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近年来随着人类活动以及农业和工业的高速发展,含有大量重金属离子的工业废水、废弃、废渣等进入到环境当中,对土壤及水体造成严重的污染。也严重的威胁到人类的健康和生态平衡。而重金属污染中铅的毒性比较大,随着铅在各行各业中的广泛应用,铅离子在土壤和水体中积累和传递,不仅会严重影响土壤中的微生物活性以及降低农作物的产量和品质,还影响水生动物和水生植物的生长发育,并且可通过食物链危害人类健康。固氮微生物善于从空气中摄取氮,能将空气中植物所不能吸收的氮转化成氮肥在植物中持续使用。固氮微生物不仅可以提高农作物的产量,减少化肥的使用和生产的费用,还可以减少水质和土壤污染,保持生态平衡,促进农业的可持续发展。而因为大量的使用农药和化肥,以及工业“三废”等进入土壤的重金属铅已经严重超过土壤所能承受的标准,而土壤中的重金属不能被土壤微生物所分解,比较容易积累、迁移和转化,严重影响了土壤质量,而固氮微生物作为土壤微生物的一种,其胞外聚合物（EPS）在细胞外形成保护层,阻止有害物质对细胞的毒害作用。而重金属铅会与EPS进行结合,从而进入细胞,对固氮菌产生毒性效应,其生长情况、酶的活性、细胞膜通透性等也会受到重金属铅的影响。本文以固氮菌-产酸克雷伯氏菌（Klebsiella trevisan）为研究对象,以重金属铅（Pb）为目标污染物,考察了固氮菌EPS与不同浓度铅离子的结合特性以及铅对固氮菌的毒性试验,本研究主要得到了以下研究结论:（1）为了研究EPS与铅离子结合作用机理,利用三维荧光、同步荧光荧光、二维傅里叶变换红外相关光谱和二维荧光光谱等方法来进行分析,三维荧光光谱的结果表明EPS中主要存在芳香蛋白类、色氨酸类蛋白物质、色氨酸和酪氨酸类化合物四种物质。因此可以证明,EPS的最主要组成物质是类蛋白物质,随着铅离子浓度的不断增加,EPS的荧光强度降低,为研究EPS和重金属铅离子结合特性,进行进一步的Stern-Volmer模型线性拟合,结果表明Pb2+与EPS的猝灭过程主要为静态猝灭。通过应用修正后Stern-Volmer方程试验数值的拟合,计算出KA的值分别为0.76×104L/mol和0.69×104L/mol,这就可以表明的Pb2+和EPS的具有较强的相互作用。此外,还对结合位点进行了进一步的拟合分析,得出的结论为色氨酸和蛋白质物质结合位点的数目n分别为0.79和2.37,因此可以证明色氨酸类物质存在一类结合位点,蛋白质类物质有两类结合位点。通过二维荧光光谱分析,同步图谱结果表明芳香蛋白类物质（280 nm）的荧光强度大于色氨酸类蛋白质（225 nm）,两个峰均为正峰,反应方向一致。异步图谱证明随着Pb2+浓度的不断增加,EPS中的芳香蛋白类物质要优先于色氨酸类蛋白质与结合铅离子。而通过二维傅里叶变换红外相关光谱可以证明对重金属铅离子铅与EPS结合,对EPS中的蛋白质的C=O、C-H基团及多糖中的-OH、-COOH以及C-O基团产生影响,且结合顺序为-COOH>芳香酰胺类C=O>羧基中的C=O>C-H>C-O。（2）固氮菌受到重金属Pb2+胁迫时,所测得的OD值随着Pb2+浓度的不断增加而逐渐越低,由此可以判断Pb2+主要抑制了固氮菌对数生长期的分裂和繁殖,使得活菌数明显下降;并且其抗氧化酶（SOD）酶活性和丙二醛（MDA）含量受到影响,SOD酶活性降低,当铅离子浓度为200 mg/L时,SOD活性相比减少76.58%。证明铅离子浓度越大产生的自由基越多,抑制了SOD酶的活性,降低了活性氧的清除能力;MDA含量升高,这说明在铅离子的胁迫下,固氮菌产生了更多的MDA,导致细胞发生脂质过氧化反应,产生氧化损伤,对固氮菌细胞造成了更大程度的损伤。随着Pb2+浓度的增加对固氮菌细胞的抑制率也不断增加,当Pb2+浓度增长为200 mg/L时,抑制率达到35.12%,细胞膜的通透性随着铅离子浓度的增加而变大,死细胞比例增多。也证明铅离子对固氮菌具有较强的毒性作用,可抑制细胞生存。