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

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来源: 科普中国-重大科技成果解读

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