我們每天喝的水從哪里來？

你知道我們每天喝的水來自哪里嗎？河流、湖泊、水庫、地下水？無論是來自哪里的水都有一個統(tǒng)一的概念：飲用水水源地。

飲用水水源地概括了提供城鎮(zhèn)居民生活及公共服務(wù)用水（如政府機關(guān)、企事業(yè)單位、醫(yī)院、學(xué)校、餐飲業(yè)、旅游業(yè)等用水）取水工程的水源地域。以供水人口數(shù)為分界線，通過管網(wǎng)輸水且供水人口數(shù)小于1000人的為分散式飲用水水源地，大于1000人的為集中式飲用水水源地。

根據(jù)《中華人民共和國水法》和《中華人民共和國水污染防治法》規(guī)定：凡是供應(yīng)飲用水的水源都要劃定保護區(qū)，并根據(jù)實際情況，將其劃分為一級保護區(qū)、二級保護區(qū)和準(zhǔn)保護區(qū)三級。

飲用水中天然源風(fēng)險物質(zhì)的識別、轉(zhuǎn)化與調(diào)控機制

雖然飲用水的水源劃定了保護區(qū)，但天然源風(fēng)險物質(zhì)在環(huán)境中廣泛存在，影響飲用水水質(zhì)感官和人體健康，是全球飲用水安全管理的重要對象。藻源物質(zhì)、天然有機物消毒副產(chǎn)物、無機陰離子砷和氟是典型的天然源風(fēng)險物質(zhì)，其產(chǎn)生于生物地球化學(xué)循環(huán)過程，種類繁多、組成復(fù)雜，難以通過環(huán)境管理從源頭予以阻斷，這些物質(zhì)的識別和調(diào)控是飲用水安全保障的難題。

由中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員楊敏領(lǐng)銜完成的“飲用水中天然源風(fēng)險物質(zhì)的識別、轉(zhuǎn)化與調(diào)控機制”項目圍繞飲用水天然源風(fēng)險物質(zhì)的識別、形成機制及控制原理等關(guān)鍵科學(xué)問題開展系統(tǒng)研究，取得了一系列創(chuàng)新成果。在國際上首次發(fā)現(xiàn)藍藻產(chǎn)生致畸性維甲酸類藻毒素；明確腥臭味為我國地表水源的一種主要嗅味類型，揭示硫醚類腥臭味污染的普遍性；闡明了天然有機物在混凝和消毒過程中的分子轉(zhuǎn)化機制；發(fā)現(xiàn)納米Al13強化混凝高效阻斷消毒副產(chǎn)物的生成；提出了強化砷、氟去除的復(fù)合金屬氧化物多位絡(luò)合吸附原理。

該項目有關(guān)藻源維甲酸類物質(zhì)成果被世界自然保護聯(lián)盟兩棲生物專家組報告收錄，提高了公眾對天然源風(fēng)險物質(zhì)環(huán)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；消毒副產(chǎn)物控制成果成功指導(dǎo)了多地總規(guī)模330萬噸/日飲用水廠混凝工藝優(yōu)化。獲得2017年度國家自然科學(xué)獎二等獎。

研究發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵致嗅物

該研究團隊通過對國內(nèi)55個城市209座水廠，在嗅味識別及產(chǎn)嗅藻原位調(diào)控方面的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，80%以上地表水源和近一半出廠水存在不同程度嗅味，主要嗅味類型為腥臭味和土霉味?；诟泄贇庀嗌V法發(fā)現(xiàn)二甲基三硫等硫醚類物質(zhì)是無錫嗅味事件的關(guān)鍵致嗅物。例如，團隊在長期研究中發(fā)現(xiàn)黃浦江水源存在兩種嗅味，土霉味和腥臭味。將全二維氣相色譜高分辨質(zhì)譜與感官氣相色譜法結(jié)合，成功識別出黃浦江水源15種致嗅物，并對嗅味活性值排序和嗅味重構(gòu)發(fā)現(xiàn)，硫醚類物質(zhì)是腥臭味的主要致嗅物，土霉味物質(zhì)可增強硫醚類物質(zhì)導(dǎo)致的腥臭味。全國調(diào)查中發(fā)現(xiàn)硫醚類物質(zhì)是全國各地水中腥臭味的關(guān)鍵致嗅物。

水源中2-甲基異茨醇（MIB）是產(chǎn)生土霉味的主要物質(zhì)，主要由絲狀藍藻產(chǎn)生。通過建立藻的生態(tài)學(xué)模型并檢測證明，在營養(yǎng)條件充足的條件下，光能是驅(qū)動水體藻類群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的主要因子，進而推測出產(chǎn)嗅藻適宜在底層、亞表層生長。

飲用水安全一直關(guān)系著國計民生，該項目發(fā)現(xiàn)了飲用水天然源風(fēng)險物質(zhì)污染的新問題，提出了強化天然源風(fēng)險物質(zhì)去除的調(diào)控原理，為飲用水安全保障提供了重要的理論和技術(shù)基礎(chǔ)，推動了環(huán)境科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展。

（文：張艷芳 把關(guān)專家：中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員 楊敏）

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來源: 科普中國-重大科技成果解讀

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