砷是一种有毒且分布广泛的类金属元素,砷污染已经成为一个全球性的环境问题;因为水稻土壤特殊的淹水环境导致砷的活性提高,在我国南方地区大面积的水稻土壤受到砷污染,严重影响着人们的身体健康。在水稻土壤中,微生物活动和铁的氧化还原在砷的迁移转化过程中起着关键性的作用。微生物介导的硝酸盐还原耦合As（Ⅲ）和Fe（Ⅱ）氧化可以降低厌氧环境中砷的迁移率;铁还原菌介导的铁氧化物的还原溶解促进了水稻土壤中砷的释放。本研究以土壤铁循环过程为中心,探讨了微生物活动对砷的形态变化和环境行为的影响机制。主要研究成果如下:1、采集广西省河池市砷污染水稻土壤,构建土壤微宇宙来模拟稻田环境中的硝酸盐还原耦合亚铁氧化与砷氧化体系。研究发现添加硝酸盐和乳酸盐会提高As（Ⅲ）和Fe（Ⅱ）的氧化速度。通过基因组数据分析表明,Noviherbaspirillum菌株在小型模型土壤生态系统中参与As（Ⅲ）和Fe（Ⅱ）的氧化过程。2、从富集液中分离出一株Noviherbaspirillum细菌,经16S rRNA鉴定后将其命名为Noviherbaspirillum sp.HC18。在厌氧条件下,菌株HC18可以利用硝酸盐作为电子受体氧化As（Ⅲ）与Fe（Ⅱ）。通过全基因组分析发现,菌株HC18体内同时包含了 As（Ⅲ）氧化酶aio和arx As（Ⅲ）氧化酶基因簇,推测这两个基因可能都参与厌氧As（Ⅲ）氧化。研究参与的As（Ⅲ）氧化、Fe（Ⅱ）氧化与硝酸盐还原耦合的动力学过程,采用扫描电子显微镜结合能谱仪（SEM-EDX）、X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线衍射仪（XRD）技术对形成的铁矿物进行表征。菌株HC18氧化Fe（Ⅱ）生成的铁氧化物为针铁矿,在Fe（Ⅱ）氧化过程中约96%的砷被有效固定在铁氧化物中。3、从湖南省郴州市砷污染水稻土壤中分离纯化到一株异化铁还原菌,经16S rRNA鉴定后将其命名为Desulfovibrio sp.DS-1。经验证菌株DS-1可以在厌氧环境中还原As（V）成As（Ⅲ）。菌株DS-1可以异化还原铁氧化物,并且催化含砷铁矿物中砷和铁的释放,进一步生成次生矿物蓝铁矿和砷酸亚铁等。此外,将菌株DS-1的洗涤细胞接种到灭菌土壤中,成功地重现了淹水土壤中砷的释放过程。