中、高硫煤矸石是含硫煤炭开采过程中的废弃物,在长期堆存过程中会产生以环境酸性污染为核心的一系列重金属溶出迁移、土壤地下水污染、矸石山自燃等问题,对环境造成危害。含硫煤矸石酸性污染的主要来源是其中含硫矿物（主要是黄铁矿）的氧化,该过程与煤矸石矿物成分、堆存环境,微生物群落组成等密切相关。硫、铁氧化微生物在含硫矸石堆场环境广泛存在,且对含硫矿物的氧化具有催化作用。因此,开展硫、铁氧化微生物作用于煤矸石氧化产酸规律的研究对与掌握煤矸石氧化产酸机理,进而从源头治理煤矸石山酸性污染问题具有重要基础作用。本文针对含硫煤矸石,采用模拟实验方法,从煤矸石的理化性质分析入手分析了煤矸石自身氧化产酸产碱规律,并探讨了Fe3+和酸度两个重要环境因子对产酸的影响;对氧化亚铁硫杆菌进行高初始p H、相对“寡营养”条件驯化,并从矸石堆场酸性废水中筛选并纯化出以还原态硫为能量来源的硫氧化菌群;通过分析氧化微生物接种条件下煤矸石产酸实验体系p H、Fe2+、SO42-等的变化特征,探讨了硫、铁氧化功能微生物单一接种、混合接种以及分阶段接种对煤矸石氧化产酸的影响;结合体系内微生物胞外聚合物组分与结构特点,利用电化学方法,初步探究了氧化亚铁硫杆菌与硫氧化菌群对煤矸石氧化的催化机制。主要研究结论如下:（1）本实验样品煤矸石属于中高硫中灰硅铝型煤矸石,结合XRD与XRF测试结果分析矸石中黄铁矿质量分数约为4.38%,此外还伴生有以钠长石和高岭石为代表的硅酸盐矿物和黏土矿物。经过NAG静态产酸潜力计算样品煤矸石NAG值为109.172 kg/t,具有较大产酸潜力。水、氧参与下煤矸石氧化的过程是一个产酸产碱并存的过程,无微生物作用条件下,样品煤矸石的产酸可以划分为快速产酸期（0-7天）和稳定产酸期（8-72天）,产酸速率分别为6.318 mmol/kg·d-1和1.478 mmol/kg·d-1。同时,样品煤矸石具有稳定产碱速率1.498 mmol/kg·d-1。在煤矸石氧化产酸过程中,Fe3+可以加速煤矸石氧化过程,并加深煤矸石氧化程度;而酸度仅对煤矸石氧化速率有促进影响。（2）微生物作用下煤矸石氧化速率远大于煤矸石自然氧化速率,快速产酸期内接种氧化亚铁硫杆菌的矸石体系的产酸速率为23.218 mmol/kg·d-1,接种氧化硫菌群煤矸石体系产酸速率为27.432 mmol/kg·d-1,分别是无菌煤矸石体系产酸速率的3.67倍和4.34倍,进入缓慢产酸期后产酸速率仍是无菌煤矸石体系缓慢产酸期的1.4倍以上。氧化亚铁硫杆菌和硫氧化菌群混合作用煤矸石氧化速率高于单一菌,当两菌群接种比例为1:2时,实验体系氧化反应速率最快,最终对矿物中硫的氧化率可达到60.18%。煤矸石自然氧化达到反应缓速平台期后,氧化亚铁硫杆菌和氧化硫菌群的引入仍然可以促进氧化的进一步发生。（3）氧化亚铁硫杆菌和氧化硫菌群的胞外聚合物在作用于煤矸石氧化过程发挥电子介体的作用。红外光谱分析发现,氧化亚铁硫杆菌和硫氧化菌群的胞外聚合物中主要官能团是为-OH,-COOH和-NH2,以及酰胺I组和II中C=O,N-H等,验证了两种微生物EPS主要由糖类和蛋白质类构成;紫外-可见光谱分析发现氧化亚铁硫杆菌EPS具有氧化态的细胞色素c特征峰,且绝大部分细胞色素c位于固着态胞外聚合物中;此外,氧化亚铁硫杆菌和硫氧化菌群的EPS均在254nm范围出现明显腐殖质特征峰。在三电极系统中,测得EPS电子转移能力表现为氧化亚铁硫杆菌＞硫氧化菌群＞1:2混合菌群,对应电子转移能力分别为59.05、37.07、47.68μmol e-/g C,各样本EPS的电子接收量是给电子量的10倍以上,具有氧化性质。电化学阻抗谱检测发现溶解态胞外聚合物更容易协助电子在电解液中发生转移,而固着态胞外聚合物则倾向协助于电子改变在电极和电解液间状态的特点。论文共包含53幅图,14个表格,118篇参考文献。