本实验以枯草芽孢杆菌作吸附剂,考察了枯草芽孢杆菌的生物学特性及对Cu2+和Cd2+的耐受性,多种因素对菌体吸附Cu2+和Cd2+的影响,并进行了吸附机理和解吸的初步探讨。
　　 采用单因素实验方法,研究了温度、吸附时间、pH值,菌体浓度、初始金属离子浓度、预处理对枯草芽孢杆菌吸附Cu2+和Cd2+的影响。结果表明:当Cu2+浓度为20 mg·L-1、菌浓度35 g·L-1、吸附时间为120 min、温度30℃时,pH值为5.00、对Cu2+去除率可达到88.98％。当Cd2+浓度为30 mg·L-1、菌浓度30 g·L-1、吸附时间为120 min、温度30℃,pH值为6.00,对Cd2+去除率可达到91.65％。随着Cu2+和Cd2+溶液浓度的增加,吸附菌对Cu2+和Cd2+的去除率逐渐提高;随着温度的升高吸附菌对Cu2+和Cd2+的去除率逐渐提高;菌体对Cu2+和Cd2+的吸附30 min内基本达到吸附平衡。培养基中加入葡萄糖可以提高去除率;由预处理实验得出用0.08 mol·L-1氢氧化钠,50％(V/V)丙酮分别处理菌体都可以提高对Cu2+和Cd2+吸附效果。
　　 通过枯草芽孢杆菌对混合离子的吸附实验研究,结果表明:40 mg·L-1的Cd2+的存在使菌体对20 mg·L-1的Cu2+的去除率下降20.20％,40 mg-L-1的cu2+的存在使菌体对30mg·L-1的Cd2+的去除率下降20.33％。枯草芽孢杆菌吸附Cu2+和Cd2+的盐效应实验结果表明:Mg2+,Ca2+,K+,Na+的存在均降低Cu2+和Cd2+的去除效率。
　　 菌体对Cu2+和Cd2+的吸附符合Langmuir和Freundlich等温式方程,吸附动力学研究结果表明,用二次速率方程来拟合该吸附过程效果比较好。不同吸附剂对Cu2+和Cd2+的吸附实验表明:活菌体对Cu2+的去除率是88.98％,对Cd2+的去除率是91.65％;死菌体对Cu2+的去除率是78.05％,对Cd2+的去除率是81.59％,胞壁多糖对Cu2+的去除率是40.72％,对Cd2+去除率是73.80％。能谱分析初步证明在吸附Cu2+时存在Na+交换机理。红外光谱分析得出枯草芽孢杆菌的羧基,羟基,氨基官能团在吸附中起了作用,并有多糖参与吸附。扫描电镜观察枯草芽孢杆菌在吸附Cu2+和Cd2+前后形态发生变化。解吸实验确定,当解吸剂H2SO4浓度是0.15 mol·L-1、解吸温度是30℃、解吸时间为60 min、溶液pH为2.00时,对Cd2+的解吸率达到95.22％,Cu2+的解吸率达到90.56％。