镉是一种稀有金属元素，有韧性和延展性，且耐腐蚀，被广泛应用于工业生产中，这导致大量的镉排放到环境中造成严重污染。传统的镉废水处理方法有沉淀法、电化学方法、膜过滤法、离子交换法等，这些方法成本较高，与之相比，生物吸附法具有经济有效、无二次污染等优点受到了广泛的关注。具有吸收重金属能力的生物有多种，如植物、真菌、细菌和微藻等，其中微藻种类多、分布广、适应性强、价廉易得、对重金属具有较高的吸附能力。但目前利用微藻处理含镉废水依然面临以下两个难题:一是自然界中的微藻对重金属的耐受能力差，重金属往往抑制藻类生长。二是现在收集藻类的技术为离心收集，其能耗大。针对上述问题，本研究以模式生物莱茵衣藻作为研究对象，研究其镉胁迫下衣藻的生理变化、通过插入诱变得到耐镉突变体以及利用藻类固定化技术将耐镉突变体用于含镉废水处理。主要研究内容和结果如下:
　　(1)探讨不同浓度的镉对衣藻的生理影响，观察镉胁迫下衣藻的亚显微结构。发现镉能降低衣藻生长速率，影响光合作用，改变细胞形态，使细胞积累酸钙体、质体球和淀粉粒等细胞器。
　　(2)通过正向遗传学的手段，将片段FSD∷AphⅦ∷RSD随机插入衣藻基因组中，先经过含500μM镉的固体培养基筛选，再在氯化镉为200μM的液体培养基中筛选验证，最终得到1株耐镉突变体。
　　(3)以海藻酸钠为包埋材料，生物炭和硅藻土为添加剂，固定衣藻突变体，制得衣藻胶球，并将其用于水中镉的去除。处理250μM含镉废水时，海藻酸钠质量分数2％、硅藻土质量分数1％、活性炭质量分数0.1％、CaC12浓度0.1mol/L制得的胶球可以富集63.41％的镉。
　　综上所述，镉对衣藻生理和结构影响的研究以及耐镉突变体的筛选为通过遗传改造提高镉的富集能力打下了基础。含镉废水处理的研究有助于利用微藻改善我国的镉污染现状。