Flygtige organiske forbindelser (VOC’er) vides at være forurenende stoffer, der stammer fra industrielle processer og materialer, samt en grund til substandard indendørs luft, men de dannes også i naturen, herunder vådområder, skove, vulkaner og hydrotermiske ventiler.
Forskere fra University of Helsinki og VTT Technical Research Center i Finland tog gas- og mikrobielle prøver fra et dybt borehul, der blev boret af Geological Survey of Finland (GTK) til forskningsformål i et område, der er kendt for sine malmaflejringer i Outokumpu.
En bred vifte af naturlige VOC’er blev fundet i grundfjelds grundvand fra dybder, der spænder mellem 500 og 2.300 meter.
Før dette var der kun lidt information tilgængelig på de VOC’er, der blev påvist i krystallinsk grundfjeld og dets uforurenede grundvand. Resultaterne blev for nylig offentliggjort i Kommunikation Jord og miljø.
Forståelse af kulstofcyklussen
Forskningsresultaterne kan have indflydelse på at forstå den globale kulstofcyklus såvel som på luftkvaliteten af underjordiske faciliteter, såsom miner.
Undersøgelsen demonstrerede, at mikrober i den dybe biosfære, især bakterier og svampe, spiller en vigtig rolle i produktion og nedbrydning af VOC’er. Imidlertid afspejler koncentrationen og sammensætningen af VOC’er også egenskaberne ved det lokale grundgrund, såsom kulstof- og svovlindhold samt oxidationsreduktionsbetingelser.
“Vi blev ledet til de flygtige organiske forbindelser af lugt,” siger adjunkt Riikka Kietäväinen fra University of Helsinki, der overvågede den geokemiske del af undersøgelsen.
Mange af forbindelserne, såsom aromatiske kulbrinter og svovlforbindelser, kan påvises ved lugt ved meget lave koncentrationer.
“Afhængig af snifferen blev lugten af grundfjelds grundvand i outokumpu -borehullet beskrevet som lignede havet eller kloakken, endda lidt sød. Forsøg på at præcisere kilden til lugten mere præcist blev lavet gennem analytiske teknikker ved hjælp af termisk desorption -GAS -kromatografi Massespektrometri, “tilføjer Kietäväinen.
Analyserne afslørede mere end 40 VOC’er med butan, benzen og dimethylsulfid herskende. Forbindelserne omfattede også andre kulbrinter, alkoholer, ketoner og aldehyder.
“Vi studerede den mulige rolle af mikrober i dannelsen eller forringelsen af disse VOC’er ved at analysere genomiske data om det mikrobielle samfund,” siger seniorforsker Mari Nyyssönen fra VTT.
“I den dybe grundfjeld har mikrober få forskellige kilder til næringsstoffer og kulstof, og resultaterne af undersøgelsen viser, at disse VOC’er bringer nye slags muligheder til det mikrobielle middagsbord,” tilføjer Nyyssönen.
Grundvand dating tilbage titusinder af millioner år
Boringen af Outokumpu Deep Drill Hole blev afsluttet for 20 år siden, den 31. januar 2005. Indtil videre har forskningssamarbejde mellem University of Helsinki, VTT og GTK ved Outokumpu Deep Borehole udsat blandt andet grundvandsdatering af bageste titalls af titens af titalls af titalls af titalls af titalls af titalls af titalls af titalls af titalls af titalls af titalls af titalls af titalls af titalls af titalls tittener Millioner af år såvel som et forskelligartet mikrobielt samfund, der bor i grundfjeldsgrunden og klipper.
“Denne undersøgelse har flyttet os et skridt tættere på at forstå samspillet mellem de organiske og uorganiske domæner. Forskning i borehullet vil fortsætte,” Kietäväinen og Nyyssönen State.