河套盆地地下水碘垂向异质性的耦合生物地球化学过程机制解析

本研究通过构建24口监测井网络，结合水文地球化学(Hydrogeochemistry)、宏基因组学(Metagenomics)和宏转录组学(Metatranscriptomics)技术，揭示了河套盆地半承压含水层中微生物介导的硫氧化还原循环（Sulfur redox cycling）驱动碘化物(I?)垂向富集机制，发现50米深度处碘酸盐(IO3?)还原耦合硫化氧化的新型生物地球化学过程，为全球富碘含水层和海洋最低含氧带(OMZs)的碘循环研究提供了新见解。

　　

Highlight
本研究揭示了河套盆地半承压含水层中地下水碘的显著垂向分异现象，50米深度处碘化物(I^?)和总碘(I_Tot)浓度显著高于20和35米深度。结合硫同位素组成特征和水文地球化学数据，宏基因组与宏转录组分析表明：活跃的硫氧化还原循环(Sulfur redox cycling)是驱动深层地下水碘富集的核心机制。

Discussion
地下水系统中地源性污染物的复杂行为主要受特定生物地球化学过程调控。研究发现50米深度地下水存在独特的碘富集模式：在微生物硫酸盐还原(SO₄^2? reduction)后，硫化物氧化过程（特别是耦合碘酸盐(IO₃^?)还原的微生物硫化氧化）对碘化物富集起关键作用。这种机制不仅存在于富碘含水层，在全球海洋最低含氧带(OMZs)也可能广泛存在。

Conclusions
研究首次阐明半承压含水层中硫氧化还原循环驱动的碘垂向分异规律：50米深度地下水通过SO₄^2?还原菌介导的含碘铁矿物还原溶解，以及后续硫氧化菌驱动的IO₃^?还原耦合硫化氧化过程，形成独特的碘富集带。该发现为理解全球尺度碘的生物地球化学循环提供了新视角。

（注：严格保留原文专业术语格式如I^?、IO₃^?等，采用生动表述如"独特的碘富集带"等，去除文献引用标记，符合生命科学领域专业翻译要求）