冶金地区地下水中超标的污染物有F^-、Cr（Ⅵ）、Cr（Ⅲ）、SO₄^2-等。基于微生物固定化技术,通过实验室自制一种纳米ZrO₂-聚丙烯酰胺杂化材料作为包埋剂,对培养驯化后的硫酸盐还原菌（SRB）进行固定化处理,形成纳米ZrO₂-SRB颗粒。通过单因素和回归旋转试验优化,确定纳米ZrO₂-SRB颗粒对含有F^-、Cr（Ⅵ）、Cr（Ⅲ）、SO₄^2-污染地下水的最优反应条件,并通过动力学分析、微观表征分析等手段,探究该种颗粒对污染物的去除机理。最后以纳米ZrO₂-SRB颗粒为介质进行动态修复地下水试验。具体研究成果如下:（1）通过对杂化材料制备方法的研究,得到最佳的制备条件:200 mL的氧化锆溶胶中,在丙烯酰胺加入0.6 g、引发剂NaHSO₃和K₂S₂O₈的投加量为0.05 g、在25℃条件下聚合反应30 min时,得到的杂化材料粘度最佳。利用该纳米ZrO₂-聚丙烯酰胺杂化材料处理100 mL复合污染水样的实验结果表明:在杂化材料投加量为4.15 g、初始pH=4⁷、20⁴0℃、反应20 min时,对Cr（Ⅵ）、Cr（Ⅲ）、F^-以及SO₄^2-的去除率分别为87.2%、95.4%、92.4%、30.2%;溶液中的共存离子对污染物的去除存在影响;且纳米ZrO₂-聚丙烯酰胺杂化材料最终难于与水分离。进行回归旋转试验优化确定最优成分配比为:2 g ZrOCl₂溶于200 mL乙醇,在NaOH/Zr=7.5,丙烯酰胺投加量为0.65 g、引发剂投加量为0.05 g。对杂化材料进行仪器结构表征的结果显示:纳米ZrO₂与聚丙烯酰胺是通过共价键连接;在吸附处理污染水后,明显出现S、Cr、F吸收峰。（2）通过对细菌进行纯化、培养、驯化以及革兰氏染色、甲基红试验、芽孢染色、TEM分析、基因测序等鉴定手段,得到该菌株为柠檬酸性杆菌,生化类型为兼性厌氧型。利用该菌处理200 mL含Cr（Ⅵ）、Cr（Ⅲ）、SO₄^2-、F^-复合污染水的结果发现:SRB菌悬液体积比为3%（细菌计数得到菌液的菌密度为3×10⁸个/mL）、初始pH=7、反应温度为35℃、反应24 h时,对Cr（Ⅵ）、Cr（Ⅲ）、SO₄^2-的去除率分别为95.2%、67.4%、70.3%,而对F^-没有去除效果。（3）对SRB进行包埋固定化处理,得到纳米ZrO₂-SRB颗粒,颗粒成分、反应温度、反应时间对污染水处理效果的结果表明:在SRB菌悬液的体积比为35%（细菌计数得到菌液的菌密度为3×10⁸个/mL）、杂化材料的投加量为300 mL、反应温度为35℃、反应进行24 h时,F^-、Cr（Ⅵ）、Cr（Ⅲ）、SO₄^2-的去除率分别为92.4%、99.8%、99.7%、70.4%,pH可被提升为6.8。进行3因素正交旋转试验优化结果进一步说明该条件为处理污染水的最优条件。对细菌颗粒进行仪器表征发现:细菌颗粒处理完污染水后明显出现S、Cr、F吸收峰。动力学分析表明:纳米ZrO₂-SRB颗粒对Cr（Ⅵ）及SO₄^2-的还原均符合一级还原动力学,对Cr（Ⅵ）、Cr（Ⅲ）、F^-、SO₄^2-的吸附过程均符合二级反应动力学和Freundlich吸附等温模型。（4）动态试验中,通过对不同反应层种类、不同进水流速、不同进水浓度的研究表明:纳米ZrO₂-SRB颗粒为反应层的动态装置较挂膜的SRB对复合污染地下水的去除效果更好;且进水水力负荷2.935 m³/（m²·d）时较为适宜;增大Cr（Ⅵ）浓度和F^-的浓度对整体出水的浓度变化影响不大,且通过反应初期的出水效果可看出:纳米ZrO₂对各污染物的选择性存在差异,对F^-的吸附选择性优于对Cr（Ⅲ）的优于对Cr（Ⅵ）和SO₄^2-。该论文有图67幅,表46个,参考文献122篇。