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溶解性有机质（Dissolved organic matter,DOM）广泛存在于生态系统中,是控制铁氧化物和重金属生物地球化学行为的重要因素之一,其分子结构和特性会直接影响重金属的迁移转化。先前的研究开展了大量有关“DOM-重金属”,“DOM-铁氧化物”两者之间相互作用的工作。但是,从水位条件、分子量水平、Fe（Ⅱ）含量以及微生物作用等方面研究“DOM-水铁矿-重金属”三元体系中,重金属的迁移转化机理鲜有报道。因此,本论文通过室外模拟试验,探究了DOM在不同水位条件下调控重金属生物有效性的微生物作用机制;并采用超滤技术对DOM进行分子量分级,讨论了分子水平下DOM对铁氧化物吸附属性以及电子转移能力（ETC）的影响;同时,以芳香程度高,分子量较大的DOM模型物腐殖酸（HA）为研究对象,通过实验室合成水铁矿（Fh）-HA共沉淀,研究了Fe（Ⅱ）离子非生物催化Fh转化过程对吸附的铜（Cu）的环境行为影响机理以及共沉淀中的碳（C）释放以及再分配的动力学过程;通过电化学方法分析了HA在Fh-HA-铬（Cr）共沉淀体系的电子穿梭机制,采用XPS、TEM表征揭示了微生物存在下,共沉淀体系中Cr的迁移转化过程的微观作用机制。本论文的主要研究结果如下:（1）室外盆栽试验结果表明,随着培养时间的延长,在淹水条件下添加HA后,p H和Eh变化的幅度最大,p H从5.5提高至6.4,而Eh从95.8降低到31.6 m V。尽管种植苔草在Cu和Pb胁迫下改善了土壤质量,但湿润条件下,HA降低了Pb的迁移性,而其他条件HA的应用均增加了重金属的生物有效性。然而,由于DOM的影响,土壤中过氧化氢酶（CAT）和脲酶（URE）的活性显著增强,至培养结束时,湿润和淹水条件下,添加HA使CAT活性分别提高了2.60倍和2.39倍,并且使URE活性增加了68.63%和59.69%。与淹水条件相比,在湿润条件下增加更多,并且在叶绿素的结果中也发现了类似的现象。此外,HA的加入可以改善微生物群落的丰度和多样性。根据RDA分析结果表明,在Cu和Pb共污染的土壤中,土壤有效态Cu（DTPA-Cu）、p H和淹水条件可能显著影响微生物组成和结构。（2）DOM对铁氧化物的吸附亲和力及电子转移能力的影响试验表明,富氧且芳香度高的高分子量DOM（H-DOM）对Fe矿物表现出更强的吸附亲和力,尤其是结晶性较差的水铁矿,这种亲和力会随着DOM分子量的降低而减弱。XPS和FTIR结果表明,Fe氧化物优先吸附DOM上的C-O键,O-C=O键以及富氧官能团（如酚羟基以及芳香酮类物质）。还原试验中,H-DOM极大地增强了微生物介导Fe还原的作用效果。另外,DOM的ETC在很大程度上取决于分子量,其中H-DOM在铁还原中的ETC为27.98μmol（g C）-1是L-DOM的3.4倍。并且,DOM对微生物铁还原的效率是由DOM的ETC决定的。（3）转化试验表明,Fe（II）催化下,Fh会转化为更加稳定的赤铁矿和针铁矿,而HA的加入会抑制Fh的转化,抑制作用随着Fh-HA共沉淀中的OC/Fe摩尔比的增加而增加。酸性条件下,Fe（II）离子催化Fh转化的过程中,吸附在矿物表面的Cu会重新释放到溶液中,由于Fh-HA共沉淀的比表面积（SSA）相对于纯Fh更低,导致了更多不稳定Cu的释放。在2.0 mmol/L Fe（II）存在下,Fh和Fh-HA体系中的溶液态Cu浓度从开始时的11.02-14.06到15.09-17.65 mg/L（增加了25.5%-36.9%）。此外,Fh-HA共沉淀中的有机碳在转化过程中发生了“释放-再吸附”的动力学过程。基于3D-EEMs-PARAFAC分析,释放的有机物主要为低分子量与环境中的生物活性关系密切的类腐殖酸物质。吸附在矿物表面的Cu在转化试验结束后主要以Fe-O-Cu的形式存在。（4）Shewanella putrefaciens介导的Fh-Cr和Fh-HA-Cr共沉淀体系的培养试验揭示了低p H,无菌条件以及纯Fh对共沉淀体系中的Cr的吸附效果最好,而中性环境,以及高含量的HA在Fh-HA共沉淀体系中主要通过微生物介导的氧化还原反应实现对Cr的解毒作用。高浓度的Fe（Ⅱ）离子,高OC/Fe比以及中性环境的组合下,共沉淀体系中Cr的迁移性最低。CA结果表明,外源HA可作为电子穿梭体促进酸性条件下Fh-Cr和Fh-HA-Cr矿物表面的电子转移作用,可提供22.12±1.86和15.81±2.68μmol（g C）-1的ETC。另外,培养过程中,酸性条件下,无菌环境和Fe（Ⅱ）离子有利于Fh向更稳定的次生矿物转变（磁赤铁矿和赤铁矿）。无菌条件下,培养结束后的Fh-HA-Cr共沉淀会形成大型聚合体的纳米颗粒,但Cr未进入结构中,因而导致了更多Cr解吸出来。S.putrefaciens存在下,共沉淀形成松散的小型颗粒物,Cr进入到了结构中,因此导致高OC/Fe的Fh-HA-Cr共沉淀体系中的Cr不易被解吸。综上,本论文以室外培养试验为宏观基础,明确了DOM对重金属和微生物的调控机制;对DOM进行分级,讨论了分子量水平下,DOM对铁氧化物的吸附属性和电子转移机制;同时构建了“DOM-水铁矿-重金属”三元体系,研究了Fh-HA-Cu共沉淀体系中,Fe（Ⅱ）催化水铁矿非生物转化下,Cu迁移转化机制和C释放的荧光特性及动力学过程;厘清了异化还原菌（S.putrefaciens）介导下,Fh-HA-Cr共沉淀体系中Cr的去除路径和微观作用机制,论文结果有助于理解湿地土壤重金属的生物地球化学过程,可为固化/稳定化以及植物修复技术控制湿地土壤重金属污染提供了理论依据。