本研究对中国湖南黄沙坪矿区岩溶地下水污染状况进行了分析和评价。采用钝顶螺旋藻和小球藻作为生物修复材料,利用螺旋藻和小球藻的吸附和生物累积作用对该区污染地下水进行生物修复研究。此外,污染传播采用模型进行分析定量评价研究。通过数据收集与分析、地下水环境评价分级与模拟构建、以及高产微藻生物量的培养等方法进行具体研究。研究主要利用FEFLOW软件对数学模型、扩散模型、弥散模型、达里定律三维模型为代表的仿真建模进行分析。针对开采岩溶地下水中污染物所产生的负面影响,通过污染监测、网格划分、地质模型、地下水渗流模型等环境技术手段,评价和模拟地下水污染的扩散。此外,结合野外检测技术通过每月3次的检测频率对水质进行检测,测试的参数包括研究区的温度、p H、COD、SO42-、Cu、Mn、Fe、Zn、Pb等元素。黄沙坪污染包含多种污染源。其中,主要包括生活污水、工业污水、涌水、工业污染场所废水、废弃物处理废水、尾矿废水、雨水等污染源。这些矿山污染物对地质环境和地下水质量产生了负面影响,表现为地下水循环不良、含水层地下水位变化、自然地质构造破坏严重。开发工程实施50年来,污染物扩散速度显著加快。50年前是40.7米,30年前是95.2米,今天是99.5米。现有矿山污水处理厂已净化废水约7706 m3/d,对地下水影响不大。现场试验得到的分散水平远远大于实验室。自项目在该地区实施以来,铅污染迁移量增长了3倍。铅污染晕隙的迁移不属于第四系含水层群。另一方面,铅尾矿极易造成污染。采用绿色微藻处理地下水废水中的悬浮物和金属,悬浮物去除率高达80%,金属去除率超过50%。利用富氢水（50%的淡水和50%的矿井废水）对采矿废水进行再利用,用于食品生产,以保护勘探场附近村民的公共健康。将近一半的作物产量归功于盐。然而,没有证据表明植物或土壤中含有重金属。生物吸附剂对废水中重金属的吸附效果如下:锌的吸附量由4.08 mg/g降至2.1216mg/g;铁含量从6.03 mg/g降至0.6mg/g;铜从5.02 mg/g降至0.75mg/g,铅从7.04 mg/g降至0.98mg/g。硫酸盐（SO42-）去除率为93%,铁去除率为100%,铅去除率为95%,锌去除率为52%,铜去除率为94%。当p H值在4.5-7.0之间时,小球藻对铜的去除效率为94%。而当螺旋藻p H值在5-9时,铜的去除效率能达到94%。分别从JA桥周围的尾矿坝、大坑道和新民村进行采样。场地共分为6个部分:1号场地（钻尾南Zk53）;二号场地（钻探Zk1尾矿北）;场地三（六泉池）;场地四（井场居民点）;场地五（禾茂村泉）;场地六（小极泉）。进行了分批培养和半生物反应器培养的实验设计。采用Minitab软件对收集的数据进行统计分析。微藻培养采用如下条件:温度为25-35℃,p H为4.5-7.5,光强为1000-2000Lux,昼夜各12 h,浊度25-40NTU。采用钝顶螺旋藻和小球藻作为吸附材料进行重金属的去除实验。在重金属浓度较高的培养基上培养了钝顶螺旋藻和小球藻。其中,吸附剂浓度（5-60mg/L）,吸附时间（60min-240min）。试验期20-30d。氮源采用硝酸铵。培养系统用ST40罐22L（5.81179加仑）。为了评价微藻小球藻的对废水的处理效果,对实验废水进行了测定。此外,微藻的生产受益于废水中的营养物质。研究发现,小球藻的光合效率为6-7.1%,可作为生物能源。25.6%-97.20%的重金属被有效去除。暴露在不同的光照水平下,各养分形态的去除率均有所提高。其中,总氮去除率为89.1%,磷去除率为80.9%,化学需氧量（COD）去除率为90.8%。氨去除率为93.9%。培养温度为15-35℃时,研究发现温度为22℃时小球藻产生显著的生物量。在Tapp培养基中使用三种不同的重离子浓度（18%、20%和22%）来培养微藻。以典型的混合良好的TAP培养基作为对照。通过温度的提高,清除Tapp表面的微藻絮凝体。当温度为25℃-35℃、光照强度1000Lux-2000Lux、重金属（Zn2+、Cu2+、Pb2+、Fe2+）浓度为1000μM的条件下对钝顶螺旋藻的生长情况进行评价,确定藻类对矿山废水中重金属（Zn2+、Cu2+、Pb2+、Fe2+）的生物吸附能力。钝顶螺旋藻是一种微藻,可以处理高碱度条件下的微量营养元素,同时,产生的毒性效应较高。硝酸铵（NH4NO3）是比尿素更有效的氮源。当光照强度为2000Lux时,细胞的生产率、蛋白质含量和生长速率显著提高。当藻细胞暴露于光强为2000Lux时,其生产力、蛋白质含量和生长速率都显著提高,但叶绿素产量和氮细胞转化率较低。尽管光照强度相对较低,但可以从细胞中获得高叶绿素和氮的转化和去除。在低光强（1000Lux）下,叶绿素产量和氮细胞转换因子较高,这是由于叶绿体膜在1000-1800Lux光照下工作正常。当光强范围为1000-1400Lux时。24小时内,铵态氮、总氮、总磷和COD去除率分别为95.18%、60.49%、90.92%和61.80%。此外,养分消耗量和培养基中氮使用类型影响培养期藻类的叶绿素含量。此外,硝酸铵浓度影响藻类产生的最大生物量浓度（Xmax）、最大生物量生产力（P.X.）和氮-细胞转化因子（YX/N）。氮-生物质转化因子（YX/N）随着稀释率值的增加而降低。用硝酸铵培养的效果明显优于用尿素作为氮源培养的效果。在尿素中生长的细胞的平均直径小于硝酸铵产生的细胞直径。p H为6.5时用于去除重金属。该材料的吸附剂含量、p H值和接触时间影响了废水中重金属的生物吸附。与单金属n培养体系相比,多金属n培养体系中锌的吸附量降低。钝顶螺旋藻被证明可以去除废水中50%的锌,增加废水中其他金属离子的浓度并不影响锌的去除。此外,本研究发现矿山废水中锌离子的去除率为52%。增加铅浓度对钝化节肢螺旋菌和小球藻生长有促进作用。同时,小球藻在低p H条件下具有较高的Pb（II）吸收能力。与钝顶螺旋藻相反,由于小球藻适合在较低的p H下吸附重金属,因此在p H为5-6时对Pb（Ⅱ）的吸收量较高。钝顶螺旋藻在低p H时细胞表面带负电荷。金属的吸附量随p H的升高而增大。较高的生物浓度因子表明,钝化节肢螺旋菌和小球藻可以处理高浓度的铅污染废水。Pb浓度从25μM增加到100μM,4天培养期内,小球藻生物量从0.5减少到0.1,钝顶螺旋藻生物量从0.42减少到0.05。两天后,Pb的浓度为100、50和25μM时,生物富集因子从1832、1253和1237逐渐升高,到第10天逐渐降低,分别为1250、950和600。当吸收剂量从0.5/L增加到6g/L时,Pb（II）的吸附量从86%增加到90%。最高的生物吸附效率需要5-240min,溶液的平衡时间为60分钟。模型溶液和废水中铅去除量为3.71mg/g,减少了73%。去除效率在前20m内迅速,但之后稳定。去除Pb（Ⅱ）所需的最大时间与实验结束时相等。