淡水体系中透明胞外聚合颗粒物-TEP-的研究进展

第29卷第10期2014年10月地球科学进展ADVANCESINEAＲTHSCIENCEVol．29No．10Oct．，2014刘丽贞，秦伯强，黄琪．淡水体系中透明胞外聚合颗粒物(TEP)的研究进展［J］．地球科学进展，2014，29(10):1149-1157，doi:10．11867/j．issn．1001-8166．2014．10．1149．［LiuLizhen，QinBoqiang，HuangQi．AdvancesinTransparentExopolymerParticles(TEP)infreshwaters［J］．AdvancesinEarthScience，2014，29(10):1149-1157，doi:10．11867/j．issn．1001-8166．2014．10．1149．］淡水体系中透明胞外聚合颗粒物(TEP)的研究进展*刘丽贞1，2，秦伯强1*，黄琪1，2(1．中国科学院南京地理与湖泊研究所，湖泊与环境国家重点实验室，江苏南京210008;2．中国科学院大学，北京100049)摘要:透明胞外聚合颗粒物(TransparentExopolymerParticles，TEP)是水体中一类特殊的自由形态胞外聚合物(ExtracellularPolymericSubstances，EPS)，同时具有固相胶体相两相特点以及低密度、高碳氮比、高黏性等特点，因而对水体生态系统中的地球化学循环产生重要的作用。通过对国内外文献的查阅及太湖的调查研究，概述了国内外对于TEP研究的现状与动态。对其来源及形成，包括丰度分布、数量及生态意义进行综述。需要指出的是，尽管目前已经有许多关于海洋中TEP特性的研究，但是，对于淡水湖泊中TEP的研究仍然非常稀少。说明TEP在营养元素的地球化学循环过程中的作用及其重要性并没有得到充分的认识。未来的研究方向应该侧重淡水生态体系中TEP的来源及其形成机制方面，特别是与EPS库的其他形态之间的相互转化关系及与微生物、浮游植物(包括与水华暴发蓝藻)新陈代谢之间的关联机制，和TEP的降解、归趋及循环，以及对水体生态系统的影响等方面。此外，饮用水或污水处理中TEP对处理工艺的影响需得到重视。关键词:透明胞外聚合颗粒物;湖泊;碳循环;藻类水华;水处理中图分类号:P342文献标志码:A文章编号:1001-8166(2014)10-1149-091引言在水体生态系统中，溶解性有机物(DissolvedOrganicMatter，DOM)一直被认为是最大的碳储存库。传统认为从DOM转为颗粒性有机物(Particu-lateOrganicMatter，POM)主要是由细菌的活动吸收转化而成。自透明胞外聚合颗粒物(TransparentEx-opolymerParticles，TEP)的定量方法提出以来［1］，研究学者陆续发现TEP可直接由溶解性有机物质(尤其是胶体态)在非生物力作用下(如剪切力、气泡吸附等)自发凝聚形成［2，3］，逐渐认识到TEP连接了水体中溶解性物质库与颗粒性物质库，是DOM转为POM的非生物途径，并被证实其在海洋中是一个极其主要的转化途径［4，5］。TEP普遍存在于各类水体中，尤其是在过去20年中相继受到海洋学家的广泛研究。但是相比海洋中TEP的广泛深入研究，关于淡水生态系统中的TEP研究则相对较少。但也见有相关文献报道，如Leppard等［6］于1977年通过透射电子显微镜观察到淡水中存在大量的微纤维，该形状与Alledredge等［1］研究的染色TEP镜检时的图片相似，并相继在1995年报道湖水中存在着大量酸性多糖的纤维状物质［7］。此后，TEP在淡水体系中的研究也陆续有所报道，如丹麦的Frederiksborg湖［8］、德国的Con-收稿日期:2014-06-16;修回日期:2014-08-18．*基金项目:国家自然科学基金杰出青年基金项目“浅水湖泊生态系统动力学”(编号:40825004);国家自然科学基金项目“水动力输移对大型浅水富营养化湖泊环境要素时空分异格局的影响机制”(编号:41230744)资助．作者简介:刘丽贞(1987-)，女，江西万年人，博士研究生，主要从事水环境研究．E-mail:woliulizhen2007@126．com*通讯作者:秦伯强(1963-)，男，江苏苏州人，研究员，主要从事水环境研究．E-mail:qinbq@niglas．ac．cnstance湖［9］、以色列的Kinneret湖［10］以及Danube河［11］等。国外河口区TEP的研究仅见Wurl等［12］与Wetz等［13］的报道。孙军［14］于2005年就海洋中的TEP的定义、测量方法、来源、形成、与浮游植物的关系及其生态功能做了介绍，以期引起国内相关研究学者的重视。但就目前查阅的