微生物源无定形碳酸钙吸附重金属离子动力学与热力学机制及其环境应用研究

本研究针对重金属污染治理需求，由科研团队通过土壤分离菌株Enterobacter UT18生物合成无定形碳酸钙（ACC），发现其对Pb2+和Cd2+具有显著吸附效能。在单/双金属体系中，生物ACC对Cd2+去除率超90%，对Pb2+在二元吸附中达96.9%。结合ICP-MS、动力学和热力学分析，揭示其吸附为熵驱动 endothermic 过程，涉及有机配体柔性配位机制，为重金属污染治理提供新材料与理论突破。

　　

通过尿素培养基利用土壤分离菌株Enterobacter UT18生物合成无定形碳酸钙（Amorphous Calcium Carbonate, ACC），该材料对重金属离子Pb²⁺和Cd²⁺展现出卓越吸附性能。与试剂级CaCO₃及磷酸盐衍生ACC相比，生物ACC在单一金属体系中Cd²⁺去除率达90.9%，二元吸附体系进一步提升至91.8%；对Pb²⁺的吸附虽在单体系仅55.1%，但双金属环境中骤增至96.9%。采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）技术分析表明，吸附过程涉及复杂机制：热力学研究显示磷酸盐ACC对Cd²⁺为放热吸附、对Pb²⁺为吸热行为，而生物ACC对两种金属均呈现吸热且熵驱动的吸附特性，这与有机配体参与的柔性配位模式高度吻合。Zeta电位分析进一步揭示其表面环境复杂性，暗示多重吸附机制共存。该研究为微生物源碳酸盐的环境应用提供新视角，并深化了对ACC重金属吸附机理的认知。