本文以土壤中广泛存在的硝酸盐还原菌Bacilluslicheniformis为对象,研究了其对X80管线钢腐蚀行为的影响。首先,应用电化学测试、失重试验以及形貌与成分分析技术研究了中性土壤模拟液中X80钢在B.licheniformis一个生长周期内的腐蚀行为规律与演变过程;其次,通过将碳饥饿条件与氧化还原荧光探针相结合,设计了一种新颖的胞外电子传递检测方法,同时辅以失重试验与电化学测试,从生物能量学的角度对X80钢B.licheniformis腐蚀机理进行了研究;再次,应用电化学测试与蛋白质组分析技术,结合失重试验,探究了 B.licheniformis从X80钢表面获取电子的具体路径,并对其动力学特征进行了分析与讨论;最后,通过将聚焦离子束刻蚀制样技术与高分辨扫描、透射电子显微镜相结合,同时辅以二次离子质谱,对X80钢与B.licheniformis的界面进行微纳米分析,从结构与成分的角度阐明了二者的相互作用。主要结论如下:（1）通过将碳饥饿条件与氧化还原荧光探针相结合,设计了一种基于生物能量学的胞外电子传递检测新方法,直观地证实B.licheniformis能够从X80钢中获取电子用于胞内呼吸,为微生物腐蚀的生物能量学理论提供了直接证据。相对于细菌分泌物导致的介质酸化,从钢到细菌的电子传递在加速腐蚀的过程中起着主要作用,适当的碳饥饿能够引发更为严重的腐蚀。（2）B.licheniformis可通过三条路径从X80钢表面获取电子:一、通过细胞色素直接接受电子。B.licheniformis表面（或近表面）存在P450和c553两种细胞色素,二者可将电子从钢表面传递到胞内为细菌代谢提供能量或短暂存储电子以备细菌后续使用,其氧化还原电位为-0.2～0.2 V vs.SCE;二、通过细胞色素与黄素结合直接接受电子。B.licheniformis可分泌痕量核黄素,其可作为辅酶因子与细菌表面的细胞色素结合,辅助电子传递,氧化还原电位约为-0.28 V vs.SCE;三、通过黄素扩散间接接受电子。提高介质中的黄素含量,会进一步增加与细胞色素结合的数量。随着细胞色素结合位点趋于饱和,剩下的黄素主要以游离的形式存在,其可通过扩散实现间接电子传递,氧化还原电位约为-0.45 V vs.SCE。其中,与细菌表面细胞色素相结合的黄素在辅助电子传递的过程中生成半醌,而介质中游离的黄素则可从钢表面接受电子生成氢醌。开路电位下,相对与细胞色素结合的黄素,游离的黄素反应速率常数更大,更容易从钢表面得到电子。当介质中游离的黄素浓度足以克服传质过程的影响时,能有效加快B.licheniformis对X80钢的腐蚀速率。（3）在腐蚀环境中,B.licheniformis与X80钢表面的相互作用比较复杂。一方面,由于生物矿化作用导致细菌表面形成鞘壳以及胞外聚合物、铁的（氢）氧化物、硫化物等在钢表面的快速沉积,细菌很难与钢基底直接接触。另一方面,鞘壳和沉积层虽然在空间上阻隔了细菌与钢基底,但其导电性与渗透性为电子传输与载体扩散提供了可能,使得细菌仍可通过直接或间接的方式从钢表面获取电子。（4）浸泡初期B.licheniformis主要通过两方面的作用加速X80钢腐蚀:一、细菌催化的硝酸盐还原反应;二、（局部）酸化效应。其中,酸化可以抑制钢表面的钝化过程,诱发点蚀;而细菌催化的硝酸盐还原反应则能够从钢中获取电子,起到阴极去极化的效果。二者共同作用加速基底腐蚀。（5）细菌矿化作用生成的磷酸铁盐可起到缓蚀作用,致使钢的腐蚀速率在浸泡约一周后显著下降。B.licheniformis自身虽然不能从二价铁中获取电子,但其在碳饥饿条件下的代谢产物亚硝酸根可将之氧化,生成磷酸铁盐裹覆在钢表面,使其受到保护,减缓腐蚀。