现处理后的溶液由于羟基化副产物的形成而保留了雌激素活性 (Lin et al., 2020)。尽管如此,较高级的生态毒性评估,如脊椎动物胚胎试验,在光催化研究中仍然极其罕见。少数研究使用斑马鱼胚胎评估 BPA 光降解中间体的毒性,但那些研究仅限于模拟水基质而没有现实世界的复杂性 (Gao et al., 2024; Zhou et al., 2025)。因此,化学去除与实际生态安全之间的联系在很大程度上仍未得到验证,这限制了许多以材料为重点的研究的实际相关性。
鉴于这些观察,本工作使用热敏纸浸出液作为案例研究,调查光催化在更现实的水条件下的表现。制备了一种碘化物介导的 Z 型 g-C3N4/BiOIO3 异质结,不仅在多种真实水体(河流、湖泊、自来水和雨水)中,还在使用实际雨水和湖水制备的热敏纸浸出液中进行了系统评估。除了化学降解动力学外,还使用斑马鱼胚胎发育毒性试验评估了处理后浸出液的生态安全性。还构建了连续流反应器以探索基本的工程可行性。本研究提供了一个在现实的特定来源浸出液中评估化学去除和生态安全的例子。结果表明,在这种复杂条件下可以实现完全 BPA 降解和显著毒性降低,表明结合化学和生物终点评估对于评估现实水基质中的光催化可能很有价值。