本文以Ca2+交联海藻酸钠-黄原胶复合微球为吸附基质，通过溶胶-凝胶法，优化制备了SiO2/海藻酸钙-黄原胶互穿网络微球(SiO2/CA-XG)，采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、热重(TGA)、比表面分析(BET)等方法对SiO2/CA-XG微球进行了表征，相应微球物化性能稳定。同时系统探讨了相应微球对于水体中铅、铜、镉、锌四种典型重金属离子的吸附行为及关键影响因素。该微球作为环境友好吸附功能材料，分别应用于铅酸蓄电池工业废水中铅污染物的净化与回收利用，及上海市雨水中重金属离子的去除。综合结果表明：SiO2/CA-XG微球对水体中铅离子的吸附主要受微球投加量、时间、温度、溶液盐度及共存重金属离子强度影响。该微球对水体中铅离子的吸附符合Langmuir吸附等温模型，且在20、30、40℃时，微球对于铅离子的最大饱和吸附量分别为18.87、23.31、25.84mg/g。由吸附热力学实验可得，ΔG0(-5kJ/mol，20℃)，ΔH0(7.20kJ/mol)，ΔS0(18.02J/(mol·K))，表明微球对于铅离子的吸附是自发的放热反应。吸附动力学数据表明，微球对于铅离子的吸附符合准二级动力模型(R2>0.99)。使用0.5mol/L HCL溶液作为洗脱液，经过25次吸附-脱附过程，SiO2/CA-XG微球仍能保持100%铅离子吸附率，说明微球的可再生性能良好。SiO2/CA-XG微球实际应用于铅酸蓄电池工业废水中铅污染物的固定床吸附去除与回收过程(2mg/L)，经过连续40h处理，废水中约100%铅离子可以被吸附，约93%的铅离子被回收利用。该微球对于雨水样品中的重金属离子均有不同程度的去除。