（1）微生物表面络合机理：有些微生物，比如硫酸盐还原菌、蓝细菌和一些藻类微 生物的吸附作用和它们的细胞壁结构有关。细胞壁通过物理化学作用，把溶液中的重 金属离子吸附在它的胞外聚合物的结合位点上，例如羟基，氨基和磷酸根等官能团。

（2）微生物的氧化还原机理：有些微生物菌体因为本身就有氧化还原的能力，所以 导致吸附在微生物表面的重金属离子价态发生变化，进而使金属离子的毒理性质发生 改变减少毒性或变成挥发性的物质。例如，王保军［7］等发现烟草孢霉能将二价汞还 原成元素汞。

（3）微生物的离子交换机理：了解微生物的人都知道，微生物细胞表面的活性官能 团能够和溶液中的金属离子通过静电作用、共价键作用以及离子交换的方式吸附结合 在一起。微生物吸附重金属的过程中，往往还会伴随有其他阳离子析出的情况。 Kuyucak 等［8］研究发现，非活性海藻 Ascophyllum nodosium 在吸附 Co(Ⅱ)离子的 过程中，伴随着钙离子释放。

1。3。2 影响生物降解的因素

(1)微生物种类的影响 微生物吸附材料对重金属废水的处理具有针对性。因此微生物的种类不同，它对

重金属离子的降解能力也不尽相同。本实验中所用的微生物为短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）N2 和泡囊短波单胞菌（Brevundimonas vesicularis stain）S3 ，主要研究 N2 菌和 S3 菌对水中重金属 Zn 离子的吸附效果。

(2)吸附过程中环境因素的影响 除了微生物的种类之外，吸附过程中的各种条件因素也会对微生物的吸附效果产

生巨大影响［9］，例如重金属废水的初始浓度、微生物的投加量、处理废水的 pH 值、 温度、吸附时间等。下面简单介绍几种影响因素：

吸附时间的影响 一般情况下，吸附效果都是随着时间的推移而提高，生物吸附当然也不例外。但

生物吸附有一个特点，它的吸附分为快速吸附和慢速吸附两个阶段。在快速吸附阶段， 微生物吸附材料在很短的时间就能达到最终吸附量的 50—70%；过了这个阶段吸附速 率就会变缓，进入慢速吸附阶段，微生物材料需要经过很长一段时间才能达到吸附平 衡。

温度对吸附效果的影响 温度对生物吸附也有影响。有的微生物在吸附过程中会反应放热，因此稍稍提高

一下反应温度会提高生物吸附的效率，但温度不能太高，否则会抑制微生物的吸附作 用。此外，极端低温和极端高温都不利于微生物材料吸附重金属离子。

初始溶液中 Zn 离浓度的影响 研究表明，重金属离子的初始浓度对微生物的吸附效果也有很大影响。如果溶液

中重金属离子的初始浓度较高，微生物材料的吸附速率也会有所提高，但如果溶液中 的重金属离子过高时，微生物的最终吸附效果会有所降低。

④pH 值得影响

溶液的 pH 值对微生物的吸附效果影响巨大，除了极端耐受性微生物，一般微生 物吸附材料在过酸或者过碱的条件下，对溶液中重金属离子的吸附效果不到最佳吸附 效果的 50%。因此，在使用微生物吸附材料处理重金属废水时，调整合适的 pH 值至 关重要。

1。4 固定化微生物技术

1。4。1 固定化微生物的定义

大自然中的微生物大多数以生物膜的方式共同生长，以生物膜形式存在的微生物 也是固定化微生物。人工固定化微生物的方法很多，最常用的是包埋法。包埋法是指 用包埋材料将微生物菌种和固定化材料包裹在内部，形成具有一定机械强度的固定化 菌小球。这种方法制作出的固定化微生物材料易于保存，在处理废水时基本不会产生 二次污染，还可以回收利用。