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谁把水搞得难闻?抓住水中致“臭”元凶

来源: 科普中国  发布时间:2023-11-15

水是生命的源泉。根据《中国居民膳食指南》的建议,每个人每天要饮用1500~1700毫升的水。饮用水来自哪里呢?在我国,大部分饮用水来自河流、湖泊、地下水等,很多水源处于自然之中。

在自然环境中,饮用水中的风险物质广泛存在。比如,湖泊中可能存在细菌、绿藻等微生物,为了保证饮用水安全,水会被经过消毒处理后再送入千家万户。但消毒过程中,水中的某些物质可能也会跟消毒剂反应,产生一些消毒副产物,危害人体健康。

中国科学院生态环境研究中心研究员杨敏,带领团队长期从事水质风险研究。他们的研究成果“饮用水中天然源风险物质的识别、转化与调控机制”获得2017年国家自然科学二等奖。

寻找嗅味的罪魁祸首

到底是什么导致了水中的嗅味?这个问题很难回答,人类对臭味很敏感,却又很难对它进行具体的描述,也很难将臭味和特定化学物质匹配起来。有时候闻上去只有一种味道,实际上造成臭味的物质可能是几十种,甚至上百种。在嗅味识别与控制策略方面,杨敏团队想到了一个办法——感官气相色谱法。他们利用气相色谱质谱仪,将混合着各种物质的气体分离,提炼出单一的物质,再把气体分成两路,一路直接给人的鼻子去闻,另一路由质谱仪识别这到底是什么物质。这样一来,就可以把味道和单一的物质对应起来,寻找臭味到底由什么组成了。

经过分析,杨敏团队发现无锡饮用水中的臭味主要由“硫醚类”物质引起。此后,杨敏团队还调查了全国55个城市209座水厂,发现“硫醚类”物质是各地水中腥臭味的主要原因。他们提出系统性的饮用水嗅味评价与物质鉴定方法,为饮用水的安全管理提供了有力的工具。

去除污染物 开发新材料

针对砷和氟超标等问题,杨敏团队开发了一系列新材料,可以有效地吸附砷和氟。并在过去的研究基础之上,开发了“大通量电渗析技术”,可以廉价又高效地去除水中的氟和钙。

除了砷和氟这类有毒物质,饮用水中的消毒副产物,也可能危害人体健康。杨敏团队认为,与其在消毒副产物出现后再去除,还不如想办法直接让消毒过程更安全,少产生一些消毒副产物。为了实现这个目标,杨敏团队利用超高分辨质谱方法,弄清楚了在消毒过程中,水里的天然有机物,哪些会和消毒剂中的氯反应,产生消毒副产物。他们发现,这类关键的物质主要是电负性强的天然有机分子。水厂可以利用高效混凝剂,在消毒处理工艺中即开始干预。为饮用水安全保障提供了重要的理论和技术支撑。

文:帝国理工学院 范可鑫

把关专家:科技导报社副编审、清华大学博士 祝叶华

中国科协科普部

新华网

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