夏季珠江口透明胞外聚合颗粒物分布特征

本文研究夏季珠江口透明胞外聚合颗粒物(TEP)含量以及分布特征。结果表明,珠江口TEP含量(以黄原胶物质的量计算,下同)范围在85.0—1234.9μg·L-1之间,平均值为690.9μg·L-1。表层和底层TEP均值分别为562.3μg·L-1和778.2μg·L-1,大部分站位表层TEP含量略低于底层。TEP在表层分布自上游至下游逐渐递增,而向外海以及入海口东西两侧延伸逐渐降低。内河口为底层TEP含量高值区,虎门附近S3站TEP含量最高。TEP与不同粒径浮游植物叶绿素a的相关性分析表明微型浮游植物(粒径3—20μm)可能对珠江口TEP贡献较大。珠江口TEP/Chla比值与活性硅酸盐、硝酸盐、铵盐和总磷浓度呈现负相关性;表层TEP/Chla比值与盐度呈现正相关性,这表明盐度和营养盐可能是影响TEP含量的重要因素。

透明胞外聚合颗粒物在水处理中的应用研究进展

介绍了透明胞外聚合颗粒物(TEP)的测定方法,比较了不同来源性水体的TEP含量及其对水处理效果的影响,分析了TEP与生物膜之间的关系,探讨了TEP的去除工艺及效果。鉴于TEP对生物膜的形成和污染潜在的重要作用,认为在水处理过程中(尤其是膜生物及膜分离工艺)需关注TEP在生物膜形成和污染中的影响,建议将TEP在水处理中的作用机理作为今后研究的一个重要方向。

透明胞外聚合颗粒物碳输运新途径

目前大家普遍认为,透明胞外聚合颗粒物(Transparent Exopolymer Particles,TEP)因其独特的凝聚效应导致碳通量向海底输出。但是,近几年的研究表明TEP不仅影响了碳沉降途径,其本身能够悬浮甚至向海水表层迁移,导致其在海洋微表层(SurfaceMicro-layer,SML)积累,最终显著影响海洋表层碳通量。TEP和其他颗粒物聚集形成凝聚物后,其运动趋势则由凝聚物中TEP的含量占比,即最终颗粒物密度所决定。一个新的值得注意的现象是,密度低的TEP通过与其他微粒聚合形成表面活性物质(Surface-active Substances,SAS),会在海洋–大气界面形成薄膜,显著影响海–气CO2交换通量,甚至对全球气候变化造成影响。

海洋中的凝集网与透明胞外聚合颗粒物

透明胞外聚合颗粒物(TEP)是海洋中大量存在的能被爱尔新蓝(alcian blue)染色的由酸性多糖组成的透明胶状颗粒物,主要来源于浮游植物,由于其透明的特性而被长期忽视。TEP同时具有胶体和颗粒物的特性。作为胶体,TEP为细菌提供了栖息场所与降解基质,同时TEP可以吸收痕量元素,以改变这些元素的生物地球化学过程。作为颗粒物,TEP可以聚集并沉降,由于其高的碳含量,会在很大程度上影响海洋的碳通量。由于TEP可以被中型浮游动物所摄食,所以TEP可以连接并缩短微食物环和经典食物链,在海洋生态系统中起很重要的作用。介绍了TEP的定义、测量方法、来源、形成、及其与浮游植物的关系和其生态功能。

2019年夏秋季温州近海海水透明胞外聚合颗粒物(TEP)的分布及影响因素分析

透明胞外聚合颗粒物(TEP)具有高黏性、低密度和高碳氮比等特性,在颗粒有机物的聚集以及食物网循环中发挥着重要作用。为了解近岸海域TEP的分布动力学规律与机制,本文对温州近海夏秋季节水体中透明胞外聚合颗粒物的分布进行调查,并结合多项环境要素的主成分分析与相关性分析,探究了浙江南部近岸海域TEP分布的影响因素。结果显示,温州近海TEP秋季平均含量明显高于夏季,夏季TEP分布变化主要受陆地径流(瓯江)作用影响,而秋季主要受闽浙沿岸流影响。受沿岸流影响,秋季TEP的主要来源可能是其他海域以及底层颗粒物再悬浮。此外,由浮游植物释放的TEP对夏季的POC贡献最大,而秋季外源性TEP对POC的贡献较夏季有所升高。

北白令海透明胞外聚合颗粒物的含量与来源

透明胞外聚合颗粒物(TEP)是海水中大量存在的黏性颗粒物质,它对于海洋颗粒物的聚集、有机碳的埋藏、食物网物质的传递、痕量金属的清除与迁出等均起着重要作用。本研究开展了夏季北白令海陆架、陆坡和海盆区透明胞外聚合颗粒物含量和分布的研究。结果表明,北白令海TEP含量介于34～628mg/m3(Xeq)之间,其中陆架、陆坡和海盆区TEP的平均含量分别为240,145和83mg/m3(Xeq),整体呈现由陆架向外海降低的趋势。在陆坡和海盆区,TEP含量随着深度的增加而降低,但在陆架近底层水中,观察到TEP高含量的特征,与近底层水高的TSM,POC相对应。TEP与荧光强度、TSM、POC等的关系分析显示,研究海域TEP存在两个来源,其一为海洋上层水体的浮游生物,其主要贡献于陆架上层、陆坡和海盆水体;其二为陆架沉积物的底栖生物,其通过沉积物再悬浮贡献于陆架近底层水。

东海PN断面透明胞外聚合颗粒物分布特征及来源研究

透明胞外聚合颗粒物(TEP)是凝聚网的重要组成部分甚至核心,在微尺度范围上形成了水环境结构的重要梯度,对于元素地球化学生物循环、碳沉降以及食物网有着举足轻重的作用。本文研究了东海典型断面PN透明胞外聚合颗粒物的分布特征及来源。结果表明:东海典型断面PN透明胞外聚合颗粒物含量介于28~376μg Xeq./L之间,平均值为(115±67)μg Xeq./L;呈现出明显的夏季>冬季>秋季>春季的季节变化特征以及近岸>外海和底层>表层的分布趋势。通过对比透明胞外聚合颗粒物分布趋势和硅藻、甲藻分布趋势以及统计分析得出,东海典型断面PN透明胞外聚合颗粒物主要来源于硅藻,甲藻贡献不大;而外海TEP的来源可能主要由超微型浮游植物贡献。

透明胞外聚合颗粒物及其膜污染机理的研究进展

透明胞外聚合颗粒物(transparent exopolymer particles,TEP)是一类主要成分为酸性多糖的高黏性有机微凝胶,普遍存在于海水、淡水和废水中,影响碳元素、微生物和颗粒物等在水环境中的迁移循环.TEP是膜分离系统中一种重要的有机污染物,在过滤过程中附着在膜表面或黏附在膜孔内壁,显著增加膜阻力.研究显示,水环境中的藻类和细菌的种类和生长阶段等因素影响TEP的形成和含量.TEP与膜表面生物膜的形成和早期发育密切相关,是膜生物污染形成的主要成因.颗粒态TEP易在微滤、超滤和反渗透膜表面形成滤饼层,而胶体态TEP和TEP前体易阻塞膜孔或通过超微滤膜孔在反渗透膜表面形成凝胶层.电解质能促进胶体态TEP凝聚形成颗粒态TEP减轻超滤膜污染,同时也能被超滤膜截留去除.絮凝、沉淀、过滤等工艺组合可有效去除TEP,更好地控制膜污染.

夏季闽东沿海水体中透明胞外聚合颗粒物的分布特征及影响因素

透明胞外聚合颗粒物(TEP)在海洋微食物网和海洋碳循环中发挥着重要作用。本文针对夏季闽东沿海TEP的分布特征及影响因素进行研究。结果表明,闽东沿海TEP含量(以黄原胶为标准物质计算,后同)范围为25.2~935.5μg/L,平均值为(201.8±177.9)μg/L。整体而言,TEP的分布表现为近岸高、远岸低,表层TEP含量相对于底层要低。相关性分析显示,研究海域TEP含量与浊度和营养盐(硅酸盐、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐)浓度呈正相关,与pH、溶解氧浓度和小型浮游生物量呈负相关。分级叶绿素a结果显示,相对于其他尺寸浮游植物,调查海域小型浮游生物可能对TEP含量的贡献最大。相比于开阔大洋中TEP主控因素为浮游植物而言,夏季闽东海域TEP主要由浮游植物在衰退阶段产生,其分布主要受颗粒物再悬浮作用影响。该结果不仅进一步阐明了近岸海域与开阔大洋TEP影响因素的区别,并且对我国近海海域不同区域TEP分布研究空白进行了补充。

透明胞外聚合颗粒物在水处理中的应用分析

现阶段,在我国水处理工作中,透明胞外聚合颗粒物较为多见,基于此,文章对透明胞外聚合颗粒物的检测方法予以阐述,并对不同来源性水体内的透明胞外聚合颗粒物含量加以研究,进而进一步探讨透明胞外聚合颗粒物与生物膜之间的关系以及其去除工艺,以期为后续阶段我国水处理工作的更好开展奠定经验基础。

水质对生物黏泥胞外聚合物成分的影响

针对循环冷却水补充水的水质特点，采用单因素实验方法分别考察了营养物质（BOD5，NH4＋-N，TP）、颗粒物（CaCO3）、矿物质（Ca2＋，Mg2＋，Na2＋，Fe3＋）等因素对生物黏泥胞外聚合物成分的影响。研究结果表明：循环冷却水系统生物黏泥胞外聚合物主要由多糖构成；控制营养物质达到c（BOD，）≤5mg／L，c（NH4＋-N）≤6mg／L，c（TP）≤1mg／L，颗粒物满足c（CaC03）≤40m∥L，矿物质满足c（Ca2＋）≤210mg／L，c（Mg2＋）为85～185mg／L，c（Na2＋）≤120mg／L，C（Fe3＋）≤1mg／L，可使生物膜中的胞外聚合物（EPS）含量最少。

淡水体系中透明胞外聚合颗粒物(TEP)的研究进展

透明胞外聚合颗粒物(Transparent Exopolymer Particles,TEP)是水体中一类特殊的自由形态胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,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。

两种海洋硅藻透明胞外聚合颗粒物的产生及其生态学意义

透明胞外聚合颗粒物(transparent exopolymer particles,TEP)是一类由胞外多糖组成的透明胶状颗粒物质,对海洋生态系统碳循环具有重要意义。本研究以两种海洋硅藻布氏双尾藻(Ditylume brightwelii)和窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis)为研究对象,研究了其在不同生长时期的TEP含量、TEP与叶绿素a(Chlorophyll a,Chl a)的关系及TEP的C∶N。结果表明:两种硅藻在整个生长时期均产生TEP,且在不同生长时期的TEP含量不同。布氏双尾藻和窄隙角毛藻最大TEP产量分别在指数期、衰亡期。窄隙角毛藻单位细胞体积和单位Chl a所产最大TEP含量分别是184.91±14.03 fg Xeq./μm^3、38.06±4.96μg Xeq./μg Chl a,高出布氏双尾藻相应单位TEP含量的16倍和5倍。对两种硅藻的Chl a与TEP关系分析表明,在指数期会呈现TEP=α(Chl a)~β的函数关系(布氏双尾藻:R^2=0.98;窄隙角毛藻:R^2=0.80)。两种硅藻TEP的C∶N均高于Redfield比值(C∶N=106∶16)。说明TEP的产生具有种间差异性,且生长时期显著影响TEP产生效率。TEP的高含碳量对海洋碳循环有直接贡献。

饮用水中悬浮颗粒物对微生物聚集和消毒效果的影响

针对目前有关消毒剂胁迫下颗粒物对微生物保护作用机制尚不清晰,以饮用水中微生物为研究对象,通过构建静态模拟实验装置,解析消毒剂胁迫下针铁矿对微生物聚集和消毒效果的影响机制.结果表明,当未投加消毒剂氯时,针铁矿浓度对水中微生物失活率基本没有影响;而当有氯存在时,针铁矿促进氯的衰减、微生物胞外聚合物的分泌以及其聚集行为,进而增强其抵抗消毒剂灭活的能力,尤其在0.5mg/L氯时,其保护效果较为显著.

氮、磷限制对球形棕囊藻不同形态细胞生长和多糖产量的影响

为探究营养盐胁迫对广西北部湾不同倍性球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)细胞生长和多糖产量的影响,本研究采用单因子控制试验,设置4.0∶1.0、24.5∶1.0和64.0∶1.03个氮、磷限制比例,对球形棕囊藻的单倍体和二倍体细胞进行人工海水培养,比较二者的生长变化及各生长期内藻多糖含量和透明胞外聚合颗粒物(Transparent Exopolymer Particles,TEP)的释放差异。结果表明,氮、磷营养对二倍体细胞前期生长的促进作用强于单倍体细胞,二倍体细胞生长率显著高于单倍体细胞(P<0.05)。球形棕囊藻细胞分泌的多糖主要以溶解性胞外多糖(Soluble Exopolysaccharide,sEPS)为主,其次是胞内多糖(Intracellular Polysaccharide,IPS),固着性胞外多糖(Bound Exopolysaccharide,bEPS)占总糖比例最低。单倍体细胞和二倍体细胞的bEPS分泌趋势相反。氮、磷限制组的单倍体单细胞胞外多糖(Extracellular Polysaccharide,EPS)、IPS和TEP产量均无显著差异(P>0.05)。磷限制组的二倍体单细胞EPS、IPS和TEP产量显著高于对照组和氮限制组(P<0.05)。总而言之,营养盐胁迫刺激球形棕囊藻EPS和TEP的产生,球形棕囊藻TEP的产生受营养盐相对存量的影响。二倍体细胞多糖与TEP对磷限制的响应比单倍体细胞更敏感。

九龙江河口区TEP及其与铀、钍、钋同位素相关性的研究

对九龙江河口区不同粒级的TEP含量分布及其与238U2、34U2、34Th2、32Th2、30Th2、28Th2、10Po的放射性比活度和Chl-a含量的相关性进行了研究.结果表明:悬浮颗粒物(SPM)和TEP的粒级分布及深度变化趋势明显不同,这与两者的来源及其贡献不同有关,同时也表明不同粒级的颗粒物在吸附TEP等过程中所起的作用有较大差异.TEP与238U2、34U2、34Th等核素的关系表明,当用234Th-238U和210Po2-10Pb不平衡估算海区的POC输出通量时,应当重视TEP的作用与影响.TEP与Chl-a有一定的正相关性,表明该研究海域TEP与浮游植物有较密切的关系,可能是由浮游植物的细胞外分泌物所形成.

磷限制对球形棕囊藻生长及TEP形成的影响

广西北部湾近岸海域虽常年为磷限制状态,但球形棕囊藻(Phaeocystis Globosa)赤潮灾害频繁发生。球形棕囊藻暴发时主要以囊体形式存在,赤潮衰退后,囊体破裂产生大量的透明胞外聚合颗粒物(Transparent Exopolymer Particles,TEP),在海洋动力作用下形成高碳、高黏性泡沫,影响渔业和核电取水安全。本文通过设置氮磷比为32∶1和64∶1的半连续培养实验,探讨磷限制对球形棕囊藻的生长,以及透明胞外聚合颗粒物产量的影响。结果表明:在氮磷比为32∶1和64∶1的磷限制条件下,球形棕囊藻的细胞密度、叶绿素a浓度、囊体密度及囊体表面细胞数,在培养的后半期都受到了抑制。与控制组相比,两个磷限制的处理组在囊体直径上并没有表现出显著的差异(显著性水平p>0.05)。在氮磷比为32∶1的条件下,球形棕囊藻的TEP生产量与控制组相比没有显著差异(p>0.05),在氮磷比为64∶1的条件下,TEP的生产量显著降低(p<0.05),磷限制程度的加剧对球形棕囊藻细胞分泌TEP产生影响。研究结果为进一步研究环境胁迫下球形棕囊藻TEP形成机制提供了依据。

海洋浮游植物与生物碳汇

系统描述了浮游植物与海洋碳汇相关的几个过程:初级生产、浮游植物沉降、浮游动物粪球打包沉降、经典食物链碳汇、溶解有机碳生产和转化、透明胞外聚合颗粒物(TEP)凝聚网,和CO2分压升高(海水酸化)影响下浮游植物功能群转变及中国海可能的生物碳汇前景展望。提出海洋初级生产过程和TEP凝聚网过程是中国海生物碳汇的关键过程,而中国海的黄海中部及长江口区域是生物碳汇研究的重点区域,建议将硅藻及其碳汇过程作为今后研究的重点。

球形棕囊藻增加水体黏度对柱形宽水蚤的摄食抑制

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)在囊体结构形成的过程中可以产生大量的溶解有机物(Dissolved Organic Carbon,DOC),随之带来的水体黏度变化对桡足类摄食活动产生的影响仍然有争议。为揭示球形棕囊藻赤潮带来的海域水体黏度增加对柱形宽水蚤(Temora stylifera)摄食的影响,利用不同浓度的球形棕囊藻培养液和海藻酸钠溶液设置黏度摄食实验,测定柱形宽水蚤对牟氏角毛藻(Chaetoceros muelleri)的摄食率,并对球形棕囊藻的生长过程中胞外颗粒聚合物(Transparent Exopolymer Particles,TEP)含量和培养液的黏度进行分析。研究结果表明,在球形棕囊藻的生长过程中,TEP含量和水体黏度均表现出上升趋势,分别为(2.63±3.72)-(677.33±34.92)μg/liter xanthan equiv.和(2.96±0.58)-(4.92±0.19)Mpa·s,且球形棕囊藻的游离细胞丰度、囊体丰度和囊体直径与TEP含量、黏度均呈显著正相关关系。在球形棕囊藻培养液和海藻酸钠溶液摄食实验组中,黏度高、低规格组的摄食率和滤水率均呈显著差异,低黏度组的摄食率和滤水率高于高黏度组的(P<0.05)。推测柱形宽水蚤的摄食率受到水体黏度的抑制。

海洋浮游植物胞外多聚物的研究进展

海洋中胞外多聚物(extracellular polymeric substances,EPS)是一类富含碳的黏性物质,由酸性多糖组成,主要由浮游植物产生。EPS主要分为三类:细胞涂层EPS、溶解性EPS和透明胞外聚合颗粒物(transparent exopolymer particles,TEP)。EPS本身呈溶解态,属于溶解有机碳库;但EPS可通过凝结或起泡方式转换形成颗粒态的TEP,属于颗粒有机碳库。EPS能被微生物降解或吸收,直接参与微食物环的碳循环。颗粒态的TEP可聚集生物有机颗粒形成"海洋雪",加快有机碳的沉降。因此EPS成为连接溶解态和颗粒态有机碳的桥梁,有效改变了海洋生态系统中有机碳库的分配,在塑造海洋生态系统结构和功能中具有重要地位。本文从EPS的特点、形成机制、对细胞积聚和海洋碳循环的影响等方面综述了目前EPS的研究进展。