一些行业排放的重金属废物污染了环境,并且通过饮用水和食物链的积累与传递对公共健康构成威胁。常规的物理和化学修复技术成本较高,操作条件较苛刻,且很难处理较低浓度的重金属废水。微生物生物吸附技术为有毒物质:例如重金属的生物修复提供了一种更经济、更具竞争力的解决方案。鉴于此,本论文从未污染的土壤中分离并鉴定出了大肠杆菌（Escherichia coli）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）,研究了这三种常用于基因操作的微生物菌株对镉(Cd²⁺)的耐受能力,比较了其对Cd²⁺的吸附差异,并探究了吸附机制。旨在为筛选微生物吸附材料提供技术指导和科学依据。研究结果包括以下三个方面:首先,实验参考了《伯杰氏系统细菌学手册》和《真菌鉴定手册》,筛选出与大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母菌落特征和菌体形态相似的菌种,针对细菌和真菌的差异,采用特定的通用引物进行分子生物学检测。测序结果在NCBI基因库中BLAST比对,发现与大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母相似度高达99%,使用邻近法构建的系统发育进化树也与其聚为一枝。在此基础上,研究了三种微生物菌种对镉的耐受能力,发现大肠杆菌的耐受能力更强,在Cd²⁺浓度40 mg/L下可以继续生长,而枯草芽孢杆菌、酿酒酵母只能在Cd²⁺浓度20 mg/L下生长。其次,经评估菌种接触时间、初始浓度对Cd²⁺吸收的影响发现,拟二级动力学模型更适合描述生物吸附过程;吸附等温线用于反映其生物吸附能力,由Langmuir模型计算得到的三种菌种的最大生物吸附能力分别为:37.764、56.497、22.437 mg Cd/g生物量。在细菌组中,Cd²⁺的生物吸附主要发生在菌体的细胞壁上,而酵母组中细胞内外之间的吸附差异不明显。同时发现,由于彼此之间结构的差异,枯草芽孢杆菌在高浓度下吸附效果最好,而大肠杆菌表面的去除率在高浓度下会降低,酿酒酵母的生物吸附能力始终保持较低的水平。还有,傅里叶红外光谱反映了三种菌种参与生物吸附的官能团差异,其中枯草芽孢杆菌在吸附Cd²⁺的过程中参与的官能团最多。扫描电镜和EDS能谱分析表明,Cd²⁺与微生物的结合主要依靠离子交换机制。吸附Cd²⁺后,大肠杆菌和酿酒酵母表面变得粗糙和褶皱;枯草芽孢杆菌表面产生了胞外聚合物,这些是Cd²⁺结合的重要位点。综上所述,在从同一地点分离出的大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母三种微生物菌种中,大肠杆菌具有更高的镉耐受能力。虽然,不同微生物菌种由于其结构的差异对镉的吸附能力、吸附特性具有差异。但是,离子交换机制是三种微生物菌种对Cd²⁺吸附的主要机制。枯草芽孢杆菌对Cd²⁺的吸附容量更大,达到56.497 mg/g。原因是更多种类的官能团参与了菌体表面的吸附,并且在和Cd²⁺的接触过程中产生了胞外聚合物,增强了胞外的吸附能力。