Abstract Groundwater organic matter is processed within aquifers through transformations such as the adsorption of dissolved organic matter (DOM) to minerals and biodegradation. The molecular character of DOM varies according to its source and this can impact its bioavailability and reactivity. Whilst the character of DOM in riverine and oceanic environments is increasingly well understood, the sources, character and ultimately the fate of groundwater DOM remains unclear. Here we examine groundwater DOM from contrasting hydrogeological settings in New South Wales, Australia. For the first time, we identify the distinct molecular composition of three groundwater DOM end-members including a modern terrestrial input, an aged sedimentary peat source, and an aged stable by-product pool. We also identify and characterise the processing pathway of DOM in semi-arid, low sedimentary organic carbon (OC) environments. Based on size exclusion chromatography, ultrahigh-resolution Fourier-transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR MS), isotopic analyses (13C, 14C and 3H) and principle component analysis (PCA), we show that in higher rainfall temperate coastal peatland environments, large amounts of aged sedimentary organic carbon can leach into groundwater resulting in higher molecular weight (500 g mol−1 1000 g mol−1) and highly aromatic groundwater DOM with high O/C ratios and low H/C ratios. We show that in semi-arid environments with low rainfall rates and high groundwater residence times, groundwater dissolved organic carbon (DOC) is processed into increasingly low molecular weight (

中文翻译：

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风积、冲积和裂隙岩含水层中浅层地下水溶解有机质的表征

摘要 地下水有机物在含水层内通过转化过程进行处理，例如溶解有机物 (DOM) 吸附到矿物质和生物降解。DOM 的分子特征因其来源而异，这会影响其生物利用度和反应性。虽然对河流和海洋环境中 DOM 的特征越来越了解，但地下水 DOM 的来源、特征和最终归宿仍不清楚。在这里，我们从澳大利亚新南威尔士州的对比水文地质环境中检查地下水 DOM。我们首次确定了三种地下水 DOM 末端成员的不同分子组成，包括现代陆地输入、老化的沉积泥炭源和老化的稳定副产品池。我们还确定并描述了半干旱、低沉积有机碳 (OC) 环境中 DOM 的处理途径。基于尺寸排阻色谱、超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱 (FT-ICR MS)、同位素分析（13C、14C 和 3H）和主成分分析（PCA），我们表明在降雨量较大的温带沿海泥炭地在环境中，大量老化的沉积有机碳会渗入地下水，导致更高的分子量（500 g mol-1 1000 g mol-1）和具有高 O/C 比和低 H/C 比的高芳香地下水 DOM。我们表明，在降雨率低且地下水停留时间长的半干旱环境中，地下水溶解有机碳 (DOC) 被加工成越来越低的分子量。低沉积有机碳 (OC) 环境。基于尺寸排阻色谱、超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）、同位素分析（13C、14C 和 3H）和主成分分析（PCA），我们表明在降雨量较大的温带沿海泥炭地在环境中，大量老化的沉积有机碳会渗入地下水，导致更高的分子量（500 g mol-1 1000 g mol-1）和具有高 O/C 比和低 H/C 比的高芳香地下水 DOM。我们表明，在降雨率低且地下水停留时间长的半干旱环境中，地下水溶解有机碳 (DOC) 被加工成越来越低的分子量。低沉积有机碳 (OC) 环境。基于尺寸排阻色谱、超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱 (FT-ICR MS)、同位素分析（13C、14C 和 3H）和主成分分析（PCA），我们表明在降雨量较大的温带沿海泥炭地在环境中，大量老化的沉积有机碳会渗入地下水，导致更高的分子量（500 g mol-1 1000 g mol-1）和具有高 O/C 比和低 H/C 比的高芳香地下水 DOM。我们表明，在降雨率低且地下水停留时间长的半干旱环境中，地下水溶解有机碳 (DOC) 被加工成越来越低的分子量。超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱 (FT-ICR MS)、同位素分析 (13C、14C 和 3H) 和主成分分析 (PCA)，我们表明，在降雨量较大的温带沿海泥炭地环境中，大量的老化沉积有机碳可以浸出到地下水中，导致更高的分子量（500 g mol-1 1000 g mol-1）和具有高 O/C 比和低 H/C 比的高芳香地下水 DOM。我们表明，在降雨率低且地下水停留时间长的半干旱环境中，地下水溶解有机碳 (DOC) 被加工成越来越低的分子量。超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱 (FT-ICR MS)、同位素分析 (13C、14C 和 3H) 和主成分分析 (PCA)，我们表明，在降雨量较大的温带沿海泥炭地环境中，大量的老化沉积有机碳可以浸出到地下水中，导致更高的分子量（500 g mol-1 1000 g mol-1）和具有高 O/C 比和低 H/C 比的高芳香地下水 DOM。我们表明，在降雨率低且地下水停留时间长的半干旱环境中，地下水溶解有机碳 (DOC) 被加工成越来越低的分子量。大量老化的沉积有机碳可以浸入地下水中，导致更高的分子量（500 g mol-1 1000 g mol-1）和具有高 O/C 比和低 H/C 比的高芳香地下水 DOM。我们表明，在降雨率低且地下水停留时间长的半干旱环境中，地下水溶解有机碳 (DOC) 被加工成越来越低的分子量。大量老化的沉积有机碳可以浸入地下水中，导致更高的分子量（500 g mol-1 1000 g mol-1）和具有高 O/C 比和低 H/C 比的高芳香地下水 DOM。我们表明，在降雨率低且地下水停留时间长的半干旱环境中，地下水溶解有机碳 (DOC) 被加工成越来越低的分子量。