自然水体生物膜主要是附着于水环境中固相的表面上，由生长发育着活跃的单一或混合的微生物群体和铁、锰金属氧化物、有机质及少量的矿物质组成的活性膜。获取生物膜的人工基质不同，其对污染物的吸附效果差异很大。本次试验以董铺水库为水源、天然纯棉绳为人工基质培养生物膜，对附着棉绳上的自然水体生物膜的成分及其对Cu²⁺、Cd²⁺、pb²⁺、Zn²⁺四种重金属离子的吸附热力学、吸附动力学特征，对pH、温度和混合离子等对吸附产生影响的因素进行了研究。其主要结果如下：（1）通过对实验数据进行非线型拟合，生物膜对四种重金属的吸附均符合Freundlich（F）和Langmuir（L）吸附等温式，对四种金属的吸附能力顺序是：pb²⁺>Cu²⁺>Cd²⁺>Zn²⁺。（2）生物膜对Cu²⁺、Cd²⁺、pb²⁺、Zn²⁺四种重金属离子的吸附均在数小时内达到平衡，吸附过程符合二级动力学特征。（3）通过调节吸附液初始pH、温度及混合离子，对吸附的影响因子进行研究，结果表明：①随着pH的改变，附着生物膜的棉绳对Cu²⁺、Cd²⁺、pb²⁺、Zn²⁺四种重金属的吸附量亦显著变化。其中，对Cu²⁺吸附的最佳pH范围在5～6，对Cd²⁺的最佳pH范围为4-6，对pb²⁺的最佳pH范围是5～6．5，对Zn²⁺的最佳pH范围为5～6．5。②当温度处于10～30℃范围，附着生物膜的棉绳对四种重金属的吸附量均随温度升高而有显著增加，当温度大于30℃时，附着生物膜的棉绳对Cu²⁺、Cd²⁺、pb²⁺、Zn²⁺四种重金属的吸附量均呈不同程度的下降。③将Cu²⁺、Cd²⁺、pb²⁺、Zn²⁺四种重金属离子进行两两混合，评价在二元混合离子存在的体系中，生物膜吸附能力的变化，结果发现：当Cu²⁺与Cd²⁺混合，附着生物膜的棉绳对Cu²⁺的选择性较强；当Cu²⁺和pb²⁺混合，附着生物膜的棉绳对pb²⁺的选择性较强；当Cu²⁺与Zn²⁺混合，附着生物膜的棉绳对Cu²⁺的选择性较强；当Cd²⁺与pb²⁺混合，附着生物膜的棉绳对pb²⁺的选择性较强；当Cd²⁺与Zn²⁺混合，附着生物膜的棉绳对Cd²⁺的选择性较强；当pb²⁺与Zn²⁺混合，附着生物膜的棉绳对pb²⁺的选择性较强。通过实验数据及理论分析表明，将生物膜技术应用于水环境中重金属的去除，不易造成二次污染，操作简便，可大大减低水污染治理成本，对重金属的深度处理具有现实的意义，其在实践中的应用有待更一步的研究。