土壤是一多组分的复杂体系,土壤矿物、微生物、有机质的相互作用及其对重金属离子的吸附和络合,影响着土壤中重金属离子的活性和生物有效性。研究重金属离子与土壤组分相互作用机理有助于揭示重金属在土壤中的形态、分布和转化,可为评估重金属的环境风险,进行污染土壤的修复提供科学依据和技术支撑。本文以两种典型的土壤矿物、代表性土壤细菌(恶臭假单胞菌Pseudomonas putida),以及腐殖酸为材料,采用化学平衡吸附,结合电位滴定技术、傅立叶变换红外光谱及等温滴定微量热技术,探讨重金属Cd(Ⅱ)在多组分界面结合的特点和可能的机制,获得以下结果:1.等温吸附结果表明,二元复合体矿物-腐殖酸对Cd(Ⅱ)吸附量高于矿物,细菌-腐殖酸对Cd(Ⅱ)吸附量低于细菌。三元复合体蒙脱石-细菌-腐殖酸对Cd(Ⅱ)的吸附量高于蒙脱石-细菌,说明腐殖酸可促进蒙脱石-细菌对Cd(Ⅱ)的吸附。2.在pH3-7范围内,蒙脱石、细菌、腐殖酸及其复合体对Cd(Ⅱ)吸附量随pH升高而增加,且在pH3-5范围内上升明显,后趋于稳定。针铁矿及其与细菌、腐殖酸复合体在整个pH范围内(2-7)吸附量上升显著。3.准二级动力学方程可较好的拟合蒙脱石、细菌、腐殖酸及其复合体对Cd(Ⅱ)的吸附,表明各吸附剂对Cd(Ⅱ)的吸附以化学吸附为主,涉及金属离子与表面质子的交换吸附。蒙脱石-细菌-腐殖酸对Cd(Ⅱ)有较大吸附速率。4. FTIR结果显示蒙脱石-恶臭假单胞菌-腐殖酸复合体中细菌的羧基和蒙脱石表面的羟基对Cd(Ⅱ)产生吸附。磷酸基参与了针铁矿-细菌-腐殖酸复合体的形成。5.微量热结果表明,蒙脱石、细菌、腐殖酸及其复合体系对Cd(Ⅱ)的吸附为放热反应,焓变在-20.80~-1.04kJ mol-1之间。蒙脱石-细菌-腐殖酸对Cd(Ⅱ)的吸附反应有最大的焓变(-20.80kJ mol-1)与熵变(-91.77Jmol-1K-1),说明腐殖酸可增强三元复合体对Cd(Ⅱ)亲和力。△S<0,说明蒙脱石-细菌-腐殖酸三元复合体与Cd(Ⅱ)形成外圈络合物。针铁矿-恶臭假单胞菌-腐殖酸复合体与Cd(Ⅱ)反应为微量吸热的过程,是一个熵增的过程,说明Cd(Ⅱ)与三元复合体中羧基和磷酸基形成内圈络合物。