以湖北咸宁温泉红壤胶体、河南巩义褐土胶体、针铁矿和高岭石胶体为材料，以从大冶铜矿区土壤筛选的耐重金属细菌NTG-01为实验菌株，研究该菌株对土壤胶体、矿物体系对Cu²⁺、Cd²⁺的吸附动力学影响，探讨不同pH及不同菌量条件下该细菌对土壤胶体和粘土矿物体系吸附Cu²⁺、Cd²⁺的影响，采用红外光谱技术研究土壤胶体、矿物及细菌吸附Cu²⁺、Cd²⁺的机理。主要研究结果如下： 1．当加入的菌量从6.5×10⁹加大到1.3×10¹⁰个时，红壤胶体、褐土胶体、针铁矿和高岭石对Cu²⁺的最大吸附量分别为：62、70，89.5、104.3，76.7、82.1，38.7、49.6mmol／kg，增长率分别为14％、27％，9.6％、27.7％，5.6％、13.3％和23.5％、58.2％。其中以高岭石的增幅最大，红壤次之，针铁矿最小。加上述菌量的细菌NTG-01后，红壤胶体、褐土胶体、针铁矿和高岭石体系比无菌体系分别增长11.6％、30.4％，9.6％、12.7％，28.2％、36.6％和13.8％，16.3％。菌量对体系吸附重金属容量的影响与细菌细胞对重金属离子的吸附固定和细菌对体系表面的理化性质发生改变有关。 2．随着pH的升高，细菌对Cu²⁺的吸附率逐渐上升，当pH大于6时，吸附率接近100％。细菌对Cd²⁺的吸附率随着pH的升高而增大，当pH为5.5时，其对Cd²⁺的吸附率达到最大。pH继续升高时，细菌对Cd²⁺吸附百分率有所下降。加入细菌NTG-01后，褐土胶体对Cu²⁺的pH—吸附率曲线差别不大；而使红壤胶体、针铁矿和高岭石对Cu²⁺的pH—吸附率曲线整体左移0.1-0.4个pH单位，即细菌NTG-01使三种体系对Cu²⁺的吸附率高于相应条件下无菌时的Cu²⁺吸附率。红壤胶体、褐土胶体和针铁矿体系对Cd²⁺的pH—吸附率曲线与无菌时相比整体左移0.1-0.8个pH单位，其中红壤左移幅度最小，针铁矿左移幅度最大。当pH＜7时，细菌NTG-01使高岭石胶体体系的Cd²⁺的pH—吸附率曲线右移；当pH＞7时，曲线左移。土壤胶体或矿物-细菌体系吸附Cu²⁺的pH₅₀比未加菌的小0.3-0.6个pH单位；吸附Cd²⁺的的pH₅₀则比未加菌的小0.2-0.8个pH单位。这说明细菌NTG-01的存在增加了Cu²⁺和Cd²⁺与土壤胶体或矿物表面的亲和力，使其在较低pH条件下就能被吸附固定。 3．加入细菌以后，褐土胶体和红壤胶体对Cu²⁺的吸附动力学过程依然用抛物线扩散方程拟合最好，即颗粒表面吸附点位数目控制反应速度。加入细菌NTG-01后，使褐土胶体和红壤胶体对Cd²⁺的吸附机理发生了变化。最优方程由原来的抛物线扩散方程变为一级反应方程，即在有细菌存在的土壤体系中，反应的速度取决于溶液中重金属的浓度。因此，控制土壤溶液中镉的浓度有利于微生物对土壤镉污染的生物修复。在80分钟内，加入细菌NTG-01后的褐土胶体和红壤胶体对Cu²⁺的吸附速率、累积吸附量与未加菌比，没有太大变化，而红壤、褐土-细菌复合体对Cd²⁺的吸附速率、累积吸附量明显大于纯红壤、纯褐土胶体。华中农业大学硕士论文谢朝阳中国武汉2（X）4年6月 4.细菌细胞表面的游离轻基一oH是吸附Cu2+的活动中心;加入细菌以后促进了cu2+与针铁矿表面游离轻基一oH反应，使cd2+与其表面的水合轻基（一0H2）的反应加强;细菌的加入导致了高岭石的游离轻基一OH的红外吸收峰强度降低， H说明细菌增强了cu2+与游离经基一oH的反应;细菌促进了褐土胶体表面的斗6一Si基团与CuZ+、CdZ+的反应。