近年来,我国重金属镉污染事件频发,对重金属镉的治理已成为我国环境领域关注的重大课题之一。本文旨在筛选和强化具有高吸附容量、高重金属耐受性和高吸附稳定性的功能微生物,通过优化生长条件,考察菌株对镉的耐抗性,验证菌剂作为重金属镉生物吸附剂的可行性,借助SEM、TEM、EDS、XPS、FTIR和SDS-PAGE等手段揭示该菌的吸附机理。采用浆态流化床筛选出33株细菌、28株真菌,通过两次复筛选取吸附容量高的细菌HB-4做为目标菌株。通过形态观察、生理特征、16SrDNA序列和系统发育树分析确定为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）。该菌株能在Cd²⁺浓度为300 mg·L^-1的条件下正常生长;对Cd²⁺的最大吸附量为154.7±0.9 mg·g^-1。考察了Cd²⁺初始浓度、pH值、盐浓度以及共存离子(Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺含量均为50 mg·L^-1,Cd²⁺含量100 mg·L^-1)对HB-4吸附Cd²⁺的影响。结果表明:pH在3.0⁸.0时,对吸附效果无影响;NaCl含量为8.0%时,菌株对Cd²⁺的去除率仍可达到49.9±0.1%;在四种离子共存情况下,Cd²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺和Cu²⁺的去除率分别为64.2±0.3%,98.8±0.1%,49.1%和52.7±0.1%。解吸实验证明了HB-4对Cd²⁺极强的吸附能力,洗脱液pH为7.0时,解吸率小于2.0%。通过分析HB-4活菌体、细胞破碎液、高温高压灭活和自然死亡菌株对水体中镉的去除能力,说明菌体有较强吸附能力,自然死亡菌体去除率高达86.1±0.68%,细胞破碎和高压灭菌去除率高达50%左右。冻干菌粉吸附实验中,不同浓度的重金属镉去除率在90%左右。通过检测细胞内、外镉的分布情况,并借助SEM、TEM、EDS、XPS、FTIR和SDS-PAGE等手段分析。结果表明:该菌株对镉的吸附是表面吸附、周质层积聚和细胞内沉积共同作用的结果,且周质层积聚的重金属经EDTA洗脱释放并保持细胞荚膜完整,对后期重金属的回收奠定了研究基础;参与镉吸附过程的主要基团有-C-N-、-OH、-NH、N-H、C-O、P=O、P-OH、PO₄^3-、C-C=O等。参与该过程的主要蛋白有脂蛋白、膜蛋白、金属蛋白酶、谷胱甘肽ABC转运蛋白、组氨酸结合周质蛋白、Fe结合蛋白、重金属结合蛋白、寡肽ABC转运蛋白、DNA结合蛋白、原儿茶酸、鞭毛移动蛋白等。