自然水体生物膜广泛存在于天然水环境中,是由多种微生物和无机矿物质组成的复杂且开放的生物系统,对水体中的重金属表现出很强的富集和吸附能力。巯基是生物体内一种活跃度很高的基团,可以与重金属形成稳定的络合物,达到对生物自身的净化解毒作用,在水体重金属污染的修复过程中也有着重要意义。本研究通过掩蔽生物膜中巯基的方式,探究生物膜中巯基对金属吸附特征的影响,有助于全面了解天然水体的自净机制和重金属的迁移行为。为了解自然水体生物膜中巯基对Pb、Cu、Cd三种重金属的吸附特征,本实验选用了一种可以与巯基特异性结合的物质——单溴（三甲基铵）二溴化溴（qBBr）作为巯基掩蔽剂。在确定qBBr充分掩蔽生物膜中巯基的反应时间和浓度的基础上,研究了qBBr对生物膜生理活性的影响,并对生物膜中巯基含量进行定量测定,以探究巯基掩蔽实验的恰当条件;对比在不同p H下未掩蔽/qBBr掩蔽巯基的生物膜对Pb、Cu、Cd吸附特征的差异,并计算三种金属和巯基的结合常数,明晰了巯基在三种金属吸附过程中的贡献和作用。实验结果表明,qBBr与生物膜（干重）之比为8μmol/g,反应10 h后生物膜中的巯基可以被完全掩蔽。在不同qBBr浓度下,生物膜中叶绿素a含量基本不变,超氧化物歧化酶和丙二醛的含量随qBBr浓度的升高稍有提升,结合显微镜结果分析,在一定浓度范围内qBBr不会对生物膜吸附重金属产生影响。电位滴定数据的拟合计算结果表明,生物膜中巯基位点约占总吸附位点浓度的5.7%,羧基、磷酸基、氨基等非巯基基团为生物膜中的主要吸附位点。掩蔽/未掩蔽巯基生物膜对三种金属的吸附动力学和热力学特征均可分别用一级动力学方程和Langmuir方程进行拟合。在本研究的p H范围内,生物膜对金属的最大吸附量均随p H的升高而不断增加,吸附量呈Pb＞Cu＞Cd的趋势。随着p H的升高,掩蔽/未掩蔽巯基生物膜吸附量的差距逐渐增大,表明巯基在三种金属吸附中的贡献也不断增加。与其他非巯基官能团相比,三种金属与巯基结合的稳定性明显更强,其巯基结合常数比非巯基结合常数高1.8～2.7数量级,生物膜中巯基对三种金属的结合能力表现为Pb＞Cu＞Cd。在金属负载量相对较低时,金属会优先与巯基位点结合,且结合量占据了总吸附量的大部分,金属负载量越低,巯基结合的金属在总吸附量中占比越高。由于生物膜中巯基位点在总吸附位点中的占比较低,随着金属负载量的上升,在金属与巯基的结合达到相对“饱和”后,非巯基位点将逐渐主导金属的吸附。