工矿企业排放含大量重金属的废水和周边被重金属污染的土壤是当今水、土治理工作的重点,其核心问题是针对被污染的水、土特点,研发高效、廉价、稳定、低能耗、环境友好的水土修复技术,并予以推广和应用。本论文的研究在地球化学工程技术的基础上结合微生物修复理论,在实验室建立了细菌工作站,利用霞湾地区采集的土壤、沉积物和水样筛选、富集培养了硫酸盐还原菌（SRB）作为目标菌种,筛选了细菌包埋技术的生物载体,开展了微生物包埋技术的研发,利用SRB及生物载体对工业废水中高浓度Mn、Cd元素去除取得了显著效果。同时本论文利用锰氧化细菌（MOB）开展了对重金属Cd的深度处理研究,讨论了锰氧化细菌（MOB）对Cd去除的机制,取得显著效果。本研究利用地球化学工程技术和微生物技术修复技术的优势,针对湖南株洲霞湾地区工矿企业周边被重金属污染的农业用地开展了盆栽试验。试验结果显示利用SRB菌种联合矿物修复可以加强修复效果,SRB在土壤修复中发挥的作用显著。本论文的主要成果如下:1.高效去除工业废水中的高浓度Cd、Mn,达到相应排放标准。本研究采用一级硫酸盐还原生物滤池在进水镉浓度为5mg/L时,可以使出水中镉浓度低于0.1mg/L,达到国家《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010）中对镉的排放要求。在进水镉浓度为12mg/L时,通过二级生物滤池处理,能够使出水镉浓度低于0.005mg/L,出水锰浓度低于0.1mg/L。出水镉浓度达到国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中二至三类水对镉的要求,出水锰的浓度达到了集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准的限值要求。2.深度去除废水中Cd、Mn,达到饮用水标准。本研究采用一级锰氧化生物滤池在进水镉浓度为0.5mg/L时,出水镉浓度低于0.005mg/L,可以满足国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中对水中金属镉含量的要求饮用水标准。采用一级锰氧化生物滤池在进水锰浓度为3mg/L时,出水锰浓度低于0.1mg/L,可以满足国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中对水中金属锰含量的要求。3.利用锰氧化细菌（MOB）深度去除微污染水体中的Cd,发现新的去除现象,初步探讨了去除机理。为锰氧化细菌（MOB）深度去除微污染水体中其他重金属元素奠定理论基础。4.显著降低白菜和快菜中Pb、Hg、As、Cd含量。采用本地球化学工程-生物土壤修复技术,每2000g 土添加100gH（纤维状）+100ml微生物（SRB）,可以使快菜组中Pb、Hg、As三种重金属的含量（湿重）全部达到了《食品中污染物限量》（GB2762-2005）的标准,修复效果显著。对Cd有显著的修复效果,对Cd的修复率达到了 38.71%。可有效降低高污染区重金属人体暴露的风险。5.技术成本经济廉价。本研究的修复技术在经济上大大降低了使用成本,对重污染地区土壤修复,每亩666.66平方米,挖表层0.20米深,即133.20立方米,每立方米1.5吨。每亩地修复成本为1.50万元,远远低于市场上土壤修复公司的修复成本。工业废水重金属的处理成本主要集中在前期工程和装置的设计和建立,建立一个处理流量40L/H的装置成本为5万元。微生物培养、水处理系统和装置的运行及维护成本很低廉,仅为用电和人工成本。因此从经济上考虑,该技术具有很高的推广价值。