課題名稱：國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)“飲用水特征嗅味物質(zhì)識(shí)別與控制技術(shù)研究與示范”（2015ZX07406001）

課題牽頭單位：中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心

1.

研究背景

嗅味是廣大消費(fèi)者普遍關(guān)注的一個(gè)重要水質(zhì)問題，也是我國飲用水中普遍存在、影響供水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的主要問題之一。保證飲用水無異臭異味，是供水企業(yè)和行業(yè)管理的主要目標(biāo)之一，然而由于現(xiàn)有飲用水嗅味評(píng)價(jià)方法的局限性，飲用水嗅味特征以及具體原因物質(zhì)難于有效確定，導(dǎo)致飲用水嗅味控制和水質(zhì)管理缺乏目標(biāo)性。對(duì)于嗅味的處理，由于常規(guī)工藝去除效果有限，水廠多采用投加活性炭或高錳酸鉀等方式加以應(yīng)急處理，然而由于具體嗅味物質(zhì)不明確，往往在付出巨大處理成本的同時(shí)仍不能有效控制；從水源管理的角度來說，由于缺乏針對(duì)性的目標(biāo)物質(zhì)，往往也無從著手。

為解決上述問題，2015年由中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心牽頭，聯(lián)合中國城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院、上海城市水資源開發(fā)利用國家工程中心有限公司、深圳市水務(wù)（集團(tuán)）有限公司、呼和浩特市水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心、同濟(jì)大學(xué)、北京建筑大學(xué)共同申報(bào)了“國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)——飲用水安全保障技術(shù)研究與示范”主題下“飲用水特征嗅味物質(zhì)識(shí)別與控制技術(shù)研究與示范”課題。

2.

研究?jī)?nèi)容

課題針對(duì)我國飲用水嗅味污染普遍、來源復(fù)雜的現(xiàn)狀，建立包括感官評(píng)價(jià)方法、儀器定性定量方法以及嗅味物質(zhì)識(shí)別方法在內(nèi)的飲用水嗅味表征方法，明確我國重點(diǎn)流域主要水源的嗅味特征及關(guān)鍵致嗅物質(zhì)，建立分別針對(duì)三類典型嗅味（土霉味、魚腥味和化學(xué)味）的控制技術(shù)，并通過技術(shù)集成、應(yīng)用示范以及人員培訓(xùn)，形成一套有效的飲用水嗅味控制和管理技術(shù)，并為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中嗅味相關(guān)指標(biāo)的修訂奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

3.

主要成果

3.1飲用水嗅味感官評(píng)價(jià)方法研究

針對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中嗅味感官方法過于粗略無法定性、嗅味評(píng)價(jià)目標(biāo)不明確等問題，從嗅味標(biāo)準(zhǔn)品選擇、嗅味評(píng)價(jià)影響因素、嗅味訓(xùn)練的培訓(xùn)程序和質(zhì)量控制等方面出發(fā)，建立了基于不同評(píng)價(jià)目標(biāo)的嗅味感官評(píng)價(jià)方法體系，包括嗅味特征測(cè)試、嗅味敏感性測(cè)試、嗅味特征描述等。結(jié)合全國10余個(gè)城市的方法驗(yàn)證和嗅味敏感性調(diào)查，首次確定了飲用水中100余種典型嗅味化合物的嗅味特征，編制完成《飲用水嗅味檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)》，開展規(guī)�；�的嗅味評(píng)價(jià)技術(shù)培訓(xùn)四期。相關(guān)成果可為我國飲用水中嗅味的科學(xué)定性定量表征提供方法學(xué)支撐。

圖1 不同地區(qū)對(duì)2-甲基異莰醇（MIB）嗅味的響應(yīng)曲線

圖2 課題實(shí)施期間開展嗅味評(píng)價(jià)技術(shù)培訓(xùn)

3.2飲用水致嗅物質(zhì)的識(shí)別及分析技術(shù)研究

針對(duì)飲用水中導(dǎo)致嗅味的物質(zhì)復(fù)雜多樣且痕量的問題，建立完善了飲用水嗅味物質(zhì)識(shí)別方法體系，涵蓋特征嗅味物質(zhì)的同時(shí)定量分析（100余種）、基于嗅覺層次分析—感官氣相色譜/質(zhì)譜與全二維氣相色譜相結(jié)合的嗅味物質(zhì)識(shí)別、基于嗅味活性值與嗅味重組驗(yàn)證的關(guān)鍵嗅味物質(zhì)鑒定方法，并形成500余種特征嗅味物質(zhì)的快速篩查數(shù)據(jù)庫。對(duì)涵蓋重點(diǎn)流域25個(gè)以上水源中的嗅味特征和嗅味物質(zhì)進(jìn)行了識(shí)別和調(diào)查，提出了相應(yīng)水源的嗅味特征和致嗅物質(zhì)清單。相關(guān)成果可為我國飲用水中嗅味的針對(duì)性管控提供基礎(chǔ)資料。

圖3 嗅味特征調(diào)查結(jié)果

圖4 特征嗅味物質(zhì)總體檢出情況

3.3應(yīng)對(duì)典型嗅味問題的去除技術(shù)研究與應(yīng)用示范

針對(duì)我國飲用水中存在的三類典型嗅味問題（土霉味、魚腥味和腥臭味/化學(xué)味），結(jié)合特征嗅味物質(zhì)可處理性評(píng)價(jià)研究和控制技術(shù)的系統(tǒng)集成，形成了應(yīng)對(duì)三類典型嗅味問題的控制技術(shù)體系。課題共凝練相關(guān)嗅味控制關(guān)鍵技術(shù)4項(xiàng)，各技術(shù)就緒度由課題開展前的4~5級(jí)，基本提升到6~7級(jí)，分別在上海新車墩水廠（應(yīng)對(duì)季節(jié)性土霉味和長期化學(xué)味/腥臭味共存的復(fù)雜嗅味問題控制技術(shù)）、深圳長流陂水廠（水廠常規(guī)工藝下應(yīng)對(duì)季節(jié)性土霉味問題的控制技術(shù)）和呼和浩特引黃水源金河水廠（應(yīng)對(duì)水源魚腥味問題的控制技術(shù)）進(jìn)行了嗅味控制工程應(yīng)用示范。

圖5 課題示范工程

3.4水庫型水源產(chǎn)嗅藻生長調(diào)控技術(shù)研究

針對(duì)冬季低溫條件下魚腥味問題，明確了特征魚腥味產(chǎn)嗅藻的產(chǎn)嗅特征、嗅味物質(zhì)和產(chǎn)嗅影響因素，探明了魚腥味的產(chǎn)生機(jī)制，為其控制提供了基礎(chǔ)。針對(duì)產(chǎn)2-MIB的典型藍(lán)藻，通過多個(gè)等地代表性水源水庫的跟蹤調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室模擬，結(jié)合模型構(gòu)建和模擬，確定了調(diào)控產(chǎn)嗅藻生長的關(guān)鍵參數(shù)，建立了通過抑制水源產(chǎn)嗅藻生長、實(shí)現(xiàn)嗅味消減的調(diào)控技術(shù)，提出了針對(duì)北京、上海等地水庫水源嗅味的調(diào)控方案。該研究打破了嗅味控制局限于水廠的傳統(tǒng)思路，為水庫型水源異味控制提出了新的控制思路和策略。

圖6 基于光調(diào)控的水庫產(chǎn)嗅藻調(diào)控技術(shù)原理示意圖

4.

其他成果

（1）編制《飲用水嗅味控制和管理技術(shù)指南》1項(xiàng)；發(fā)表論文26篇，申請(qǐng)專利11項(xiàng)，其中授權(quán)5項(xiàng)，培養(yǎng)博士后5人，博士6人，碩士18人，建立飲用水嗅味培訓(xùn)基地3處，培訓(xùn)嗅味檢測(cè)技術(shù)人員400余人。

（2）目前課題相關(guān)成果已在北京、上海、深圳、廣東、山東、內(nèi)蒙古等多個(gè)省市得到實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了課題目標(biāo)。

策劃編輯：衣春敏

微信制作：文凱

審核：李德強(qiáng)