光电子协同微生物介导的重金属离子还原与电子转移机理

来源：化学进展杂志2017年第12期北京时间：

作者：刘明学, 董发勤, 聂小琴, 丁聪聪, 何辉超, 杨刚

单位：1. 西南科技大学生命科学与工程学院 绵阳 621010;<br />\r\n2. 固体废物处理与资源化教育部重点实验室 绵阳 621010;<br />\r\n3. 核废物与环境安全国防重点学科实验室 绵阳 621010

摘要：重金属污染是一个亟待解决的环境和社会问题。重金属元素在自然界常会形成各种价态的矿物，具有不同的理化性质，对重金属污染治理具有重要的参考意义。重金属离子价态的改变可通过微生物、电极电子及半导体矿物光电子传递与吸收实现。本文分析了微生物及其电化学系统、半导体矿物光电子与光电子协同作用对重金属离子的还原作用，从氧化还原电势角度分析了微生物及其电化学系统与光电子对重金属离子的还原机理。重点从微生物跨膜电子传递过程及分子网络角度阐述了微生物还原变价重金属离子的直接/间接电子传递途径、从微生物向电极的正/逆向电子传递与吸收利用角度揭示了微生物电化学系统与光电子协同微生物对重金属离子价态调控的机制。最后，提出了微生物、电极、半导体矿物与光在重金属价态调控中的作用网络与能量利用途径。可为进一步研究微生物胞外电子传递及微生物光电子利用与光电子协同微生物调控重金属离子价态及其环境治理提供参考。

关键词：重金属离子,价态调控,光电子,电子转移,微生物电化学系统

基金资助：国家重点基础研究发展计划（973）（No.2014CB846003）和国家自然科学基金项目（No.41272371，41572035，41502316）资助