土壤重金属污染来源广泛,污染严重,影响着农产品质量及人体健康,传统的土壤重金属污染治理方法有物理、化学、生物修复等,其中微生物修复作为一种绿色、经济、可循环的生物修复技术,得到广泛关注。本研究从广西贺州某锰矿区成功筛选到一株耐镉、铅、锰的真菌—棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）,通过改变pH、吸附时间、温度、重金属离子初始浓度等影响因素的研究,探讨棘孢曲霉对重金属离子的吸附性能。同时采用混料设计,将该菌种与几种廉价易得的材料（硅藻土、稻壳、锯末、草炭灰、秸秆）进行混合,制备了复合型吸附菌剂,并利用响应面法优化菌剂制备条件,缩短了发酵时间,降低了发酵成本。主要研究结果如下:1.研究从广西贺州某锰矿区筛选得到一株对镉、铅、锰均有较强耐受能力的真菌菌株,通过对该菌株的单菌落观察,可以确定该菌属于真菌,该菌株的长势快、体积大且表面平坦,气生菌丝较短,孢子浓密,深灰黑色,绒毛状,不易浸润,与一般霉菌疏松的结构不同的是,该菌质地紧密,在PDA固体培养基上不易挑取;该菌株与NCBI数据库中Aspergillus aculeatus的同源性最高,达到100%,在利用MEGA构建的系统发育树中,本实验菌株与Aspergillus aculeatus X1在同一类群中,它们的亲缘关系最近,为棘孢曲霉属。。通过对菌株的驯化,该菌株在Cd²⁺=20mg/L、Pb²⁺=4500mg/L、Mn²⁺=7000mg/L的条件下仍有生长,表现出较强的耐镉、铅、锰能力。2.棘孢曲霉对不同重金属胁迫下表现出不同的性状,主要表现在菌丝体、产孢量、孢子颜色等方面。肉眼下菌株在Cd胁迫下,因菌株孢子产量的急剧减少,整体表现为白色。SEM-EDS结果表明,镉、铅、锰三种金属对棘孢曲霉孢子的影响以Cd影响最为显著,其次是铅和锰;对棘孢曲霉菌丝的影响以锰最为明显,其次是镉和铅;EDS中Cd、Pb、Mn的质量百分比和原子百分比均有明显增加。采用单因素实验对棘孢曲霉的发酵条件优化,结果表明,棘孢曲霉的最适生长条件为:碳源为葡萄糖、氮源为蛋白胨、温度为发酵温度为28-34℃、培养基初始pH为5.5-6.5、摇床转速120-160 r/min。3.吸附等温实验、热力学、动力学实验表明棘孢曲霉对Pb²⁺、Mn²⁺的吸附非常迅速,且吸附过程均为吸热反应,Langmuir与Freundlich等温吸附方程均能较好地拟合棘孢曲霉对Pb²⁺、Mn²⁺的吸附,但是Langmuir的拟合效果更好,这说明棘孢曲霉对重金属铅、锰的吸附主要是以单层吸附为主;四种吸附动力学的拟合效果:准二级动力学模型>颗粒内扩散模型>准一级动力学>Elovich模型,由此表明棘孢曲霉对三种重金属的吸附过程由化学吸附控制,吸附的限制因素为吸附剂表面的活性位点;棘孢曲霉对三种重金属的颗粒内扩散方程拟合曲线图都并未过原点,表示颗粒内扩散不是唯一的控速步骤,吸附速率还受到其他因素的影响。综上动力学模型,棘孢曲霉对铅、锰的吸附过程可能是由表面吸附和颗粒内扩散共同控制的。4.混料设计对硅藻土（A）、稻壳（B）、锯末（C）、草炭灰（D）、秸秆（E）五种载体进行筛选和复配结果显示,当载体A的量为57.7%、B的量为19.6%、C的量为22.7%时,孢子萌发约为1.29×10⁸个/g,对Cd、Pb、Mn的去除率分别为105.6%、62.19%、41.53%,是单纯的棘孢曲霉对Cd、Pb、Mn去除率的1.85、1.06、1.64倍。四种响应值（活菌量、镉去除率、铅去除率、锰去除率）的多项式回归模型都十分显著（p<0.0001）,且对除镉去除率以外的其他响应值的拟合相关系数R²均大于0.9,拟合程度较好。5.采用Plackett-Burman设计初步分析各因素对棘孢曲霉在复合载体上生长的影响,选取影响较大的因素,由ANOVA分析可知,对复合载体中棘孢曲霉生长影响因素排序为水料比>发酵温度>烘干温度>发酵时间>营养液量>烘干时间>水的pH>接种菌液量。6.采用BOX设计方法,选取水料比、发酵温度、烘干温度这三个影响较显著的因素,以有效活菌数为响应值,得出三个因素交互作用显著,且回归模型拟合程度均较好（p<0.0001）,当水料比为2.8,发酵温度为30℃,烘干温度为39.5℃时,理论最大有效活菌数为8.625×10⁷个,与实际的8.5×10⁷个接近,且比初始条件下时最低和最高的活菌数高3.2倍和1.029倍。说明该模型能够很好的预测实际的菌剂制备情况。7.复合吸附菌剂对Pb²⁺、Mn²⁺的吸附非常迅速,且吸附过程均分为快速吸附阶段和慢速吸附阶段,当吸附开始的前60min、30min内,菌剂对不同温度下的铅、锰吸附量就能达到平衡吸附量的84%以上,分别在2h、1h时对Pb²⁺、Mn²⁺的吸附基本达到平衡,两种吸附动力学的拟合效果:准二级动力学模型>准一级动力学。