芽孢杆菌属于革兰氏阳性菌，细胞壁中含有大量肽聚糖和磷壁酸，因此能够提供大量的羧基、酰胺基等活性基团，这些基团可以失去质子而使菌体表面带有较强负电荷，使之能靠静电引力吸附重金属离子。例如，在蜡状芽孢杆菌吸附Cd饱和平衡后，pH 值的升高或降低会改变菌体吸附Cd的解吸率以及细菌表面所带电荷，说明静电吸附对蜡状芽孢杆菌吸附重金属Cd起到一定作用。同时，在细胞吸附重金属离子过程中，细胞壁会与重金属离子进行离子交换，置换出其他阳离子。在蜡状芽孢杆菌吸附Cd后，上清液中K+、Na+、Mg2+和Ca2+离子含量增加，说明发生了离子交换作用。

常用于土壤重金属修复的菌株有菌根菌、假单胞菌、光合细菌、芽孢杆菌、酵母菌等，其中芽孢杆菌（Bacillus）因具有较高的环境兼容性，且对重金属Cd具有较好的吸附效果，在土壤重金属Cd污染修复上具有较大的研究价值。本文就其应用及作用机制进行总结，以期为芽孢杆菌用于重金属污染修复提供理论依据。大多数芽孢杆菌属为革兰氏阳性菌，在缺乏营养或不良环境时能产生芽孢。常见用于土壤修复剂的芽孢杆菌有枯草芽孢杆菌（Bacillus. subtilis）、巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）、胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）、蜡状芽孢杆菌（Bacilluscereus）、短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）、地衣芽孢杆菌（Baclicus lincheniformis）等。许多研究发现芽孢杆菌对重金属离子吸附效果明显。表2是几种芽孢杆菌对重金属Cd2+的吸附水平，从表2可以看出，芽孢杆菌对水相中重金属Cd的吸附率比较高，可将其应用到重金属废水、重金属污染土壤的修复中。

微生物通过各种代谢活动产生多种低分子量的有机酸（如甲酸、乙酸、丙酸、柠檬酸等），能影响土壤中重金属沉淀-溶解平衡，从而改变重金属在土壤中存在形态的分布。杨卓等利用反向高效液相色谱测定巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌发酵液中的有机酸成分，发现在发酵过程中巨大芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌能产生柠草酸、檬酸、苹果酸等有机酸，而这些有机酸能改变土壤Cd存在形态，提高土壤中Cd的生物有效性。芽孢杆菌通过代谢活动产生的有机酸能活化土壤重金属Cd，影响植物对Cd的吸收，可用于微生物强化植物修复土壤重金属Cd污染的研究。