铁元素在地壳中丰度排名第四,主要以Fe（Ⅲ）氧化物的形式存在于自然环境中。Fe（Ⅲ）氧化物生物还原可降解地下水、垃圾渗滤液中大分子有机物,对环境中水体的治理与修复意义重大。Fe（Ⅲ）氧化物多以赤铁矿的形态存在,相较于弱晶型、无定型结构的Fe（Ⅲ）氧化物,赤铁矿晶型结构强,生物可利用性低。近年来,研究得出HNO₃改性活性炭可促进弱晶型结构Fe（Ⅲ）氧化物（水铁矿）的生物可利用性,但对强晶型结构Fe（Ⅲ）生物还原反应效率的促进机制仍不明确。本研究以赤铁矿为电子受体、Shewanella putrefaciens为铁还原功能微生物,通过外加硝酸（HNO₃）改性后的活性炭,形成电子穿梭体,探究了HNO₃改性活性炭对赤铁矿中Fe（Ⅲ）生物可利用性的促进效果与影响因素;以最佳反应条件进行对比实验,探究了HNO₃改性活性炭对赤铁矿中Fe（Ⅲ）生物可利用性的促进原理;此外,通过批实验确定最佳的赤铁矿生物降解有机物的反应条件,构建柱实验反应装置,应用天津某非正规垃圾填埋场污染的地下水进行有机物降解实验。主要结论如下:（1）HNO₃改性活性炭可促进赤铁矿中Fe（Ⅲ）的生物可利用性且效果优于未改性的活性炭。Fe（Ⅲ）还原率随着改性剂浓度上升、赤铁矿浓度减小而上升且碳源为乳酸钠最佳。三种影响因素交互作用较低,交互影响实验下的最佳值为赤铁矿浓度5 mmol/L,改性剂浓度60%,碳源种类为乳酸钠。（2）添加HNO₃改性活性炭对微生物的种类与丰度影响较少,但因HNO₃改性后的活性炭具有丰富的表面醌基官能团,通过其氧化还原可赤铁矿与微生物的电子传递、减少次生矿物的生成、降低赤铁矿晶型结构,从而提高赤铁矿的生物可利用性。（3）赤铁矿生物还原最佳反应条件为铁矿浓度8.3 mmol/L、有机物浓度13.4mmol/L、HNO₃改性剂浓度5%。采用天津某非正规垃圾填埋场污染的地下水为实验对象进行柱实验,对照组实验的COD降解率仅为67.36%,而实验组COD降解率提升为84.24%,证明环境中水体在一维流动下,HNO₃改性活性炭依旧能促进赤铁矿生物还原有机物,且反应后水体类胡敏酸、类蛋白质浓度降低,芳香性下降,腐殖化程度减弱。本研究利用HNO₃改性活性炭形成的电子穿梭体,促进赤铁矿中Fe（Ⅲ）生物可利用性,并阐明相关反应机理。这一研究有显著的创新性,对自然界中碳、氮、氧等元素循环转化过程的调控具有重要意义,可为环境修复与污染治理提出一种新方法、新思路、新途径。