近年来的研究表明,氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)可以作为一种高效的吸附剂用于去除水中的重金属离子。存在于GO表面的大量含氧功能团,在保证了其较好亲水性的同时,也提供与重金属离子表面络合的点位,但含氧基在厌氧环境中存在脱氧还原的可能。针对GO表面吸附态重金属进入实际环境后的稳定性问题,本论文采用腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens,S.p)构建生源还原条件,考察了在GO参与下S.p与As(V)之间的相互作用。本论文的主要研究结论如下:(1)GO反应前后形态的表征通过XRD、Raman、FTIR、XPS对反应后的GO结构进行表征,表明GO能够被S.p还原转化成生物还原氧化石墨烯(MRG),其表面存在一定数量的含氧官能团。SEM图像观察显示,伴随GO被还原,S.p与GO能够形成小块的团聚物,表明MRG的亲水分散性下降,同时形成的MRG具有连续而均匀的形貌特征,边缘褶皱明显。(2)石墨烯对S.p还原As(Ⅴ)的影响通过化学还原的方法将GO转化为还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO),在S.p还原As(Ⅴ)的体系中添加不同种类的石墨烯后,发现GO和rGO均能够提高S.p对As(Ⅴ)的还原速率。在GO或rGO的浓度为50mg/L的条件下,当As(Ⅴ)的浓度由20μg/L提高到200μg/L时,S.p对As(Ⅴ)的还原速率并没有得到明显的提高,可能是由于细菌的密度较大,而200μg/L浓度的As(Ⅴ)对细菌仍然表现出相对不足,因此还原速率主要取决与电子传递的速率,而与As(Ⅴ)的浓度无关。(3)GO协同S.p还原砷的机制探究在添加了GO的S.p培养体系中,通过循环伏安法测试得到的CV曲线,其环绕面积远大于不加入GO的体系,说明通过S.p呼吸驱动催化还原GO得到的MRG具有良好的电子传导能力,可以促进微生物与电极间的电子传导。通过以不同的扫描速率对S.p/GO和S.p体系进行扫描,发现在纯S.p体系中,不同扫描速率下的氧化还原峰电流与扫描速率(或平方根)呈正比关系,表明S.p体系中电子传导方式为直接传导和间接传导;在S.p/GO体系中,一直未观察到氧化还原峰,表明电子传导方式可能是以色素C蛋白参与的直接传导方式为主。通过对S.p/GO体系施加+0.2V的电势后,在过高的正极化作用下,会使得细菌胞外用于电子转移的色素C蛋白被氧化,从而影响电子传导到电子受体上的过程,导致S.p对As(Ⅴ)的还原速率也下降。