纳米零价铁（nZVI）在砷铬污染水体修复方面具有良好的应用前景，但由于其粒径小、容易聚集导致反应活性降低，在实际应用中受到限制。生物质炭（BC）环境友好，拥有高比表面积及丰富的官能团，是基质材料的良好选择，但其对nZVI促进作用的机理尚不清楚。此外，nZVI的反应活性也易受其表面产生的氧化层影响。如何抑制其表面氧化层的产生，提高nZVI的反应活性也是当前亟待解决的技术难题。基于此，本研究以不同温度热解的生物质炭为基质材料，通过负载不同比例纳米零价铁（nZVI/BC），考察nZVI和BC之间的相互作用，揭示生物质炭对促进nZVI固定重金属的关键作用因子；进一步以希瓦氏MR-1为模式菌，研究耦合失活nZVI/BC促进Cr(VI)吸附还原的协同作用及主要影响因素，最终阐明其作用机制。主要研究结果如下：
　　BC、nZVI投加量分别为0.4g/L、0.1g/L，60min内对初始浓度为41.83mg/L的As(III)去除率分别为0.02%、79.31%，相对于BC和nZVI单一组分，nZVI/BC在有氧条件下对As(III)的吸附氧化具有显著的协同效应，并随着BC热解温度的升高呈现出先增大后减少的趋势，在500℃时达到最大，为92.9%。不同nZVI负载量的nZVI/BC500对As(III)的吸附和氧化无差异，因此分散性不是导致nZVI/BC协同作用的原因。pH通过影响本体系中As(III)的吸附和As(V)的生成，进而共同影响As(III)的去除率，在中性条件优于酸性和碱性条件。超氧自由基是本体系中As(III)氧化的关键活性物种，结合傅里叶变换衰减全反射红外光谱，得出BC和nZVI协同作用的机理：nZVI腐蚀产生的电子转移到生物质炭上，促进醌和氢醌电子交换，产生大量半醌自由基，提高超氧自由基的生成从而促进As(III)氧化成As(V)，提高As(III)的去除率。
　　厌氧条件下，老化nZVI/BC500耦合希瓦氏MR-1促进了体系中Cr(VI)的吸附与还原。初始Cr(VI)浓度越低，协同作用越显著，Cr(VI)浓度为12mg/L时，耦合体系中Cr(VI)的去除率为62.7%，分别是老化nZVI/BC500和MR-1单独体系的7.1和1.4倍。耦合体系去除Cr(VI)的协同作用在pH=7时最明显，而pH=9时较弱，在pH=5时无明显协同作用，且随着MR-1接种量的增加协同效果相应增大。耦合体系协同促进Cr(VI)吸附还原过程包括：1）乳酸钠作为电子供体，供希瓦氏MR-1生长代谢的同时向其传递电子，BC500作为胞外电子穿梭体促进电子从MR-1向老化nZVI的传递，老化nZVI表面的Fe(III)被还原为Fe(II)，进一步还原去除Cr(VI)；2）MR-1诱导老化nZVI表面产生纤铁矿等活性矿物，为Cr(VI)的吸附还原提供更多活性位点，促进Cr(VI)的去除。