由于长期饮用高砷地下水引起的砷中毒已成为全人类共同面对的世界性难题。山西省是饮水型地方性砷中毒最严重的地区之一。近年来，自然界中与砷代谢有关的微生物及其在地下水砷污染形成过程中的重要作用成为新的研究热点。研究显示，自然界中，砷代谢微生物广泛参与了砷的生物地球化学循环，不但影响着现在环境中砷的地球化学行为，而且对早期地球环境的形成也具有一定作用。越来越多的证据表明，细菌对砷的氧化还原作用以及吸附-解吸作用在地下水中的砷迁移过程中起着关键作用。高砷地下水环境中微生物的多样性以及在砷的转化与迁移过程中的作用研究具有极其重要的意义。随着微生物研究方法的多元化，本研究创新的吸取了各技术方法的优点，综合了分子生物学、分子信息学等方面的技术结合纯培养的最新理念，首先通过采用加入亚砷钠的TSB培养基，实现了耐砷菌株的分离，然后利用细菌基因组快速提取试剂盒、16SrDNA的PCR扩增技术及构建系统发育树等手段来完成了本次高砷地下水环境中耐砷微生物多样性的研究，为地下水砷污染防治、保障居民饮水安全提供了科学依据，具有重要的理论与实际意义。　　 论文以大同盆地饮水型砷中毒病区山阴县小疙瘩村桑干河潜流带为研究区，对垂直于桑干河岸距离分别为5m和40m的钻孔沉积物进行了微生物多样性研究。A钻孔位于距桑干河南岸5m处，因靠近河流，潜流带河流沉积物有机质含量高，河水和地下水交互作用强烈，沉积环境复杂，采集的地下水样中砷浓度为197μg/L；B钻孔距桑干河较远，地下水环境受河流影响较小，采集的地下水样中砷浓度为45μg/L。在两个钻孔分别了采集深度约10米的沉积物样进行了微生物分析。首先，运用微生物纯培养技术，初步分离了251个菌株。然后，利用细菌基因组快速提取试剂盒分别提取细菌DNA，并运用16SrDNA的PCR扩增技术，获得1500bp左右的目标产物。最后，通过对PCR产物回收纯化后进行测序，建立系统发育树，对每个物种进行分析，确立其进化地位，揭示了两个采样点耐砷微生物的多样性。　　 微生物研究结果显示，251个菌株属24个菌属，包括A钻孔沉积物中分离到的169个物种和B钻孔沉积物中分离到的82个物种。A钻孔各菌属及属内物种分布相对较丰富，独有的菌属有14个，分别是Nocardia, Skermanella, Micrococcus，Ensifer, Cupriavidus,Brevundimonas． Exiguobacterium, Knoellia, Deinococcus， Paenibacillus. Rhizobium, Massilia, Microvirga和Agromyces。而B钻孔独有的菌属只有2个，分别是：Plonomicrobium和Agrococcus。其它菌属在A和B钻中皆有分布，包括属Arthrobacter, Bacillus, Nocardioides.Aeromicrobium， Kocuria, Rhodococcus, Dietzia和Microbacterium。菌属Arthrobacter属于最优势菌群，其物种分布最多也最复杂；Bacillus和Rhodococcus两个属中物种也较丰富，属优势菌群，在A、B钻孔皆有存在：Nocardioides, Kocuria, Ensifer和Microbacterium菌属分布相对比较平衡；而其它菌属不仅分布较少而且特别单一，属弱势种群。　　 研究结果表明，微生物的多样性受地下水环境的影响较大。A钻孔距河流较近，受河流沉积环境和河水影响较大，各菌属及属内物种分布也相对较丰富。B钻孔距桑干河较远，其各菌群分布不及A钻孔丰富。另外，随着砷浓度的降低，其耐砷菌群有显著减少，即高砷浓度地下水中微生物多样性受到砷浓度的影响，说明了微生物在高砷地下水的形成过程具有重要作用。