五氯酚(PCP)是自然界中普遍存在的高毒、难降解的持久性有机污染物，在过去的近30年中，五氯酚被广泛用于杀虫、杀菌、防腐等生产生活领域。PCP的大规模使用已经造成了湿地、水体、土壤等大范围的污染，并且威胁到人体健康。因此，研究湿地土壤（包括水稻土）中PCP还原转化的动力学，并揭示其生物地球化学机制具有重要的意义。还原脱氯是PCP在湿地土壤中转化的首要途径，微生物驱动的土壤铁还原过程参与PCP化学还原脱氯过程。本论文采用厌氧培养批处理，研究湿地土壤中PCP还原转化动力学，及其与土壤物理化学、生物化学、微生物群落、功能微生物丰度等生物地球化学因子的关系，阐明湿地土壤中PCP的环境行为，揭示其生物地球化学机制，为水稻土等湿地土壤中有机污染物的高效快速脱氯消减技术研发提供理论依据。主要结论包括:　　 (1)湿地土壤中PCP还原转化的地球化学机制。选取珠三角地区花岗岩、酸性硫酸盐沉积物、冲积物发育的19种河口湿地土壤与水稻土样品，研究了PCP还原转化与铁还原动力学，利用微生物生长Logistic方程拟合PCP最大还原速率μmax，结合生物统计学的方法，分析PCP最大还原速率与pH等31项土壤物理化学指标与8项风化指数的关系。结果表明，不加乳酸的对照处理，μmax与游离态铝、总铁、游离态铁、总镁、碱金属淋溶系数呈显著的负相关，与络合态铁、碱解氮、铝铁系数、微生物碳、DOM总量以及分子量大于3500的DOM的电子传递能力呈显著正相关。添加乳酸处理，μmax与有效硫、有效磷和总磷含量呈显著正相关;母质类型是影响PCP还原的重要因素，酸性硫酸盐沉积物发育土壤中PCP还原转化速度最快。　　 (2)湿地土壤中PCP还原转化的化学与微生物耦合机制。选取珠三角地区5种土壤为研究对象，利用循环伏安法测试了反应过程中活性铁物种的氧化还原电位，利用生物电化学装置测试了反应过程中胞外生物电流;T-RFLP、克隆文库、定量PCR等分子生物学技术测试了反应过程中关键的功能菌群丰度及微生物群落结构。结果表明，添加乳酸或AQDS，铁还原增强，铁物种的氧化还原电位明显负移，说明体系的化学还原能力增强;胞外生物电流增强，说明微生物胞外呼吸增强;脱氯菌和铁还原菌等得到富集。梭菌是优势物种，β-变形菌、γ-变形菌、柔膜细菌和芽孢杆菌为次要的优势物种;克隆文库数据显示存在较高丰度的脱氯功能菌脱卤素杆菌(Dehalobacter sp.)和脱亚硫酸菌(Desulfitobacterium sp.和Desulfuromonadales sp.)。定量PCR分析显示原始土壤中脱卤素杆菌和脱亚硫酸菌的丰富为105拷贝数/g土壤，地杆菌(Geobacter)、希瓦氏菌(Shewanella)的丰度分别为104拷贝数/g土壤和102拷贝数/g土壤，乳酸或AQDS能够激活这些功能微生物，最大丰度提高两个数量级。脱卤素杆菌与脱亚硫酸菌最大丰度越高，PCP还原转化速率越高。湿地土壤PCP还原转化过程是一个脱氯菌直接驱动的微生物脱氯过程，并耦合铁还原菌驱动的化学还原脱氯过程。　　 (3)湿地土壤中PCP还原转化的生物地球化学机制。选取珠三角洲地区花岗岩、沉积物与冲积物发育的16种土壤样品为研究对象，研究PCP还原转化与铁还原动力学，利用Logistic方程拟合PCP最大还原速率μmax;借助高通量测序分析了144个样品，总获取了有效的103万条的16S rRNA序列;定量PCR技术分析了脱氯功能菌脱卤素杆菌、铁还原功能菌地杆菌(Geobacter sp.)与希瓦氏菌(Shewanella sp.)、细菌总数的基因拷贝数。结合生物统计方法，研究了μmax与20项土壤物理化学指标、7项风化指数、相对含量对于1％的微生物群落指标与功能微生物丰度的相关性。结果表明，添加PCP与乳酸，微生物群落alpha多样性均下降，随着PCP逐渐还原脱氯与乳酸被利用，alpha多样性逐渐升高，有恢复到原始土壤的趋势;Beta多样性分析结果显示，与乳酸处理相比，微生物群落多样性与土壤样品的采集地点关系更加密切。土壤的地球化学指标与微生物群落结果关系密切，地杆菌的相对含量与土壤总铁与络合态铁含量存在正相关，硫酸杆状菌与总硫、有效硫呈显著正相关;原始土壤alpha多样性chao1和PD_Whole_tree这两个指标与总铁与络合态铁含量呈显著正相关。伯克氏菌科、暖绳菌科、梭菌科、丛毛单胞菌科、脱硫弧菌科、地杆菌科、奈瑟氏菌科、草酸杆菌科、假单胞菌科、红环菌科、单胞菌科、疣微菌目亚类3、韦荣球菌科与μmax呈显著的相关性。不加乳酸处理的μmax-CK与alpha多样性呈显著的负相关。　　 总之，本论文较系统地研究了珠三角湿地土壤中PCP还原转化动力学及其生物地球化学机制，填补了珠江流域湿地土壤中铁还原与PCP还原转化生物地球化学机制及其功能微生物研究的空白，为深入理解土壤铁循环与有机氯脱氯转化过程，研发高效的有机氯农药脱毒技术提供了重要的科学依据。