四川是我国有色金属主产区之一,地处江河与地下水源地生态脆弱区域。选冶产生的大量废渣露天堆放,多金属复合污染引发的环境健康问题亟待解决。本文以四川某典型铜矿选冶渣作为研究对象,基于选冶渣的工艺矿物学性质,以嗜酸性氧化亚铁硫杆菌、硫酸盐还原菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌为固化材料,探讨不同微生物和不同接种量对铜矿选冶渣重金属形态的影响,进而构建高效阻隔重金属的微生物群落,采用16S r RNA高通量测序研究修复过程中环境微生物群落结构变化,XPS、SEM和XRD研究微生物固化多金属选冶渣的机理。基于上述结果,通过吸附动力学实验,研究植物生物炭对溶液中重金属离子的去除情况,探讨微生物强化技术对选冶渣重金属形态的影响。主要结论如下:1.单一微生物修复效果不理想。综合考虑,选择接种量为15%的硫酸盐还原菌和接种量为5%的初始p H为5的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌作为高效阻隔微生物群落构建的功能材料。2.两种微生物混合修复后选铜矿选冶渣整体重金属生物有效性降低效果明显优于单一微生物修复。以1:2混合接种15%硫酸盐还原菌和初始p H=5 5%嗜酸性氧化亚铁硫杆菌在厌氧气氛下选冶渣重金属固化效果最好,Fe、Zn、Cu、Pb和Cr的生物有效性分别降低了97.69%、81.01%、78.88%、93.22%和100%。XRD、SEM和XPS结果进一步证明混合微生物主要通过两方面作用来固化重金属,一是通过微生物代谢产生还原气氛的S^2-与重金属离子结合,另一方面微生物表面官能团的主动和被动运输使其络合和静电吸引吸附在选冶渣表面。3.16S rRNA高通量测序结果表明,在整个修复过程中,随着时间的变化环境中微生物群落结构变化显著。但整个体系都以变形菌门(Proteobacteria),厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacateroidetes)为优势菌门。4.利用混合微生物与适量生物炭组合修复选冶渣重金属是可行的,当生物炭的添加量为10%时,选冶渣中Fe、Zn、Cu、Pb和Cr的生物有效性均能降低88%以上。