砷是一种对人体有害的类金属,常通过水、土壤等进入食物链威胁人体健康,我国土壤砷污染问题严重,研究对土壤砷污染的修复尤为重要。当前对砷的修复技术中电动修复具有修复时间短、效果好、耗费低、可原位修复等优势,适用于稻田土砷污染修复,电动修复技术往往需要与其他技术联合运用,其中微生物联合电动修复技术具有绿色环保的优势,适合运用于稻田土壤的砷污染修复。鉴于此,本文以单独电动修复实验组为对照组,将营养元素的添加促进还原性微生物的生长与电动力技术联合,分别添加与土壤质量百分比为2%、5%、10%的蔗糖以及10%、25%、50%沼液作为营养物质,旨在通过还原性微生物作用促进土壤中铁/砷还原释放,从而提高砷去除效率。以受高砷煤矿废水污染已久的稻田土为研究对象,通过对不同处理组的土壤p H、Eh、含水率、微生物高通量测序、Fe(II)浓度、砷形态以及砷残余量的测定与分析,探究添加蔗糖和沼液对电动技术修复土壤中砷的影响,为微生物-电动技术在老化的砷污染土壤中运用提供科学依据。通过数据分析主要得出如下结论:(1)对照组的土壤p H值为3.81,蔗糖组土壤p H值比对照组低0.2～0.3,沼液的添加使土壤p H值增大了0.29～0.31;对照组Eh为480.8m V,添加蔗糖显著降低土壤Eh,降低了167.61m V～236.51m V,添加沼液的土壤Eh值稍低于对照组,其土壤含水率降幅最大。不同处理组土壤还原性微生物占比均为70%以上,以狭义梭菌属(Clostridium sensu stricto)、芽孢杆菌属(Bacillus)、脱硫孢子(Desulfosporosinus)、膨胀芽孢杆菌属(Tumebacillus)、脱硫杆菌(Desulfitobacterium)、酸杆菌属(Gp3)等为主要还原性菌属,蔗糖的添加显著促进Clostridium sensu stricto的生长;沼液的添加增加了土壤微生物多样性,促进Bacillus以及Desulfosporosinus的生长。(2)蔗糖组土壤Fe(II)浓度高于对照组和沼液组,添加沼液不能促进铁还原释放砷。总铁的迁出量低,非结晶态铁含量增大,实验后期增加量高于实验前期,结晶态铁含量实验初始与实验结束无明显差异。土壤砷形态以残渣态和结晶型铁结合态为主要赋存形态,Eh较低时无定型铁结合态砷含量增大,Eh升高时无定型铁结合态砷转化为结晶型铁结合态砷。添加蔗糖促进结晶型铁结合态砷转化为专属吸附态砷以及无定型铁结合态砷,同时残渣态砷下降,而添加沼液残渣态砷显著降低,结晶型铁结合态砷增加。(3)对照组对老化砷污染土壤的砷去除率仅为4.81%,添加适量蔗糖和沼液作为营养素显著增强砷去除效果,蔗糖组中5%蔗糖组砷去除率最高,平均砷去除率为14.27%;沼液组中25%沼液组的砷去除率最高,平均砷去除率可达13.30%。蔗糖组砷去除率提高的机制主要为异化铁还原菌Clostridium sensu stricto、Bacillus还原铁促进砷的释放;沼液组提高砷去除率的机制主要为铁/砷还原菌Bacillus以及硫酸盐还原菌Desulfosporosinus作用下砷的还原释放;5%蔗糖组以及25%沼液组主要去除机制为电渗析和电泳作用,其余处理组主要为电渗析作用。(4)不同处理组除蔗糖组外,其余电流变化均为先上升后下降,最后降至40m A左右,装置运行15天总能耗为0.77k W·h～0.92k W·h,单位重量干土所用能耗为0.9～0.12k W·h/kg,沼液组整体总能耗较高,除2%蔗糖组外其余蔗糖组能耗较低;蔗糖组与沼液组实验后期为低去除效率、高能耗。