细胞外聚合物（EPS）是指存在于藻类、细菌等生物细胞外独特的高分子聚合物,主要由蛋白质（PN）、多糖（PS）、腐殖质等组成,EPS化学官能团主要包括羟基、羧基、巯基、磷酸基和氨基等。EPS作为附着在藻细胞表面的高分子物质,既能够为细胞提供能量和碳源,又能够协调外部环境保护细胞,保证藻类在外界环境胁迫下的生长。重金属是环境中最常见的污染物,EPS中的化学官能团可通过重金属反应缓解重金属对生物的毒性效应,然而EPS与重金属的相互作用机理目前尚不十分清楚。本文以常见于水环境中的单细胞绿藻小球藻（Chlorella vulgaris）为研究对象,以镉（Cd）为重金属代表,考察了小球藻EPS对镉毒性效应的缓解作用。在此基础上,研究了EPS对Cd的吸附效率与吸附机制,结合三维荧光激发发射光谱的平行因子分析（EEM-PARAFAC）、二维傅里叶变换红外相关光谱（2D-FTIR-COS）和X射线光电子能谱（XPS）等方法,分析了EPS与Cd的络合作用机制。论文主要得到了以下研究结论:（1）Cd胁迫促进了小球藻EPS、EPS中多糖及蛋白质的分泌,EPS缓解了Cd对小球藻生物量、细胞活性以及光合作用的抑制作用。（2）EPS通过吸附Cd阻止其进入藻细胞内减缓了Cd对小球藻的毒性效应,且吸附机制主要是EPS中的蛋白质与Cd的络合作用。去除EPS后的藻细胞,对Cd的总吸附量无明显差异,但藻细胞表面吸附Cd的含量下降了52.7%,而藻细胞内Cd的含量增加了68.3%;三维荧光激发发射光谱（EEM）的结果表明,类色氨酸物质与Cd的络合导致EPS荧光发生静态淬灭;当Cd²⁺浓度为2 mg/L时,EPS的水力直径为对照组的2.26倍,进一步证明络合作用的发生。（3）EPS与Cd的络合主要由氨基酸羧基末端中O原子负责。三维荧光激发发射光谱的平行因子（EEM-PARAFAC）分析结果表明,类色氨酸与类腐殖质的F_m/F₀值分别为52.31±2.37%和76.25±5.34%。类色氨酸的条件稳定常数k为3.23*10⁴ L/mol明显高于类腐殖质（k=0.52*10⁴ L/mol）;二维傅里叶红外相关光谱（2D-FTIR-COS）分析结果表明,EPS组分与Cd的结合顺序为蛋白类物质>多糖>类腐殖质,并且羧基的贡献最大。另外,去质子化羧基C-O的络合常数（k=4.88*10⁴ L/mol,R²=0.98）比其他所有EPS官能团都大;X射线光电子能谱（XPS）分析结果进一步证明羧酸中O原子的贡献。