水是生命的源泉。根據《中國居民膳食指南》的建議，每個人每天要飲用1500~1700毫升的水。飲用水來自哪呢？在我國，大部分飲用水來自河流、湖泊、地下水等，很多水源處於自然之中。

      在自然環境中，飲用水中的風險物質廣泛存在。比如，湖泊中可能存在細菌、綠藻等微生物，為了保證飲用水安全，水會被經過消毒處理後再送入千家萬戶。但消毒過程中，水中的某些物質可能也會跟消毒劑反應，産生一些消毒副産物，危害人體健康。

      中國科學院生態環境研究中心研究員楊敏，帶領團隊長期從事水質風險研究。他們的研究成果“飲用水中天然源風險物質的識別、轉化與調控機制”獲得2017年國家自然科學二等獎。

      尋找嗅味的罪魁禍首

      到底是什麼導致了水中的嗅味？這個問題很難回答，人類對臭味很敏感，卻又很難對它進行具體的描述，也很難將臭味和特定化學物質匹配起來。有時候聞上去只有一種味道，實際上造成臭味的物質可能是幾十種，甚至上百種。在嗅味識別與控制策略方面，楊敏團隊想到了一個辦法——感官氣相色譜法。他們利用氣相色譜質譜儀，將混合着各種物質的氣體分離，提煉出單一的物質，再把氣體分成兩路，一路直接給人的鼻子去聞，另一路由質譜儀識別這到底是什麼物質。這樣一來，就可以把味道和單一的物質對應起來，尋找臭味到底由什麼組成了。

      經過分析，楊敏團隊發現無錫飲用水中的臭味主要由“硫醚類”物質引起。此後，楊敏團隊還調查了全國55個城市209座水廠，發現“硫醚類”物質是各地水中腥臭味的主要原因。他們提出系統性的飲用水嗅味評價與物質鑒定方法，為飲用水的安全管理提供了有力的工具。

      去除污染物 開發新材料

      針對砷和氟超標等問題，楊敏團隊開發了一系列新材料，可以有效地吸附砷和氟。並在過去的研究基礎之上，開發了“大通量電滲析技術”，可以廉價又高效地去除水中的氟和鈣。

      除了砷和氟這類有毒物質，飲用水中的消毒副産物，也可能危害人體健康。楊敏團隊認為，與其在消毒副産物出現後再去除，還不如想辦法直接讓消毒過程更安全，少産生一些消毒副産物。為了實現這個目標，楊敏團隊利用超高分辨質譜方法，弄清楚了在消毒過程中，水裏的天然有機物，哪些會和消毒劑中的氯反應，産生消毒副産物。他們發現，這類關鍵的物質主要是電負性強的天然有機分子。水廠可以利用高效混凝劑，在消毒處理工藝中即開始干預。為飲用水安全保障提供了重要的理論和技術支撐。

      文：帝國理工學院 范可鑫

      把關專家：科技導報社副編審、清華大學博士 祝葉華

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