水环境中重金属镉的污染日益严重，有效治理措施的研发迫在眉睫；人工湿地技术具有工艺简单、处理效果好、运行费用低等优点，但常用填料对重金属镉的吸附易饱和且其表面不利于微生物附着，因此有必要开发新型和高效的填料，能有效提高人工湿地对重金属镉的净化效果，并增强填料表面微生物的附着性能。由于层状双金属氢氧化物（LDHs）具有比表面积大、吸附性能强等特性，本次实验基于前期研究成果，选用原始沸石作为研究对象，将不同类型LDHs涂层负载于沸石填料表面，探究改性沸石微生物除镉效果及其作用机理。
　　采用水浴-共沉淀法在碱性条件下制备4种不同类型的LDHs（ZnAl-LDHs、ZnFe-LDHs、MgAl-LDHs和MgFe-LDHs），并将其涂层负载于原始沸石表面，得到不同类型LDHs涂层负载沸石；构建模拟小试系统进行微生物驯化实验，探究重金属镉对LDHs涂层负载沸石表面微生物生长情况的影响；开展重金属镉净化实验以及相关微生物指标检测，探讨LDHs涂层负载沸石表面生长微生物对重金属镉的作用机理。主要研究结果如下：
　　对LDHs涂层负载前、后的沸石填料进行物化特性检测，结果表明：LDHs已负载于原始沸石填料表面，且沸石填料的表观形貌和化学组分发生了明显的改变。由微生物驯化实验后的相关生物指标检测结果可知，在重金属镉存在的环境中，LDHs涂层负载有助于提高沸石填料表面生长微生物的群落活性、丰富度和多样性，即LDHs涂层负载增强了微生物的耐镉性能，且Mg系LDHs涂层负载具有更优的促进作用。
　　镉净化实验结果表明，LDHs涂层负载有利于提高小试系统对重金属镉的生物和非生物除镉效果，MgAl-LDHs涂层负载沸石小试系统的镉净化效果最佳；通过对填料表面微生物进行镉含量测定发现，ZnFe-LDHs涂层负载沸石表面生长微生物对重金属镉具有较强的胞外吸附作用，MgAl-LDHs涂层负载沸石则在胞内吸收方面表现更好；说明LDHs的涂层负载能促进沸石表面微生物的生物除镉作用。净化实验后填料表面微生物的相关指标检测结果表明：LDHs涂层负载沸石表面微生物群落中的酶活性和EPS含量均高于原始沸石，验证了净化实验中改性沸石表面微生物对重金属镉具有的较好去除效果。此外，对比分析沸石填料表面微生物的群落结构发现，LDHs涂层负载沸石表面生长微生物群落在门水平上Proteobacteria相对丰度最高，在属水平上具有耐镉或除镉功能的Brevundimonas、Pseudomonas、Comamonas等微生物菌种的相对丰度较高，说明LDHs的涂层负载促进了微生物群落中除镉优势菌的生长。
　　综上，LDHs涂层负载有助于提高微生物群落的多样性和丰富度，增强微生物除镉效果；不同类型LDHs涂层负载沸石的微生物除镉效果各有不同，其中MgAl-LDHs涂层负载沸石生物除镉效果更优，有望应用于实际生态修复工程中。