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重金属镉是自然界中很难被自发降解的有毒重金属之一,无论是对水体还是土壤都具有较大的危害性。近年来许多国内外研究表明,生物炭和微生物在重金属的钝化与降解方面有巨大潜力,利用生物炭固定化微生物可以钝化土壤重金属。生物炭作为世界公认的对土壤重金属具有吸附作用的生物材料,近年来研究较多。专用功能性微生物钝化重金属的研究也有较多报道,但以生物炭为载体固定化功能菌株钝化以及吸附重金属的研究目前报道相对较少。本文以不同生物炭以及相关生物材料作为重金属吸附材料,对其吸附性能以及吸附机理进行了深入研究;同时还筛选出8株高效钝化重金镉的菌株,分别为LX1、LX2、LX3、LX5、LX6、LX7、LX9及LX12,对镉钝化菌株的钝化性能也做了相应研究;通过设计最佳菌种固定化方法,将固定化后的功能菌株对重金属钝化性能作了详细对照,同时也初探了固定化菌种对重金属的吸附机理。该研究主要得出以下成果:（1）利用松木生物炭（PN-B）、花生壳生物炭（PT-B）及膨润土（Bent）三种吸附材料吸附重金属镉,对其吸附效果作了比较。发现PN-B和PT-B吸附等温线均被Freundlich等温吸附模型拟合,Bent吸附等温线被Freundlich模型和Langmuir模型拟合,PN?B与PT-B在3 h达到吸附平衡,Bent 4 h达到吸附平衡,且三种吸附材料的吸附动力学方程均被标准二级动力学方程拟合。对PN-B和PT-B而言,pH=6时吸附率最高,而Bent则在pH=5时吸附率最高,当投加量为0.1 g时为最佳投加量,且吸附效果PN-B>Bent>PT-B。（2）通过电镜扫描（SEM）、红外光谱（FTIR）及X射线衍射（XRD）分析三种吸附材料的吸附机理。SEM图表明三种吸附材料均有一定的空隙结构;FTIR和XRD谱图表明PN-B与PT-B吸附机制主要为表面的-OH、-C=O、COOH及CH2等与Cd2+发生离子交换反应和络合反应作用,Bent吸附机制主要为离子交换反应。（3）从学校后山土壤,筛选分离出8株能够高效抗镉菌株,分别为LX1、LX2、LX3、LX5、LX6、LX7、LX9及LX12。其中去除率最高的菌株LX1的去除率为78.19%。通过16S rRNA测序分析发现,LX1属于假单胞菌（Pseudomonas）,其最大镉耐受浓度为150 mg/L。镉降解菌条件优化结果为:温度30℃,pH=7,接种量4%,镉浓度40 mg/L。（4）利用吸附率最高的PN-B为最佳固定化载体,设计最佳菌种固定化方法,测得生物炭对菌株的最大固定率为82.36%。测定固定化菌株最佳投加量为6%、最佳pH=7;生物炭对镉吸附达到平衡的时间比菌株和固定化微生物都要短,但最终达到平衡时去除率大小为:生物炭固定化微生物>生物炭>菌株,生物炭固定化微生物去除率为53.48%。因此生物炭固定化菌株对镉的钝化是生物炭载体与菌株的协同作用。研究表明,三种吸附材料中松木生物炭对重金属镉的吸附能力最强,其吸附机理为离子交换反应和络合反应;通过筛选分离高效抗镉菌株,其中菌株LX1对重金属镉的去除率最高;利用生物炭固定化高效抗镉菌株,去除土壤重金属镉时去除率相比生物炭和菌株更优。