煤炭开采和分选加工过程中，大量的煤系及其伴生矿物杂质都被当作矸石排放到矸石山，其中的有害重金属元素和硫化物与空气和水接触，经微生物催化后对周边环境造成严重的硫污染。而利用硫氧化/还原微生物（SOB/SRB）可以很好脱除矸石中硫化物和固定酸性废水中重金属离子，达到硫污染治理目的。因此，开展与矸石山硫污染微生物治理相关的基础研究对矿区生态恢复具有重要的指导意义。本文利用PCR-16S rRNA基因克隆文库，硫的K边XANES，Tessier五步提取等方法首先研究了湖南湘潭某矿区煤矸石山周边土壤中的微生物群落和硫及重金属形态分布特征，然后分离鉴定其中的部分SOB和SRB微生物，并对SOB和SRB浸出煤矸石和处理酸性废水的特性进行了研究。研究结果表明矸石山周边的土壤呈酸性，而且不同程度的受到了Cr、Fe、Mn等重金属的污染。其中Cr在土壤样品中主要以残渣态存在，Fe主要以碳酸盐结合态和残渣态存在，而Mn在部分样品中以残渣态存在。土壤样品中的矿物组成主要是石英和高岭土，还存在少量的金属矿物；而样品中的硫的形态大部分是以硫酸盐形式存在，其次是硫代硫酸盐和亚硫酸盐，还有少量有机硫。主成分分析（PCA）结果表明，所采集的10个样品聚为四大类。从四个代表性土壤样品共获得63个OTUs，分属六大门类微生物（Nitrospira门、Actinobacteria门、Firmicutes门、Proteobacteria门、Deferribacteres门和Ktedonobacteria纲）。其中优势菌有： Moorella glycerini， Escherichia coli，Leptospirillum ferriphilum，Ferrimicrobium acidiphilum，Sulfobacillusbenefaciens，Desulfomonile tiedjei。PCA分析结果表明氧化还原电位对Proteobacteria门微生物的分布影响较大，Ktedonobacteria则受到pH的影响，相比之下其它微生物种群与土壤的理化特性相关性不明显。Deferribacteres、Nitrospira和Actinobacteria门微生物的分布与硫酸盐、硫代硫酸盐相关性较强，Ktedonobacteria、Proteobacteria与亚硫酸钠、氧化型谷胱甘肽相关性较强，而Firmicutes与硫化物无明显相关性。从土壤样品中分离纯化出两株SOB菌株和一株SRB菌株，16S rRNA基因序列分析表明三株菌分别与Acidithiobacillus thiooxidans，Acidithiobacillusferrooxidans和Desulfuromonas svalbardensis相似度较高，命名SOB-1、SOB-2和SRB-7。XRD表明SOB处理前后矸石的物相组成变化不明显。XPS和XANES结果均表明原始矸石中硫形态主要是硫酸盐，还有少量硫化物。SOB-1对矸石浸出效果较差，样品中硫的形态以及各种形态硫的含量基本没有发生变化，而SOB-2、SOB-1和SOB-2的混合培养液对矸石有一定处理效果，硫的形态分析结果表明，原始样品中的还原型硫化物转变成硫酸盐。SRB-7菌株对酸性废水中的Fe，Mn，Pb和Zn离子均具有一定的去除效果，整体上来看，菌株对四种离子去除效率为Pb>Fe>Zn>Mn，其中Pb离子经7d处理后去除率达100%。