当今重金属废水污染问题一直困扰着人类社会。重金属对人体毒害作用大,对生态环境造成严重危害。含铅、镉废水来自电镀、冶金等行业,是造成人类骨痛病等重大疾病的元凶。固定化微生物技术在处理重金属废水上具有效率高、无二次污染等优势,有良好环境效益和经济效益。本文采用海藻酸钠、明胶、聚乙烯醇为包埋材料,按照优化比例(海藻酸钠2%、明胶0.5%、聚乙烯醇2%)制备固定化酵母菌,在Pb2+、Cd2+初始浓度为120mg/L、pH=5.0,温度25℃、转速180r/min的条件下振荡吸附2h,同时以固定化载体和酵母菌作对比,结果显示固定化酵母菌处理重金属离子能力最强,能有效提高酵母菌吸附重金属离子的能力。通过以0.1mol/L的HC1溶液作为洗脱剂的吸附-解析试验表明,固定化酵母菌小球至少可以循环使用5次,每次Pb2+的吸附率可达到70%以上、解吸率可达到85%以上;Cd2+的吸附率可达到60%以上、解吸率可达到80%以上。以上均表明固定化酵母菌具有良好的稳定性和再生性。应用扫描电镜分析SA-PVA-明胶载体(海藻酸钠-聚乙烯醇-明胶载体)微观结构,表明SA-PVA-明胶载体有利于酵母菌附着和生长;固定化酵母菌内部大量完整酵母菌分布证明固定化技术对细胞毒性小;吸附Pb2+、Cd2+后固定化酵母菌小球内部菌体减少,会使载体内部结构变得松散,有利于进一步发挥吸附作用。通过分析傅里叶红外光谱图发现与SA-PVA-明胶载体相比,固定化酵母菌增加了一个酯羰基的特征吸收峰,推测原因可能为酵母菌细胞表面的羧基与醇发生了酯化反应。比较处理前后固定化酵母菌红外光谱图,表明吸附Pb2+过程有—OH、—COOH、B—O或环状C—H基团参与反应,吸附Cd2+过程有—OH、—COO、B—O或环状C-H、羰基、—CH2—基团参与反应,同时表明吸附过程存在化学吸附。利用MDA(丙二醛)含量表征Pb2+、Cd2+胁迫下细胞氧化损伤程度,结果表明固定化酵母菌比酵母菌的细胞氧化损伤程度小,体现了固定化酵母菌的优势。同时利用加HN03法发现固定化酵母菌在吸附Pb2+、Cd2+时,胞外络合机制发挥了重要作用,体现了固定化酵母菌的耐受性,缓解了 Pb2+、Cd2+的毒性效应。