识别上新世含水层地热封闭地下水中有机分子和砷的活化过程

阅读者：曹旭

【核心内容】

    作者采集了中国贵德盆地采集了承压水（CG）和潜水（UG）样品，分析了地下水地球化学和OM分子特征沿地下水流动路径的演化（图1）。将CG0和UG0的DOM分子组成分别视为承压水和非承压水背景DOM特征，其余8个CG样品和4个UG样品分别与其背景样品进行分子组成比较。在此基础上，将样品和背景样品中共有的分子视为常见共有分子，与背景样品不同的分子视为独特分子。

    主要发现如下：

      1. 在潜水层中，高不饱和酚类和脂肪族化合物占比最大（图2）。这些化合物通常被认为是不稳定的有机物，可作为电子供体和微生物生长的碳源。相较而言，多环芳烃及多酚占比较小。

      2. 在承压水中，独特分子的H/C（< 1.0）与O/C（<0.67）普遍较低，并且以多酚及多环芳烃为主。

      3. 在承压水和潜水间，水温及pH具有显著性差异，故二者可能是影响地下水DOM中独特有机物分子富集的主要因素。下面分别进行探讨。

      地下水温度及pH与O/C < 0.67 的独特多环芳烃和多酚类分子数分别呈现出了显著的正相关关系（图3），说明较高的地下水温度和pH有利于地下水DOM中多环芳烃和多酚类有机物分子的富集。原因如下：（1）较高的地下水温度下，微生物消耗了大量的不稳定有机物，导致了不易被降解的抗性有机物的富集；（2）pH较高，微生物活动更加频繁，微生物多样性及丰度更高，有利于存在于沉积物中的各种微生物进入地下水中，参与消耗水中的不稳定有机物。因此，多环芳烃和多酚这些难被微生物降解利用的物质在水中富集；（3）较高的地下水温度和pH，使得沉积物中多环芳烃和多酚解吸作用增强，进而进入地下水出现了富集。

【个人感受】
    “小指标，大作用”，以往在进行数据分析时，往往会自动忽略水温这一水化学基本参数，而通过这篇文章提高了自己对这些基本水化学指标的重视。

【参考文献】

Qiao, W., Guo, H., He, C., Shi, Q., Xing, S., Gao, Z., 2021. Identification of processes mobilizing organic molecules and arsenic in geothermal confined groundwater from Pliocene aquifers. Water Research. 198,117140.