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酸性矿山废水（Acid mine drainage,AMD）引起的水环境污染问题日益突出。本文采用高通量测序Mi Seq技术,对贵州某以碳酸盐岩为反应介质处理AMD系统中细菌群落结构的沿程变化及其功能分析。并利用从矿山堆场浸出液中培养驯化获得的铁氧化细菌液,通过摇瓶实验,探讨碳酸盐岩对酸性硫酸盐体系中Fe2+生物氧化与生物催化次生矿物合成的影响机制。再利用聚丙烯立体弹性填料表面生物膜的形成,构建生物氧化与碳酸盐岩中和联合处理系统对模拟AMD动态实验研究。本研究结果可为生物氧化与碳酸盐岩中和法联合治理AMD的作用过程与方法构建提供基础数据参考。（1）贵州某以碳酸盐岩为反应介质处理AMD系统中细菌群落结构特征变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）为主要优势菌门,而蓝细菌门大多存在于反应池悬浮物中（90.95%）;细菌群落结构受沉积物中重金属浓度影响,尤其Fe、Ni、As和Pb的影响较为显著。细菌群落在系统前端（进水沟渠和反应池）和后端（沉淀池和人工湿地）存在明显差异,随反应系统处理进程,细菌α-多样性指数在沉积物中沿程增加;铁氧化细菌（披毛菌属（Gallionella）和Sideroxydans等）和铁还原细菌（地杆菌属（Geobacter）和红育菌属（Rhodoferax）等）大多存在于多级复氧反应池沉积物中;湿地沉积物和植物根际土壤中土微菌属（Pedomicrobium）（8.38%±1.51%）和硝化螺旋菌属（Nitrospira）（14.75%±0.46%）丰度明显高于多级复氧反应池。因此在以碳酸盐岩为反应介质处理AMD系统中污染物去除机理除碳酸盐岩中和沉淀作用外,生物氧化和生物还原作用也值得关注。（2）碳酸盐岩对酸性硫酸环境中Fe2+生物氧化及次生矿物合成的影响添加10 g和30 g碳酸盐岩不会对体系中p H、ORP和Fe2+生物氧化速率产生明显影响,但TFe（总铁）的去除率可从37%分别提高到55%和62%,矿物生成量也从8.17 g·L-1分别增加到12.03 g·L-1和13.69 g·L-1;同时体系中合成的次生铁矿物相与不加碳酸盐岩时无明显变化,主要为黄铁矾和施氏矿物的混合物。随着碳酸盐岩量添加至50 g、70 g和90 g时,体系中p H上升快速,Fe2+生物氧化速率受到抑制,并产生大量结晶程度较好的硫酸钙,铁矿物形成主要为纤铁矿或针铁矿。而适量的碳酸盐岩添加可使体系中产生Ca2+和Mg2+,从而影响次生铁矿物的合成。因此,在以碳酸盐岩为反应介质的酸性矿山废水处理工艺设计中,可通过添加A.f菌并控制碳酸盐岩投加量,强化系统中Fe2+生物氧化及次生矿物的合成,从而进一步提高反应系统对TFe的去除效果。（3）生物氧化与碳酸盐岩中和联合处理系统构建研究生物氧化较碳酸盐岩中和能有效将Fe2+浓度为593.67 mg·L-1的AMD中Fe2+氧化（40.18%-55.49%）,但TFe的去除率不佳（5%-17.39%）。而添加适量碳酸盐岩提升p H（3.03-3.86）,不仅能有效氧化Fe2+（39.09%-52.64%）,还可以提升TFe（25.09%-47.33%）去除率。碳酸盐岩中和能有效将AMD的p H提升至6左右,但继续提升p H非常缓慢,且对Fe2+氧化（24.72%-34.73%）效果不佳,而对Fe3+去除效果较好。添加碳酸盐岩生物氧化段的沉积物中次生矿物为黄铁矾、施氏矿物和四方纤铁矿等,而未添加碳酸盐岩的沉积物中次生矿物主要为黄铁矾。在聚丙烯立体弹性填料表面可形成稳定的生物膜,其主要由微生物和沉淀物构成。其中添加碳酸盐岩的填料表面沉淀物为黄铁矿和施氏矿物混合物,而未添加碳酸盐岩的填料表面沉淀物为黄铁矾。在生物氧化段水样中嗜酸硫杆菌属（Acidithiobacillus）和钩端螺旋菌属（Leptospirillum）占主要优势（占75%以上）,同时还含有低丰度嗜酸菌属（Acidiphilium）和假单胞菌属（Pseudomonas）等具有Fe和S氧化或还原能力的细菌群落。