饮用水的异味问题和去除技术的研究
随着天然水体富营养化程度的加剧和工业农业向水体排放污染物量的增加,导致饮用水异味问题越来越普遍，引起人们的广泛关注。为此，本刊记者邀请中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室主任杨敏教授对饮用水中致嗅味物质的种类、来源及其控制技术的研究进展进行全面的介绍。
饮用水中异嗅味的存在不仅影响生活质量，也会引起消费者对饮用水水质安全的疑虑。但我国对于饮用水嗅味问题的关注刚刚开始。水中致嗅物质来源于两大类，一类属于人为因素产生的嗅味，主要是工农业、畜牧业以及生活污水排入水体后直接产生；另一类属于自然因素产生的嗅味，主要是水中某些微生物（藻类、浮游动物、放线菌等）的代谢产物(如土嗅素和2-MIB等)以及水中有机物的厌氧分解产物(如硫醇、硫醚、硫化氢等)等所导致。
文献调查可发现，我国太湖、巢湖、滇池、武汉东湖等湖库型水源，以及黄浦江、黄河、淮河、滦河、东江等河流型水源，均有嗅味问题的报道；国内一些主要城市，如上海、北京、深圳、郑州、天津、连云港、秦皇岛、无锡等地的饮用水中均出现过一定程度的嗅味问题；而在消费者投诉的主要水质问题中，嗅味投诉占有很大一部分。2007年5月太湖水危机事件，自来水的严重异味影响了无锡市大部分市民的正常生活，引起了国内外的广泛关注。从我们实验室（即中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室，以下简称“实验室”）前期调查来看，鱼腥味、腥臭味以及土霉味是我国饮用水中的主要嗅味问题，无论河流还是湖库型水源，2-甲基异莰醇在水源中广泛检出，而另一种土霉味物质土臭素（geosmin）在部分湖库水源中也有明显检出，这两种物质是季节性土霉味问题的主要来源之一。另外，太湖、黄浦江、东江以及北江等水源中有较明显的腥臭味，但主要原因物质不明，实验室正在投入很大力气开展研究。总体来看，嗅味问题已经成为我国饮用水水质的一个重要问题。
然而，由于产生异嗅味的物质都是水中一些极微量的物质，如藻和放线菌产生的二甲基异茨醇（MIB）和土嗅素（Geosmin）在水中只要有10纳克/升，人就能感觉得到，因此饮用水中异嗅味物质的识别及其来源解析一直是一个难题。
我们实验室建立了将感官的FPA（嗅味层次分析法）技术与利用感官色谱质谱（S-GC-MS）的仪器技术结合起来对嗅味物质进行识别、确认和分析的方法。利用这个方法，实验室在07年对发生严重异味的无锡自来水中的嗅味物质进行了分析，发现无锡主要的致嗅物质为二甲基三硫等硫醚类物质。在上海供水监测中心、国家工程中心及上海水司的合作下，实验室通过培训班的形式在上海推广应用上述方法，为上海的水质管理提供一些支持。08年做了一次，09年做了八期，将近有三百人参加了培训班。同时，实验室还与北京市自来水集团、北京首创、郑州自来水公司等单位合作，为自来水行业培养大量嗅味鉴别技术人才。
上海饮用水中异味问题由来已久。外地人到上海来，第一个感觉就是自来水具有很强烈的味道。实验室用FPA（嗅味层次分析法）评价的结果表明，黄浦江水主要有两种异味，一种是土霉味，还有一种是腥臭味。但是，腥臭味比较重，因此土霉味在很大程度上被掩盖了。利用感官色谱-质谱进行水质分析后发现，黄埔江水含有一定量的MIB。实验室的研究发现，MIB从7月份到8月份有一个非常显著的上升。
同时，我们发现，黄埔江里面存在颤藻，其他的藻非常少。而且水中颤藻数量的变化趋势与MIB的增加趋势非常一致。因此，可以认为，黄浦江水的土霉味主要来源于MIB，而MIB主要是由颤藻产生的。
一般来说，各种嗅味物质都很难通过常规的水处理技术进行去除。至今为止最主要的嗅味去除方法有两个，一个是活性炭，一个是臭氧。实验室对活性炭做了大量的研究工作，发现不同的活性炭对MIB和geosmin的去除效果差别非常大，活性炭对这两种物质的去除效果与其微孔的体积呈现一个非常好的相关性，也就是说，微孔体积越大的活性炭，其MIB和geosmin的吸附量也越大。同样一个价格买下来的活性炭，其吸附效果可能差两三倍。因此，在选择活性炭时，可以以其微孔体积作为一个评价指标。如果没有条件，一定要事先进行一些嗅味去除的评价试验。
实验室对黄埔江水的嗅味进行了去除实验。在黄浦江水中添加MIB，使其含量达到200纳克/升，但即使如此，水中的土霉味也没有显著的增强，主要可能是腥臭味的掩盖。利用活性炭进行的处理实验结果表明，20-30毫克/升的活性炭就有较好的去除效果。但是，活性炭先去除的是腥臭味，然后才是土霉味。
同时，利用臭氧氧化也可以有效去除嗅味，当臭氧投加量达到2.8毫克/升时，就可以把原来的腥臭味和土霉味都基本上消除。
但同时会产生一种新的味道，因为后续的生物活性炭会对臭氧氧化的中间产物进行分解。
目前，臭氧是在国际上得到认可和被广泛采用的一种饮用水深度处理技术，臭氧-活性炭联用技术是通过臭氧的选择性化学氧化和活性炭上的生物降解的巧妙结合，有效地进行有机物、色度和异味的去除，是饮用水最有力的安全屏障。但是，利用臭氧技术的一个最大问题是产生致癌物溴酸的问题。当水中存在一定浓度溴离子时，在臭氧氧化过程中就有产生溴酸的可能。新的饮用水标准中规定，溴酸根含量不得超过10微克/升。因此，溴酸的控制是一项非常重要的工作。
目前我国沿海地带的水厂需要对溴酸问题给予高度的关注，因为海水中存在60-70mg/L的溴离子，通过海水倒灌、渗透等过程部分溴离子会进入饮用水水源。
实验室建立了一种用于确定水源溴酸生成势的方法，并利用该方法对全国的一些代表性水源进行了评价。我们发现，很多水源在正常的臭氧投加量下都有溴酸盐超标的可能。但是，奇怪的是，尽管黄埔江水中溴离子含量高达200-300微克/升，其该水源的溴酸生成势却非常低，只有臭氧投加量增加到5.7毫克/升时，水中才产生很低浓度的溴酸。因此，就目前黄埔江水来说，臭氧深度处理技术带来的溴酸盐超标风险非常低。但是这中间会不会有其他的问题，还需要进一步研究。当然，对于溴酸生成势高的水源，实验室也在研究如何控制溴酸盐超标的问题，并取得了一些进展。
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