重金屬，特別是像鉻、鈾和硒這樣的有毒元素，由于其在自然環境中的長期穩定性和遷移性，對生態系統和人類健康構成持續風險。在氧化條件下，這些污染物容易遷移并生物累積，導致嚴重的不良影響，包括致癌性、神經毒性和遺傳毒性（Adnan等人，2024年；Waqas等人，2024年）。因此，開發綠色和高效的重金屬去除和固定策略仍然是環境修復中的關鍵挑戰。微生物還原已成為一種有前景的替代方法，因為微生物可以通過細胞外電子轉移（EET）途徑將可溶性重金屬轉化為不溶性和毒性較低的形式。這一過程通過直接或間接還原金屬物種來實現生物還原固定，從而限制其遷移性和環境風險（Wang等人，2024a）。與傳統化學試劑和工程材料相比，微生物生物還原在較溫和的條件下運行，能量需求較低，提供了一種更可持續的修復方法（Agrawal等人，2024年）。

然而，依賴EET的重金屬生物還原主要由電活性微生物（EAMs）如Shewanella oneidensis和Geobacter sulfurreducens介導，但通常受到內在較低電子轉移效率的制約，從而阻礙了修復效果。為了解決這一瓶頸，最近的研究提出了多種EET增強策略，包括導電材料（例如鐵礦物、碳基材料）（Yu等人，2023年；Zhang等人，2024a）、外源電子轉移介質（Zhang等人，2022a）以及外部刺激如電場或光（Chen等人，2022a；Chen等人，2023年）。雖然這些方法可以顯著提高EET效率和重金屬的生物還原固定效果，但它們可能會引入二次污染風險，并且常常簡化了微生物-土壤相互作用，限制了其在實際應用中的可行性。因此，需要進一步研究將環保材料和先進的遺傳工具（Li等人，2024b）與微生物群落相互作用（Kost等人，2023年；Zhang等人，2024b）以及EET途徑的機制見解（Norman Michael等人，2023年；Tian等人，2024年）相結合，從而支持開發環境可持續且實際可行的EET增強策略。

本綜述系統總結了微生物EET驅動的重金屬生物還原和固定的最新進展。它強調了機制見解、增強策略及其在實際應用中的意義。具體而言，本綜述：（i）概述了微生物EET的基本機制；（ii）分析了具有金屬特異性還原途徑的重金屬生物還原的代表性案例研究；（iii）總結了當前的EET增強策略及其對生物還原性能的影響；（iv）討論了剩余的挑戰和未來展望，重點介紹了綠色EET促進劑、提高微生物性能的遺傳方法，以及種間相互作用和電子轉移途徑在實現可持續修復中的作用。

隨著對微生物電子轉移驅動的生物還原固定機制理解的深入，提高效率和可持續性已成為研究的重點。最新進展強調了將機制見解與環保材料和新興生物電化學方法相結合的潛力，以克服當前重金屬修復中的限制。因此，可以確定幾個關鍵的研究方向，這對于該領域的進一步發展至關重要（

微生物EET已成為多種重金屬生物還原固定的統一機制。本綜述指出，EET驅動的生物還原不是由孤立酶控制的，而是由協調的細胞內和細胞外電子轉移網絡決定的，這些網絡決定了還原效率、產物穩定性和環境穩健性。最新進展表明，EET增強策略，如鐵礦物和碳基導體，

作者聲明他們沒有已知的可能影響本文所述工作的競爭性財務利益或個人關系。

本研究得到了國家自然科學基金（編號：41072265、41272375）和太原理工大學橫向科研經費（編號：RH2200002532、RH2300002821）的財政支持。