第八届青年地学论坛

       土壤矿物和微生物之间的相互作用会影响次生矿物的形成转化、微生物的生长代谢以及污染物的环境行为。光照下，赤铁矿的粒径如何影响其与异化金属金属还原菌的相互作用和Cr(VI)的还原尚不清楚。本研究选取了可见光作为光源，研究了光照和赤铁矿粒径对希瓦氏菌（Shewanella oneidensis MR-1）胞外电子传递和重金属还原过程的影响。结果表明，尺寸较小（80 nm）的赤铁矿对希瓦氏菌还原Cr(VI)起到促进作用，而尺寸较大（1 μm）的赤铁矿起到了抑制作用。在可见光照射下，赤铁矿介导的Cr(VI)生物还原率比黑暗条件下提高了3.4倍，比使用希瓦氏菌还原提高了4.4倍。在光照下，增加赤铁矿的粒径（从10 nm增至80 nm）显著降低了Cr(VI)的还原速率。赤铁矿颗粒和希瓦氏菌细胞自发聚集，进而形成较大的聚集体。在聚集体内部，希瓦氏菌通过纳米导线和细胞膜上的c-细胞色素蛋白自发地与赤铁矿建立了导电网络，并且完成了长距离的电子传递。光照下，微生物胞外电子迁移到赤铁矿价带空穴，抑制光生电子-空穴复合，从而促进光电子还原Cr(VI)，该协同效应受矿物粒径影响。这一发现可为深入理解光照和粒径效应对土壤矿物与微生物的相互作用和电子传递的影响提供科学依据。

Cr(VI)还原；赤铁矿；希瓦氏菌；电子传递