郭华明教授团队在《Communications Earth & Environment》发表地下水系统中磷生物地球化学循环的最新研究成果

2024-09-26     发布：【深时数字地球前沿科学中心】    点击：1次

近日，我校郭华明教授团队在Nature旗下期刊《Communications Earth & Environment》发表了创新性研究成果，题为“Microbial cycling contributes to the release of dissolved inorganic phosphate into the groundwater of floodplain aquifers” (微生物循环参与释放无机磷酸盐进入洪泛平原含水层地下水) 。该研究由郭华明教授团队与德国图宾根大学Yvonne Oelmann教授团队合作完成，郭华明教授为共同通讯作者，团队博士后李遥为第一作者，我校为第一作者单位和通讯作者单位。

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沿流向微生物循环对地下水中无机磷酸盐的贡献及其释放机理示意图

近些年，地质成因的高磷地下水受到广泛关注。含水层中含磷有机质的矿化、铁氧化物的还原性溶解以及磷灰石的溶解被认为是释放无机磷酸盐（PO4）进入地下水的主要过程。然而，由于缺乏有效的分析手段，含水层中参与PO4释放的生物过程还仍不清楚。针对这一问题，研究团队在内蒙古盆地西北部一典型高磷地下水区域展开工作，系统地分析了研究区地下水及沉积物的磷酸根氧同位素分布特征。研究发现，沿地下水流动方向，微生物循环对地下水PO4的贡献随着含水层氧化至还原环境的变化而逐渐增加。在还原条件下，铁还原菌、硫酸盐还原菌占主导地位，其利用铁氧化物所包含的磷维持生长并诱导铁氧化物的还原性溶解，导致经历了微生物循环的PO4被释放进入地下水中。此项研究揭示了地下水系统中存在PO4的微生物循环过程，阐明了微生物循环在铁氧化物还原性溶解及磷释放过程中所扮演的重要角色，为洪泛平原含水层地下水中磷的富集机制提供了新的见解。

郭华明教授长期从事水文地质学的教学与科研工作，主要研究方向包括氧化还原敏感组分的水文地球化学、地下水有机物的生物地球化学以及地下水系统的碳-氮-硫循环过程。在Geochim Cosmochimi Acta、Environ Sci Technol、Water Resour Res、Chem Geol、Water Res等期刊发表SCI论文100余篇，主持包括国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年基金项目等30余项。获高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)自然科学奖一等奖1项（R1）。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s43247-024-01666-3