随着工业快速发展以及人类活动逐渐加强，土壤重金属污染的问题也日益严重，其中土壤Cd污染范围最广、污染程度。由2014年的全国土壤污染状况调查公报可知，我国耕地土壤污染点位超标率为19.4%，且以无机污染物，特别是重金属污染为主。其中重金属Cd点位超标率达到7.0%，是重金属污染物中点位超标率高的。

有研究表明，几乎所有微生物细胞内的蛋白质、多肽等大分子对重金属都有很强的结合能力。利用圆二色光谱分析不同浓度Cd胁迫下菌体蛋白质分子二级结构的变化，结果发现高浓度Cd胁迫下地衣芽孢杆菌的蛋白质空间构象发生了变化。芽孢杆菌吸附富集Cd的过程可能受到基因调控，相关研究认为蜡状芽孢杆菌的抗Cd基因是由质粒控制的，经过消除质粒处理的蜡状芽孢杆菌对高浓度（200mg/L）Cd不具有抗性。而Solovieva 等对枯草芽孢杆菌的抗Cd性能研究发现，Cd2+能够诱导一个位于染色体上2.2kb CadA的转录，该基因在枯草芽孢杆菌上是Cd2+ 抗性染色体决定子。微生物吸附重金属的机制十分复杂，不同微生物吸附机理也不单一，其具体机理还有待进一步研究。

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。