本研究以我国原生高砷和高铀地下水典型地区内蒙古河套盆地沙海镇作为样品采集点，构建水-沉积物-土著微生物体系，研究各种氧化还原指标（如N、Fe、S等）在砷铀迁移转化过程中的变化规律，探讨地下水环境条件对砷和铀释放及迁移转化过程的影响，深入探究土著微生物作用下砷和铀在地下水中的迁移转化规律。
    根据研究区域地下水中  NO3-和SO4 2-浓度差异较大的特点，配制三种地下水来模拟土著微生物作用下沉积物中砷和铀的释放，分别是 AG1（不含NO3-和SO42-)、AG2（含 NO3-）和 AG3（含SO42-）。结果表明沉积物中砷和铀的释放发生在相反阶段，铀的释放在硝酸盐还原阶段，而砷的释放要晚于铀，在铁  -硫酸盐还原阶段。另外，硫酸盐的存在会大大促进砷的释放，释放出的砷浓度是无硫酸盐时的两倍。
      通过微宇宙实验模拟污染物（As(V)、U(VI)及  As(V)和  U(VI)复合）在地下水中的迁移转化过程，结果表明土著微生物作用下，地下水中各化学成分表现出一定的氧化还原顺序  NO3-——As(V)——SO42-——固态Fe(III)——U。实验初始阶段，反硝化作用是最主要的生物过程，当硝酸盐基本被消耗后，  As(V)还原开始进行。沉积物中铁氧化物由于是固体且含量较低，因此还原开始的时间晚于SO42-，但大部分还原过程与SO42-同步。结果表明高砷地下水的形成可分成三个阶段，首先沉积物上吸附的 As(V)被还原为  As(III)而被解吸，其次铁氧化物矿物的还原性溶解导致 As(III)的释放，最后硫酸盐还原的产物对铁氧化物矿物的非生物还原导致  As的快速大量释放。
    当地下水中的Ca2+和HCO3-存在时，铀在地下水中存在形式为钙-铀-碳酸络合物，不易被还原，因此其还原开始的时间最晚，但其大部分还原过程与SO42-及铁氧化物重叠。钙-铀-碳酸络合物的还原结果也表明硫酸盐的存在对铀的还原有极大影响，无 SO42-存在时由于铁还原菌的活性不足导致铀的还原十分缓慢，而SO42-存在时硫酸盐还原菌的大量生长及硫酸盐还原的中间产物可将  U(VI)还原使其固定下来。
    另外，由于钙-铀-碳酸络合物不易被微生物还原，当河套盆地山区含铀矿石大量风化释放铀进入地下水时，其极可能随地下水径流迁移进入利于砷释放的还原环境，从而形成砷铀复合污染地下水。