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铁氧化物、细菌和腐殖酸是土壤的重要活性组分，它们控制着土壤中养分元素的吸收与利用、污染物的迁移与转化，也是土壤中重要的重金属离子“清除剂”。在土壤中，活性组分之间常常以复合体形式存在。本研究以水铁矿-细菌复合体为研究对象，采用等温吸附、X-射线吸收精细结构光谱(XAFS)、微区荧光光谱（μ-SRF）、等温滴定量热法(ITC)等技术分析Pb(Ⅱ)在水铁矿-细菌表面的分布规律及结合机制，并结合表面络合模型模拟Pb(Ⅱ)在水铁矿-细菌复合体表面的吸附行为，得到以下主要结论: 1.采用快速水解法合成了水铁矿样品，同时在细菌存在条件下合成了水铁矿-细菌复合体样品。XRD结果显示，合成的水铁矿及水铁矿-细菌复合体在d=1.5(A)和d=2.5(A)处产生两个宽峰，为2-线水铁矿;扫描电镜图显示，水铁矿包被在细菌表面，与细菌紧密结合;水铁矿-细菌复合体的红外图谱表明，水铁矿结构羟基发生了向高波数的偏移，表面羟基振动逐渐减弱。 2.利用电位滴定和等温吸附实验，通过建立表面络合模型预测Pb(Ⅱ)在细菌、水铁矿及其复合体表面的吸附行为。利用4-位点扩散双电层模型描述细菌表面的电位滴定曲线，其pK值分别为2.5、4.7、6.6、9.0，拟合得到枯草芽孢杆菌和粘质沙雷氏菌的四个位点密度依次为0.7366、0.4882、0.5732、0.4628 mmol/g干重;0.4524、0.4163、0.6421、0.7753mmol/g干重。Pb(Ⅱ)吸附实验表明，Pb(Ⅱ)吸附随pH的变化曲线呈“S”型，pH2.5～4.0时，Pb(Ⅱ)吸附平缓，pH4.0～6.0范围内，Pb(Ⅱ)吸附急剧增大，随后趋于平衡。表面络合模型拟合结果表明，Pb(Ⅱ)与水铁矿表面羟基、细菌表面羧基和磷酸基均发生1∶1的配位反应，且Pb(Ⅱ)与水铁矿表面羟基与结构羟基反应的络合常数分别为9.96和14.05，远高于细菌表面结合Pb(Ⅱ)的络合常数。线性叠加模型能够很好地描述水铁矿-细菌复合体对Pb(Ⅱ)的吸附行为，且在复合体中Pb(Ⅱ)主要与水铁矿结合。 3.通过微量热实验获得了枯草芽孢杆菌、粘质沙雷氏菌和水铁矿及细菌-水铁矿复合体吸附Pb(Ⅱ)的热力学信息。结果表明，枯草芽孢杆菌和粘质沙雷氏菌、水铁矿及其复合体吸附Pb(Ⅱ)的焓变为-9.17-59.87 kJ/mol，均为放热过程，水铁矿的焓变约为细菌的5倍;Pb(Ⅱ)与水铁矿-细菌复合体结合时，首先与水铁矿表面的高亲和力位点结合，后逐步与细菌表面位点结合;细菌、水铁矿及其复合体吸附Pb(Ⅱ)的熵变为41.13～193.47 J/mol/K，表明吸附过程是个熵增的过程，同时受到焓、熵双驱动。 4.利用微观光谱学技术揭示了Pb(Ⅱ)在细菌、水铁矿及其复合体表面的微观吸附机制。EXAFS结果表明，pH6.0时，Pb(Ⅱ)分别与细菌表面的羧基与磷酸基形成单齿内圈络合物，与水铁矿表面羟基络合生成双齿共边内圈络合物。基于水铁矿和细菌吸附Pb(Ⅱ)样品的EXAFS谱，水铁矿-细菌复合体EXAFS图谱的七空间线性叠加拟合，结果表明在水铁矿-细菌复合体中水铁矿对Pb(Ⅱ)的吸附起主要贡献。复合体比例（水铁矿与枯草芽孢杆菌质量比）为FhB_4∶1和FhB_1∶1的样品分别约有94.1％和74.6％的Pb(Ⅱ)与水铁矿表面结合，而复合体（水铁矿与粘质沙雷氏菌质量比）FhS_4∶1、FhS_1∶1中Pb(Ⅱ)与水铁矿结合的比例分别为86.2％和84.9％。 5.微区荧光光谱结果表明，Pb、Fe、S三种元素之间存在很好的线性相关性，可推断细菌与水铁矿紧密结合。在荧光图谱中选择Pb元素富集区域进行XANES图谱采集，XANES图谱线性叠加结果表明，低Pb浓度条件下，Pb优先与细菌结合;高Pb浓度条件下，Pb则优先与水铁矿结合。