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希瓦氏菌（Shewanella）作为一种典型的产电微生物,可以代谢乳酸等底物产生电子,通过不同电子传递通路在胞内或胞外还原有机物、金属氧化物等污染物。揭示Shewanella胞内或胞外还原不同结构有机物的电子传递通路及差异原因,对调控微生物降解有机物具有重要的指导意义。作者选取了13种硝基苯类化合物（Nitroaromatic compounds,NACs）,在探明Shewanella oneidensis MR-1转化NACs的电子传递路径基础上,通过添加生物炭强化S.oneidensis MR-1的电子传递过程,并研究生物炭强化NACs还原转化的机制,取得了以下有价值的信息:（1）发现分子量、范德华体积和log Kow可能是决定S.oneidensis MR-1在胞内或胞外还原转化NACs的重要因素,其中范德华体积是最主要因素（p<0.01）。对所测试13种NACs,范德华体积≥16.41的2-硝基联苯、2,2‘-二硝基联苯和2,5-二叔丁基硝基苯仅依赖Mtr（金属还原通路）跨膜电子传递通路在胞外被还原;而范德华体积≤15.60的硝基苯和2,4-二硝基甲苯等其他NACs可部分进入胞内,还原过程由Mtr电子传递通路和胞质中Nfn B蛋白（Ⅰ型硝基还原酶）共同介导。（2）阐明了生物炭强化S.oneidensis MR-1还原不同相态硝基苯的机制。分配于溶解相和吸附相中的硝基苯可同时被S.oneidensis MR-1还原,两相反应组成了平行反应体系。溶解相和吸附相硝基苯的还原分别为准一级和零级反应动力学过程,还原速率分别≥0.055 h-1和≥0.003 m M?h-1。硝酸氧化改性提高了生物炭中蒽醌类结构含量,从而使硝基苯的还原速率提高4.2倍;而提高热解温度增加了生物炭中芳环结构含量,使硝基苯的还原速率提高1.4倍,证明蒽醌和芳环结构是生物炭强化S.oneidensis MR-1还原两相硝基苯的主要结构基础。（3）在S.oneidensis MR-1胞外还原非水相2,2‘-二硝基联苯的过程中,生物炭的添加使还原速率提高了50%以上;并且热解温度越高,生物炭的强化活性越强。高的电容活性是生物炭促进S.oneidensis MR-1还原转化非水相的2,2‘-二硝基联苯的主要原因。