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土壤是人类赖以生存的最基本的物质基础之一,又是各种污染物的最终归宿,世界上90%的污染物最终滞留在土壤内。工业活动产生的废水、废物和大气沉降、污泥农用、污水灌溉以及农药、肥料的大量施用等,均可引起土壤重金属（铅、镉、铜、锌等）和有机物等环境有毒物质的污染。据初步统计,目前我国受重金属污染的耕地面积已约为2000万hm2,占总耕地面积的五分之一,同时已有报道指出,国内不同地区土壤中都可含有不同种类和数量PAHs。由于重金属污染物在土壤中移动性差,滞留时间长,不能被微生物降解,并可经水、植物等介质最终影响人类健康,而多环芳烃因其分布广、稳定性强、生物富集率高、致癌性强,也对环境和人类健康构成极大的威胁,因而重金属和多环芳烃污染土壤的治理刻不容缓,其相关研究已成为土壤学、微生物学、环境科学、生态学等的热点之一。土壤内部以及土壤与水界面的物质交换是地球化学循环中的一个重要环节,微生物在此过程中起着至关重要的作用。土壤微生物群落组成复杂,数量巨大,它们制约着土壤的发生、形成和演变,还可在一定程度净化各种土壤污染物质。因此,土壤微生物的作用己成为当今生物地球化学和环境地球化学新兴研究的热点。微量热技术具有灵敏度高、准确、快捷、原位、可提供实时的定量数据、直观性强等优点,已广泛用于微生物和细胞的能量代谢研究。通过微量热技术对重金属与微生物相互作用的研究,可从中获得一些有理论和实践意义的基本参数,从生物的角度去研究重金属的地球化学循环,进而可以探讨与微生物学、地球化学、环境科学中相互渗透的新领域。采用微量热法连续跟踪监测微生物与重金属元素相互作用代谢过程,还会获得很有代表性和典型性的热谱图。这种热谱图包含着微生物在重金属地球化学循环时的许多信息,剖析这些信息可得到生长速率常数、生长激活能、传代时间等基本参数,从而促使人们认识重金属在地球化学循环中微生物所起的作用。本学位论文利用多通道微量量热计TAMⅢ,选取土壤中具有代表的枯草芽孢杆菌,PAHs（芘）的降解菌株琼氏不动杆菌,研究不同浓度的无机三价砷和芘溶液对所选土壤微生物的毒性作用。本论文得到两部分重要结论:1.利用微量热法和比浊法评价无机三价砷对枯草芽孢杆菌代谢生长的毒性影响。通过多通道微量量热计得到在不同浓度的无机三价砷条件下,枯草芽孢杆菌代谢活动的功率-时间曲线,并通过这些曲线研究不同浓度的无机三价砷对枯草芽孢杆菌代谢生长的影响。使用紫外可见分光光度计得到枯草芽孢杆菌在不同浓度的三价砷条件下浊度变化曲线;通过比较和分析可以看出两种方法所得到的结果是基本一致的。高浓度和低浓度的无机三价砷对枯草芽孢杆菌的代谢生长的影响呈现一种双剂量效应方式,即低浓度(10μg mL-1)的无机三价砷溶液能够促进枯草芽孢杆菌的代谢生长,而高浓度(20-160μg mL-1)的无机三价砷溶液对枯草芽孢杆菌的代谢生长起抑制作用。枯草芽孢杆菌的代谢生长速度常数与无机三价砷溶液的浓度曲线之间呈现出一种典型的J型关系,同时计算出半抑制浓度为98.82±7.32μg mL-1。利用以上两种方法得到了相似的结果,可以看出微量量热方法能够既有效又灵敏地研究不同浓度三价砷对土壤微生物的毒性影响。2.利用多通道微量量热计,得到不同浓度芘的条件下,多环芳烃降解菌琼氏不动杆菌和枯草芽孢杆菌代谢的功率-时间曲线,通过比较和分析两种菌的功率-时间曲线来研究芘对此多环芳烃降解菌代谢活动的影响。不同芘浓度条件下的两种土壤微生物代谢的功率.时间曲线表明此多环芳烃降解菌具有较好的降解芘的能力,而且其降解能力取决于系统中芘溶液的浓度。在本研究中所选取的芘的所有浓度(50-200μgmL-1)均能在不同程度上促进所选多环芳烃降解菌的代谢生长。然而,与较高浓度(100-200μgmL-1)的芘溶液相比,低浓度(50μg mL-1)的芘溶液能更好地促进此多环芳烃降解菌的代谢生长,即随着芘浓度的增加,其对所选多环芳烃降解菌的促进作用逐渐降低。此降解菌的生物生长量测得的结果与微量热得到的结果是一致的,这表明微量热方法能够简单而且高效地研究不同浓度的芘对土壤微生物的作用。