铁锰代谢菌所具有的氧化还原驱动力是其被应用于环境领域的基础,虽然已有一些关于铁锰代谢菌在环境领域应用的报道,但是对其在有微量元素成矿机制、元素循环与污染物降解中作用的认识尚不够清晰。本论文主要探索几种模式铁锰代谢菌在微量元素成矿、材料生物合成以及污染物降解中的作用。论文的主要内容和结果如下:1.以环境中含量较高且广受关注的Se作为微量元素代表、水合氧化铁作为自然界中广泛存在的铁矿物代表,以铁锰还原菌Geobacter sulfurreducens为对象,开展了铁锰还原菌介导的微量元素成矿试验。通过一系列固相表面的表征,证明了 Geobacter可以实现水合铁与Se032-的共还原,且在较长的时间尺度下（120天）能够在HFO表面形成FeSe复合物。此外,还证明了Geobactr的铁还原过程受电子供体种类和电子穿梭体存在与否的影响,发现以氢气作为电子供体能够加快铁还原速率但是降低细菌活性,电子穿梭体的加入则能够显著加快铁的还原速率,弥补了乙酸钠作为电子供体相对于氢气的不足。2.以铁锰还原菌ShewanellaoneidensisMR-1的胞外还原能力为基础,充分发挥其能够利用多种电子供体的优势,胞外合成纳米材料。将S2O32-作为S源还原生成S2-,后与Cu2+结合合成了 CuS纳米颗粒;通过投加原料比的调控,显著简化了纳米材料的分离纯化步骤,得到了尺寸均一、小粒径、高分散的CuS纳米颗粒;通过对CuS纳米颗粒光热性能的检测表明,该生物合成颗粒具有优于贵金属的光热转化效率,且拥有优异的循环稳定性;利用人肺癌细胞A594R的体外实验则显示出S.oneidensis MR-1生物合成的CuS纳米颗粒能够在不损伤正常组织细胞的情况下高效杀死癌细胞。3.以锰氧化物氧化分解环丙沙星（CIP）为切入点,构建了生物强化的污染物化学降解系统。利用PseudomonasputidaMnB-1氧化Mn²⁺形成MnO₂的能力,通过投加Mn²⁺获得高反应活性的MnO₂颗粒,从而完成环丙沙星的高效降解;观察到MnO₂的存在使细菌保持活性,实现将环丙沙星还原的MnO₂的再次氧化,从而构成了锰元素的微生物循环,进而实现了环丙沙星的非生物降解;Mn（Ⅲ）络合剂的加入导致环丙沙星降解速率的降低,从而证明Mn（Ⅲ）在这该循环反应中所起的促进作用。