随着工业化的加速，矿产资源的开发不断扩大，由此产生的酸性矿井排水（AMD）对生态环境和人类健康构成了严重威胁（Bu等人，2024；Kefeni等人，2017；Liu等人，2023a；Thomas等人，2022；Wunn等人，2024；Zhu等人，2020；Zou等人，2024）。AMD是指在金属矿开采、选矿等过程中，由于空气、水和微生物的作用，硫化物矿物和废石产生的废水。其pH值较低，含有高浓度的锰（Mn）、镉（Cd）、铜（Cu）、铁（Fe）、锌（Zn）等重金属离子（Cheng等人，2009；Johnson和Hallberg，2005；Otunola和Mhangara，2024；Wunn等人，2024；Zou等人，2024）。地下水中的重金属难以降解。人类饮用受污染的地下水可能导致多种疾病，例如镉中毒引起的痛风和汞中毒引起的水俣病，这些都对人类健康构成重大威胁（Bu等人，2024；Myagkaya等人，2020；Tang等人，2024）。对于农业而言，受污染的土壤会降低作物产量和质量，进而通过食物链危害人类健康（Bu等人，2024；Luo等人，2020a；Tang等人，2024；Yuan等人，2022）。将受污染的地下水用于工业生产可能会腐蚀设备，影响产品质量并阻碍社会发展（Bu等人，2024；Kavehei等人，2020；Ren等人，2021；Tang等人，2024；Tum等人，2022；Wei等人，2022）。
AMD通过显著降低地下水的pH值使其酸化，从而直接影响地下水（El Hamidi等人，2025；Liu等人，2023b；Shi等人，2025；Wang等人，2020；Zhou等人，2015）。这种低pH值环境改变了地下水中的氧化还原条件，增加了多种重金属的迁移性（Shan等人，2020）。此外，AMD还极大地改变了地下水的离子组成。由于硫化物的氧化会立即产生大量硫酸根离子（SO42-），因此SO42-浓度是判断地下水AMD污染的主要指标之一（Fekrache和Boudeffa，2023；Ferreira da Silva等人，2009）。重金属离子的浓度也可能显著升高（Varshney等人，2024）。AMD带来的大量重金属是地下水环境和生态系统面临的最大风险之一（Hu等人，2022）。水文地质连通性、矿井排水的地球化学性质以及地下水系统内的水岩相互作用都会影响AMD污染的程度和严重性（Liu等人，2023b）。由于采矿作业改变了地下水流动路径，AMD可以通过裂缝、断裂和多孔物质到达深层含水层（Molson等人，2012；Newman等人，2023）。许多因素，如水力传导性、污染物的反应传输过程以及矿区的地质特征，都会影响AMD的传输和扩散过程（Molson等人，2012）。
地下水中溶解有机物（DOM）的复杂组成既来自自然来源也来自人为因素（Ding等人，2024, 2025；Su等人，2025）。自然过程，如植物残体的分解、土壤有机物的溶解和水生生物的新陈代谢，为DOM提供了物质基础（He等人，2022；Shang等人，2022；Su等人，2025；Wunn等人，2024）。农业中化肥和农药的使用、工业废水的排放以及生活污水和垃圾渗滤液的排放都会通过促进有机物渗入地下水而影响地下水（Liu等人，2024；Qiu等人，2024；Su等人，2025）。地质结构、气候特征和水文条件等自然条件与土地开发模式、污染物排放强度和地下水开采规模等人造因素相互交织，共同影响地下水中DOM的含量、组成和分布（Ding等人，2024，2025；Su等人，2025）。
DOM对重金属的迁移和转化至关重要。在低pH值的酸性矿井废水中，DOM的结构和性质会发生显著变化，从而影响其与重金属的相互作用（Ding等人，2024；Wang等人，2023，2025）。DOM中存在的多种官能团，如羧基、羟基和酚羟基，可以与重金属离子形成复合物、交换离子并发生其他化学反应（Ding等人，2024；Li等人，2025；Shen等人，2014；Wang等人，2023，2025；Williams等人，2019）。溶液中较高的质子（H+）浓度会对DOM和重金属在酸性条件下的络合能力产生显著影响。这主要通过改变重金属的溶解度和形态以及DOM官能团的质子化状态来实现（Hu等人，2024；Lodeiro等人，2023；Ye等人，2022）。质子化改变了官能团的电荷分布，可能增加它们对带正电的重金属离子的静电吸引力，促进复合物的形成（Hu等人，2024）。此外，一些难溶的重金属氢氧化物或氧化物在低pH值下会溶解，释放额外的游离金属离子到溶液中（Hao等人，2023）。然而，过高的酸度也可能破坏DOM的分子结构，降低其与重金属的络合稳定性（Doane和Horwath，2010；Huang等人，2018；Suo等人，2024；Wang等人，2023，2025）。
季节性因素显著影响DOM与地下水中的重金属之间的相互作用（Kavehei等人，2021；McDonough等人，2020；Sankoh等人，2023；Yang等人，2020）。地下水中DOM和重金属的动态受季节性波动的影响显著，尤其是降雨和干旱周期。降雨径流将地表土壤和植被碎屑中的有机物带入地下水系统，导致DOM浓度升高（Huo和Gao，2024；Shafiquzzaman等人，2020；Yang等人，2020）。与高浓度DOM（尤其是富含羧基和羟基等官能团的腐殖质化合物）形成稳定的可溶性复合物可以改善重金属的溶解度和迁移性（Dong等人，2022；Gao等人，2024）。由于总体地下水体积的增加，某些重金属离子的浓度可能会因稀释而降低。然而，地表径流的污染输入可能会抵消这种稀释效应，甚至导致某些重金属浓度升高（Guo等人，2018；Song等人，2015）。相反，旱季降雨量减少会导致较少的DOM渗入地下水，从而限制了地下水中重金属的迁移和溶解（Shafiquzzaman等人，2020；Yang等人，2020）。
农业灌溉等人类活动也会影响地下水中的DOM和重金属动态，这些活动具有明显的季节性趋势（Gao等人，2024）。作为中国南方最大的多金属矿区，大宝山矿区的污染严重（Wang等人，2019；Zhao等人，2023）。多项研究证实，大宝山矿区中重金属与DOM之间的相互作用在重金属的环境迁移、转化、生物利用性和生态风险中起着关键作用（Liu等人，2023a；Liu等人，2023b；Wang等人，2019）。然而，关于季节性因素在这一相互作用过程中的作用及其对重金属环境行为的潜在影响的系统研究尚不足。
本研究聚焦于大宝山矿区受AMD影响的地下水，旨在系统揭示地下水中DOM和重金属的季节性变化模式及其相互作用机制。研究目标包括：（i）探讨大宝山矿区下游浅层地下水的水文地球化学特性；（ii）分析DOM和重金属的季节性变化及其原因；（iii）评估DOM与重金属之间的相互作用机制。这些发现有助于了解地下水污染的过程和模式，为制定针对性的污染预防和控制措施提供科学依据。此外，本研究还为当地生态平衡的恢复和长期保护提供了有用的参考。
