随着我国工业化程度的不断发展,各种工业行业产生大量的工业固体废物,而大部分的工业固体废物会以堆存的方式处理。大量堆存的工业固体废物在自然条件下(降雨、降雪等)会将工业固体废物中所含有的各种重金属以及有机污染物以淋滤液的形式污染水体及土壤等生态环境,最终会危害人类及动植物的生命活动。本研究针对浙江省内工业行业堆存的钴业工业废渣、电镀污泥和垃圾焚烧底灰,首先从钴业工业废渣中筛选出一种具有良好耐重金属性能的脲酶产生菌,经过鉴定该菌为纺锤形赖氨酸芽孢杆菌,然后对该菌进行产脲酶活性测试后进行工业固体废物淋滤液的微生物矿化修复和钴业工业废渣的固化处理,最后对修复后的淋滤液进行生态毒理初步研究。本研究的主要结论如下:(1)本研究使用的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌筛选自钴业工业废渣。纺锤形赖氨酸芽孢杆菌具有很好的水解尿素能力;水解尿素得到的碳酸根离子能在氯化钙的条件下快速结合生成碳酸钙沉淀,并且通过红外光谱和XRD表征确定得到的碳酸钙沉淀晶体类型为方解石。(2)实验组在修复过程中由于尿素的水解,pH值快速上升,电导率也有一定的上升,而钙离子与尿素水解得到的碳酸根离子结合产生碳酸钙沉淀,因此钙离子的浓度快速下降。实验组经过微生物矿化对淋滤液中的重金属的修复效果明显增加,对钴业工业废渣淋滤液中钴的去除率达到74.7%、铜的去除率达到56.8%;电镀污泥渣淋滤液中镉的去除率高达98.9%、镍的去除率为47.1%、铜的去除率为81.8%、锌的去除率达到97.9%;垃圾焚烧底灰淋滤液中砷的去除率为20.4%、镉的去除率为75.8%、铅的去除率为96.0%。(3)SEM-EDXA结果表明经过微生物矿化修复后的沉淀物中细菌表面变的较为粗糙,而且存在胶结的现象,存在不同形状的晶体结构,并且在沉淀物中含有目标重金属成分。而XRD分析表明对三种淋滤液进行修复后的沉淀物均为方解石沉淀物,达到了固定重金属的作用。(4)通过Tessier五步提取分析结果可得,经过微生物矿化修复后的沉淀物中的重金属主要是以碳酸盐结合态的形式存在,而控制组中产生的沉淀主要以可交换态为主,可交换态的重金属会由于解吸等现象而造成二次污染。(5)经过微生物诱导的碳酸钙沉淀固化后的钴业工业废渣淋滤液中的钴浓度明显降低,经过12天固化后,淋滤液中的钴的浓度为77.15±16.64 mg/L;而对于未使用脲酶产生菌固化的控制组中,淋滤液中的钴也有一定程度的降低,最终钴的浓度为445.78±20.17 mg/L。(6)经过微生物诱导的碳酸钙沉淀固化后的钴业工业废渣中钴的主要存在形态为碳酸盐结合态,碳酸盐结合态的钴浓度高达454.13±64.51 mg/kg,占78.62%;而控制组中钴的主要存在形态为可交换态,浓度为444.72±68.29 mg/kg,占77.78%。(7)钴业工业废渣固化后产生的淋滤液随着稀释倍数的增加,对小球藻的毒害效果逐渐降低;当稀释倍数为50倍时,8h时小球藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm为0.34±0.01。由此可见,经过微生物诱导的碳酸钙沉淀固化后的钴业工业废渣淋滤液对小球藻的毒害效果明显降低,可以作为一种新型的固废预处理技术,改善环境风险。(8)随着稀释倍数的不断增加,工业废渣淋滤液对小球藻叶绿素荧光参数和光合放氧速率的影响逐渐降低。当稀释倍数为50倍时,通过微生物矿化修复的实验组淋滤液对小球藻叶绿素荧光参数和光合放氧速率影响较小,而对照组和空白组中小球藻叶绿素荧光参数和光合放氧速率明显降低,可见经过微生物矿化修复后的淋滤液毒性明显降低,减小了对生态环境的危害。