近年来,随着微生物技术的进步,以及对绿色、环保除砷技术的追求,人们开始越来越多地关注微生物在水体砷污染修复与治理方面的应用。其中,微生物氧化法是一种前景较好的方法,该方法可以与吸附去除技术结合使用,而不需要添加化学品,也不会产生有毒副产物。现有研究大多采用工程模式菌或从污染水体提取的纯化细菌及富集培养物来进行As(III)的氧化,这些菌种易受环境变化影响,不能很好地应用于地下水原位修复技术。而在天然地下水环境中,多种微生物共存时砷的去除效果如何,研究相对较少。同时,地下水大多属于有机组份缺乏的贫营养环境,细菌的活性不强,通过人为添加有机物促进微生物活性,在地下水修复中普遍使用。基于此,本研究探索了通过发酵的松树皮和花生壳强化地下水中土著微生物活性来降低砷毒性的方法。静态批实验结果表明地下水中化学氧化和生物氧化过程的耦合,会促使As(Ⅲ)转化为As(Ⅴ),从而降低砷的毒性,且在反应初期以化学氧化为主,氧化速度快,造成As(Ⅲ)浓度迅速降低;在后期以生物氧化为主,As(Ⅲ)浓度降低慢,但反应更持久。通过对砷减毒过程中三组实验体系(添加发酵的松树皮、添加发酵的花生壳、未加有机基质的对照组)不同形态砷的浓度进行测定,发现反应1 d时添加花生壳的体系中As(Ⅲ)浓度已降为初始值的3.50%;且在第10d时,松树皮组与花生壳组中As(Ⅲ)浓度分别降至初始值的0.40%和0.47%;而对照组直到第20 d才降至初始值的1%以下,表明加入有机基质可提升As(Ⅲ)的去除效率,花生壳的效果强于松树皮。通过对实验体系的化学环境及微生物环境表征,发现有机基质促进As(Ⅲ)减毒的主要机理如下:a)释放有机物,造成体系Eh值升高(即氧化性增强),从而促进As(Ⅲ)的化学氧化反应;b)为微生物生长提供有机碳源,促进砷代谢细菌、砷氧化细菌及反硝化细菌增长,从而强化As(Ⅲ)的微生物氧化反应。此外,有机基质对砷的吸附也在一定程度上降低了砷的浓度。研究结果揭示了应用农业废弃物治理地下水中砷污染的新思路,既以农业废弃有机基质作为渗透性反应墙(PRB)的反应填料,通过有机基质持续为地下水中土著微生物群落提供营养,来强化微生物修复浅层砷污染地下水的过程,这对于原位绿色修复砷污染地下水具有一定应用价值。