為了飲用水安全,你知道科學家多花心思嗎?
來源:科普中國
發布時間:2023-11-15
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我們(men) 每天喝的水從(cong) 哪裏來?

你知道我們(men) 每天喝的水來自哪裏嗎?河流、湖泊、水庫、地下水?無論是來自哪裏的水都有一個(ge) 統一的概念:飲用水水源地。


飲用水水源地概括了提供城鎮居民生活及公共服務用水(如政府機關(guan) 、企事業(ye) 單位、醫院、學校、餐飲業(ye) 、旅遊業(ye) 等用水)取水工程的水源地域。以供水人口數為(wei) 分界線,通過管網輸水且供水人口數小於(yu) 1000人的為(wei) 分散式飲用水水源地,大於(yu) 1000人的為(wei) 集中式飲用水水源地。


根據《中華人民共和國水法》和《中華人民共和國水汙染防治法》規定:凡是供應飲用水的水源都要劃定保護區,並根據實際情況,將其劃分為(wei) 一級保護區、二級保護區和準保護區三級。



飲用水中天然源風險物質的識別、轉化與(yu) 調控機製


雖然飲用水的水源劃定了保護區,但天然源風險物質在環境中廣泛存在,影響飲用水水質感官和人體(ti) 健康,是全球飲用水安全管理的重要對象。藻源物質、天然有機物消毒副產(chan) 物、無機陰離子砷和氟是典型的天然源風險物質,其產(chan) 生於(yu) 生物地球化學循環過程,種類繁多、組成複雜,難以通過環境管理從(cong) 源頭予以阻斷,這些物質的識別和調控是飲用水安全保障的難題。


由中國科學院生態環境研究中心研究員楊敏領銜完成的“飲用水中天然源風險物質的識別、轉化與(yu) 調控機製”項目圍繞飲用水天然源風險物質的識別、形成機製及控製原理等關(guan) 鍵科學問題開展係統研究,取得了一係列創新成果。在國際上首次發現藍藻產(chan) 生致畸性維甲酸類藻毒素;明確腥臭味為(wei) 我國地表水源的一種主要嗅味類型,揭示硫醚類腥臭味汙染的普遍性;闡明了天然有機物在混凝和消毒過程中的分子轉化機製;發現納米Al13強化混凝高效阻斷消毒副產(chan) 物的生成;提出了強化砷、氟去除的複合金屬氧化物多位絡合吸附原理。


該項目有關(guan) 藻源維甲酸類物質成果被世界自然保護聯盟兩(liang) 棲生物專(zhuan) 家組報告收錄,提高了公眾(zhong) 對天然源風險物質環境問題的認識;嗅味成果支撐了飲用水重大嗅味問題的解決(jue) ;消毒副產(chan) 物控製成果成功指導了多地總規模330萬(wan) 噸/日飲用水廠混凝工藝優(you) 化。獲得2017年度國家自然科學獎二等獎。



研究發現關(guan) 鍵致嗅物

該研究團隊通過對國內(nei) 55個(ge) 城市209座水廠,在嗅味識別及產(chan) 嗅藻原位調控方麵的調查發現,80%以上地表水源和近一半出廠水存在不同程度嗅味,主要嗅味類型為(wei) 腥臭味和土黴味。基於(yu) 感官氣相色譜法發現二甲基三硫等硫醚類物質是無錫嗅味事件的關(guan) 鍵致嗅物。例如,團隊在長期研究中發現黃浦江水源存在兩(liang) 種嗅味,土黴味和腥臭味。將全二維氣相色譜高分辨質譜與(yu) 感官氣相色譜法結合,成功識別出黃浦江水源15種致嗅物,並對嗅味活性值排序和嗅味重構發現,硫醚類物質是腥臭味的主要致嗅物,土黴味物質可增強硫醚類物質導致的腥臭味。全國調查中發現硫醚類物質是全國各地水中腥臭味的關(guan) 鍵致嗅物。


水源中2-甲基異茨醇(MIB)是產(chan) 生土黴味的主要物質,主要由絲(si) 狀藍藻產(chan) 生。通過建立藻的生態學模型並檢測證明,在營養(yang) 條件充足的條件下,光能是驅動水體(ti) 藻類群落結構發生變化的主要因子,進而推測出產(chan) 嗅藻適宜在底層、亞(ya) 表層生長。


飲用水安全一直關(guan) 係著國計民生,該項目發現了飲用水天然源風險物質汙染的新問題,提出了強化天然源風險物質去除的調控原理,為(wei) 飲用水安全保障提供了重要的理論和技術基礎,推動了環境科學技術基礎學科的發展。


(文:張豔芳 把關(guan) 專(zhuan) 家:中國科學院生態環境研究中心研究員 楊敏)


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