工业的快速发展促进了经济的快速发展,但随之而来的环境污染也引起了人类的重视,重金属污染就是其中不容小觑的一环。重金属镉是一种生物非必需的剧毒金属元素,常常通过食物链在生物体内富集,最终导致器官损害和癌症。而在所有的修复方法中,微生物修复法因为其资源丰富,经济实用,高效环保等优点,逐渐成为最热门的修复方法之一。本研究从被污染的废弃金矿矿区土壤中分离鉴定耐镉细菌,对比生长状态和非生长状态(活细胞和死细胞)下的吸附特性,以及对其吸附机理进行了初步的研究。主要结果如下:从土壤样品中筛选分离得到2株高耐镉的细菌,分别命名为2-7和3-1,通过系统学的鉴定表明细菌2-7为芽孢杆菌(Bacillus sp.),细菌3-1为伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.),选择吸附能力较强的3-1进行后续试验。3-1在10 mg/L以下的Cd²⁺中生长不受影响,在100 mg/L时仍然具有吸附作用;在p H为5,初始浓度为5 mg/L时去除效率最高为83.64%,培养时间为24 h时去除效率最高。SEM和TEM结果表明,镉对细胞有一定的毒害作用,同时细胞为抵抗毒害采取与Cd²⁺结合或部分内流的方式抵御毒害;FTIR结果说明菌体表面的-CH₂-、酰胺I、-NO₂、-COOH、-C-OH和-CO-基团参与了吸附过程。此外,采用SDS和苯甲酸钠消除质粒后,3-1的耐镉能力差别不大,而且提取的质粒未发现条带,因此初步推测菌株3-1的耐镉基因位于染色体上。对于菌株3-1非生长状态下的活细胞和死细胞,最佳的菌体浓度分别为1.0g/L和0.5 g/L;去除效率在Cd²⁺浓度为5 mg/L时最大,分别为83.07%和70.44%;最大吸附容量分别为19.40 mg/g和20.40 mg/g;平衡时间分别为40min和20min。活菌体对Langmuir模型的拟合度略高于Freundlich模型,推测活细胞对镉的吸附过程是以同质面吸附为主,兼有异质面吸附的过程,死细胞对Freundlich模型拟合效果好,表明死细胞是同质面吸附。同时,活、死细胞对准一级动力学模型和准二级动力学模型的拟合度都很高(R~2>0.99),因此不论是活细胞还是死细胞,对溶液中的Cd²⁺的吸附过程都是化学吸附和物理吸附并存,但以化学吸附为主。另外,吸附后活细胞的内部和外部都检测到了Cd²⁺,而死细胞绝大多数的镉存在于细胞外部,这表明活细胞是胞外吸附和胞内积累的过程,而死细胞仅有胞外吸附。随后的SEM-EDX分析也表明了两种吸附剂对镉胞外吸附,且吸附的镉均匀存在于细胞表面。FTIR分析表明活细胞吸附过程由≡C-H、-OH、酰胺I、-NO₂、-C-OH、-CO-、-CH₂、-COOH基团参与;死细胞吸附过程由N-H、-OH、酰胺I、-NO₂、-COOH、-C-OH、-CH₂参与完成。综上所述,生长状态和非生长状态下的吸附能力差异不大,但由于活细胞较生长中细胞不受营养、环境条件等限制,且较死细胞具有很强的胞内积累重金属离子的能力,在吸附后不容易脱附,性质较为稳定。因此,Burkholderia sp.3-1的活细胞是一种非常具有实际应用意义和潜力的生物吸附剂。