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微生物在一定环境条件下分泌的胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,EPS）,是包被在细菌表面和位于细菌群体间的一种三维胶状高分子聚合物,对细菌的理化性质,污染物迁移,生物成矿等方面有着重要的作用,同时也影响到细菌和矿物间的相互作用。本文以去除EPS前后的奥奈达希瓦氏菌（Shewanella oneidensis MR-1）为供试细菌,应用酸碱滴定、表面电荷分析和接触角测定比较了去除EPS前后细菌的差异,研究了它们与典型土壤矿物（高岭石、蒙脱石、针铁矿）形成复合体的理化性质和结构特征。此外借助还原动力学实验、死活染色实验、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、三维荧光光谱（3D-EEM）和X-射线光电子能谱（XPS）等技术比较了去除EPS前后细菌及其与矿物复合体对Cr（Ⅵ）还原的差异,探讨了胞外聚合物（EPS）对希瓦氏菌-矿物还原Cr（Ⅵ）的影响机制,主要获得以下结果:1.查明了细胞表面的EPS对希瓦氏菌表面性质的影响。去除EPS后的希瓦氏菌表面负电荷减少、疏水性降低、表面位点浓度减小且主要体现在羧基和羟基的位点浓度减少,但其表面官能团类型未发生变化,羧基、磷酸基及羟基是去除EPS前后希瓦氏菌表面的三种主要官能团。2.明确了EPS对希瓦氏菌还原Cr（Ⅵ）的作用。对不同浓度Cr（Ⅵ）的还原过程中,去除EPS的希瓦氏菌对Cr（Ⅵ）的还原速率和还原量均低于未去除EPS的希瓦氏菌,表明EPS有利于希瓦氏菌对Cr（Ⅵ）的还原。ITC结果表明,去除EPS前后希瓦氏菌在还原Cr（Ⅵ）过程中均为放热反应,但有EPS存在的还原反应在热力学上更有利于进行。死活染色实验结果显示去除EPS的希瓦氏菌活菌比例低于未去除EPS的希瓦氏菌,说明EPS降低了Cr（Ⅵ）对细菌的毒性。3.阐明了EPS对希瓦氏菌还原Cr（Ⅵ）的影响机制。紫外/可见吸收光谱和XPS分析结果显示,EPS中的外膜c-型细胞色素可作为Cr（Ⅵ）还原的末端还原酶,以及糖类的半缩醛基团可作为Cr（Ⅵ）还原的还原剂且被氧化为羧酸盐;通过荧光光谱分析发现,色氨酸类和芳香类蛋白质是EPS的主要荧光组分,且荧光强度的减弱,表明类蛋白质参与了Cr（Ⅵ）的还原过程,进一步促进了希瓦氏菌对Cr（Ⅵ）的还原。4.明确了EPS对希瓦氏菌-矿物复合体还原Cr（Ⅵ）的作用。代谢热活性分析表明,细菌表面EPS的去除会抑制希瓦氏菌-高岭石/针铁矿复合体系中细菌的活性,但增强了希瓦氏菌-蒙脱石复合体中细菌的活性。还原动力学结果显示,未去除EPS的希瓦氏菌-高岭石/针铁矿二元复合体对Cr（Ⅵ）的还原率均大于去除EPS的希瓦氏菌-高岭石/针铁矿二元复合体,表明细菌表面的EPS通过增强细菌活性可促进希瓦氏菌-高岭石/针铁矿二元复合体对Cr（Ⅵ）的还原,而细菌表面的EPS却抑制了希瓦氏菌-蒙脱石复合体对Cr（Ⅵ）的还原。5.EPS不仅可以有效地还原Cr（Ⅵ）,而且也影响着希瓦氏菌及希瓦氏菌-矿物复合体还原Cr（Ⅵ）的终产物。有EPS存在时,还原产物主要以Cr2O3、CrPO4的形式结合在希瓦氏菌及复合体表面,去除EPS后,还原产物主要以CrPO4的形式结合在复合体表面。