地下水库中的微生物-地球化学相互作用：对氢储存的影响

《Microbial Ecology》：Microbial-geochemical Interactions in Underground Reservoirs: Implications for Hydrogen Storage

　　

摘要

了解深部地质环境中的微生物生命对于评估自然生物地球化学过程及其对地下活动（如地下氢储存）的影响至关重要。本研究调查了两种截然不同的地质环境——多孔储层和盐洞中的水化学成分、微生物群落组成及其代谢潜力。这是首批对不同储层中的微生物和地球化学过程进行大规模比较的研究之一。研究结果表明，多孔储层（尤其是含有碳酸盐岩相的储层）的特点是含有富含碳酸盐的流体，并且以产甲烷古菌、发酵细菌和乙酸生成菌为主的厌氧微生物群落为特征。相比之下，所研究的盐洞中含有盐饱和的卤水，其中以适应寡营养、高盐度环境的嗜盐和化能有机营养微生物为主。一些储层显示出受人为活动或水文地质联系影响的非典型微生物特征，这些因素改变了当地的地球化学性质和微生物结构。本研究强调了盐度、碳可用性、温度以及人类活动对微生物群落结构和代谢功能潜力的影响。氢营养微生物的存在引发了人们对它们可能消耗注入的氢气并改变气体质量的担忧。这些发现凸显了我们需要从单纯检测微生物的存在转向基于其活性的评估方法，以便预测生物地球化学动态并制定有效的缓解策略。更好地理解储层化学、地质学和微生物学之间的相互作用对于确保安全高效的地下氢储存至关重要。