近年来随着社会的进步以及工业化进程的不断加快,人类向水体中排放了大量的重金属,其中镉污染尤为严重,在污染环境的同时也严重影响了水生动植物甚至人类自身健康。重金属能够在水环境中发生迁移转化,吸附就是其中一种重要的转化形式。生物膜作为自然水体中吸附重金属的重要组成部分,包括金属氧化物等无机组分和藻类等有机组分。近年来富营养化日趋严重,导致水体中有机组分占比升高,并且有机组分具有比表面积相对较大,表面官能团较丰富等优点,所以选择在生物膜中广泛存在的藻类作为自然水体吸附重金属的研究对象。并且与其他藻类相比,小球藻既具有大部分藻类结构和性质的典型性,又具有生长速度快,易被人工培养获得等优点,所以本文以普通小球藻[FACHB-1298]为例,研究其对水体中Cd²⁺的吸附规律以及影响因素。结果表明:小球藻对Cd²⁺的吸附过程主要经历快速吸附反应、慢速吸附反应以及吸附解析平衡反应三个阶段,其吸附过程基本符合准一级动力学方程,生物量浓度为100 mg/L的普通小球藻在25℃,p H=7.14,Cd²⁺初始浓度为2 mg/L的条件下,其达到吸附平衡所用时间为53.4 min,吸附平衡时单位质量的小球藻吸附Cd²⁺总量可达10.574 mg/g,此外小球藻对Cd²⁺具有较快的吸附速率,经准一级动力学方程拟合结果得k=0.144 min^-1;0-20 min时间段为快速吸附反应阶段,此阶段对Cd²⁺的吸附总量可达吸附平衡时吸附总量的94%以上、20-50 min为慢速吸附反应阶段、50 min以后为吸附解析平衡反应阶段。在传代对小球藻吸附Cd²⁺影响实验中,对小球藻生物量的增长以及吸附能力均进行误差分析,结果表明随传代的进行,该普通小球藻仍具有相同稳定的生长规律,并且其吸附能力并无衰减趋势。保持实验条件不变,随小球藻生物量浓度逐渐升高,小球藻对Cd²⁺达到吸附平衡所用时间逐渐缩短,当生物量浓度达到290 mg/L时,吸附平衡所用时间降至20.7 min;但吸附速率参数k随生物量浓度升高而逐渐增大,k_max=0.517min^-1;在对比保留胞外聚合物的小球藻以及去除胞外聚合物的小球藻二者对Cd²⁺的吸附能力的实验中,其中除去胞外聚合物的小球藻在前20 min展现出更快的吸附速率,即附着在小球藻细胞上的胞外聚合物会减缓小球藻本身的吸附速率,其降低的吸附速率约为小球藻藻本身吸附速率的0.59%;吸附4 h时,保留胞外聚合物的小球藻比去除胞外聚合物的小球藻吸附了更多的Cd²⁺,其中胞外聚合物对Cd²⁺的吸附总量约占总吸附量的0.27%;24 h时,由于长时间暴露于高浓度的Cd²⁺溶液中会影响小球藻的部分生理活性,导致溶液中Cd²⁺浓度均有所升高,且去除胞外聚合物的小球藻比保留胞外聚合物的小球藻具有更明显的升高趋势,因此胞外聚合物会还可以在一定程度上减弱Cd²⁺对小球藻本身的毒性效应。