重金属污染是水土污染修复工程关注的热点问题。包气带既是重金属环境污染行为的重要媒介,亦是保护地下水不被污染的天然屏障。已有包气带重金属污染治理方法因各种问题以致应用受限。近年来微生物以其突出的吸附降解性能和低成本已被应用于污染治理和修复领域,但其环境安全性及其在包气带的行为规律尚鲜为人知。因此有必要探究微生物与重金属铜在包气带中的迁移转化机理;进而定量评价其在包气带中的行为规律。建立评价微生物对土壤重金属污染修复行为的理论与方法,为包气带及含水层重金属污染的微生物修复技术,及工程菌的环境安全转化提供科学依据。本文通过筛选耐铜微生物进行批量吸附实验。静态试验中,供试介质选用低反应性的石英砂,模拟包气带中常见的孔隙介质,通过等温批量吸附试验,判别吸附类型;吸附动力学试验,获取传质动力学参数及分配系数;吸附热力学试验,了解吸附过程进行的程度和驱动力。在静态试验基础上,采用一维土柱进行了饱和石英砂与耐铜菌Cu²⁺的共迁移试验,并构建共迁移数学模型得出以下主要结论:一、以土壤作为菌种来源,采用梯度压力式驯化法分离出一株耐铜菌株,经通过16SrDNA序列鉴定确定耐铜菌的种属类别为Klebsiella oxytoca;对筛选得到的菌种利用扫描电镜（SEM）进行外观形态的观察和细胞大小的测量,看出该菌为圆润的杆状菌,大小（1.83±0.3）×（0.86±0.1）um,形状系数为0.47。二、进行生长周期的测量,从20℃生长曲线中得知,在10²0 h,Klebsiella oxytoca LY进入稳定期,繁殖速度与衰亡速度持平,形成平衡。且在4℃的条件下,Klebsiella oxytoca LY的生长曲线非常平稳。整个实验接种选取的是微生物10-15小时的对数生长后期。同时将整个实验的环境温度控制为4℃,以忽略细菌由于死亡和繁殖产生的数量变化。三、分别进行微生物和石英砂、金属铜和石英砂、金属铜和微生物批量静态吸附实验。微生物在土壤中的平衡吸附可以用线性方程来描述平衡吸附过程,因此可以得到微生物在石英砂中的平衡吸附系数为4.457 mL/g,土壤除了对液相微生物有吸附作用外,过滤滞留作用存在其中;铜在石英砂用Langmuir方程拟合结果较好,分配系数K为0.092 mg/L可用来评价石英砂对Cu²⁺吸附亲和力的大小。菌液对铜的吸附用Temkin方程,分配系数K为19612 mg/L。在动力学实验拟合获得铜在菌液中的吸附系数kamc=1.67,解析系数kdmc=1.07。四、经过对示踪离子,微生物、金属铜离子以及二者的混合液进行土柱运移实验获得穿透曲线,Cl^-的BTCs表现出良好的对称性且无明显的“拖尾”现象;且存在类似于吸附—解吸的动力学反应,表现为菌液的穿透时间早于示踪剂Cl^-,且峰值远不及于示踪剂的最高值,由于吸附微点的差异,使重金属的穿透曲线左半部分（吸附阶段）较右半部分（解析阶段）明显陡峭。在微生物和金属铜共运移的情况下,Cu²⁺的穿透时间增长,且出流液中Cu²⁺的峰值浓度降低,说明微生物的存在对Cu²⁺在石英砂中的运移过程产生了抑制作用,使微生物的吸附量减少,流出液浓度增加。五、结合运移穿透曲线特征及其吸附特性的分配系数,应用描述溶质运移的数学模型对运移曲线进行拟合效果较好,可以对包气带中的重金属的污染风险评价及防治提供依据。