飲用水的異味問題和去除技術的研究
隨著天然水體富營養化程度的加劇和工業農業向水體排放污染物量的增加,導致飲用水異味問題越來越普遍，引起人們的廣泛關注。為此，本刊記者邀請中國科學院生態環境研究中心環境水質學國家重點實驗室主任楊敏教授對飲用水中致嗅味物質的種類、來源及其控制技術的研究進展進行全面的介紹。
飲用水中異嗅味的存在不僅影響生活質量，也會引起消費者對飲用水水質安全的疑慮。但我國對于飲用水嗅味問題的關注剛剛開始。水中致嗅物質來源于兩大類，一類屬于人為因素產生的嗅味，主要是工農業、畜牧業以及生活污水排入水體后直接產生；另一類屬于自然因素產生的嗅味，主要是水中某些微生物（藻類、浮游動物、放線菌等）的代謝產物(如土嗅素和2-MIB等)以及水中有機物的厭氧分解產物(如硫醇、硫醚、硫化氫等)等所導致。
文獻調查可發現，我國太湖、巢湖、滇池、武漢東湖等湖庫型水源，以及黃浦江、黃河、淮河、灤河、東江等河流型水源，均有嗅味問題的報道；國內一些主要城市，如上海、北京、深圳、鄭州、天津、連云港、秦皇島、無錫等地的飲用水中均出現過一定程度的嗅味問題；而在消費者投訴的主要水質問題中，嗅味投訴占有很大一部分。2007年5月太湖水危機事件，自來水的嚴重異味影響了無錫市大部分市民的正常生活，引起了國內外的廣泛關注。從我們實驗室（即中國科學院生態環境研究中心環境水質學國家重點實驗室，以下簡稱“實驗室”）前期調查來看，魚腥味、腥臭味以及土霉味是我國飲用水中的主要嗅味問題，無論河流還是湖庫型水源，2-甲基異莰醇在水源中廣泛檢出，而另一種土霉味物質土臭素（geosmin）在部分湖庫水源中也有明顯檢出，這兩種物質是季節性土霉味問題的主要來源之一。另外，太湖、黃浦江、東江以及北江等水源中有較明顯的腥臭味，但主要原因物質不明，實驗室正在投入很大力氣開展研究。總體來看，嗅味問題已經成為我國飲用水水質的一個重要問題。
然而，由于產生異嗅味的物質都是水中一些極微量的物質，如藻和放線菌產生的二甲基異茨醇（MIB）和土嗅素（Geosmin）在水中只要有10納克/升，人就能感覺得到，因此飲用水中異嗅味物質的識別及其來源解析一直是一個難題。
我們實驗室建立了將感官的FPA（嗅味層次分析法）技術與利用感官色譜質譜（S-GC-MS）的儀器技術結合起來對嗅味物質進行識別、確認和分析的方法。利用這個方法，實驗室在07年對發生嚴重異味的無錫自來水中的嗅味物質進行了分析，發現無錫主要的致嗅物質為二甲基三硫等硫醚類物質。在上海供水監測中心、國家工程中心及上海水司的合作下，實驗室通過培訓班的形式在上海推廣應用上述方法，為上海的水質管理提供一些支持。08年做了一次，09年做了八期，將近有三百人參加了培訓班。同時，實驗室還與北京市自來水集團、北京首創、鄭州自來水公司等單位合作，為自來水行業培養大量嗅味鑒別技術人才。
上海飲用水中異味問題由來已久。外地人到上海來，第一個感覺就是自來水具有很強烈的味道。實驗室用FPA（嗅味層次分析法）評價的結果表明，黃浦江水主要有兩種異味，一種是土霉味，還有一種是腥臭味。但是，腥臭味比較重，因此土霉味在很大程度上被掩蓋了。利用感官色譜-質譜進行水質分析后發現，黃埔江水含有一定量的MIB。實驗室的研究發現，MIB從7月份到8月份有一個非常顯著的上升。
同時，我們發現，黃埔江里面存在顫藻，其他的藻非常少。而且水中顫藻數量的變化趨勢與MIB的增加趨勢非常一致。因此，可以認為，黃浦江水的土霉味主要來源于MIB，而MIB主要是由顫藻產生的。
一般來說，各種嗅味物質都很難通過常規的水處理技術進行去除。至今為止最主要的嗅味去除方法有兩個，一個是活性炭，一個是臭氧。實驗室對活性炭做了大量的研究工作，發現不同的活性炭對MIB和geosmin的去除效果差別非常大，活性炭對這兩種物質的去除效果與其微孔的體積呈現一個非常好的相關性，也就是說，微孔體積越大的活性炭，其MIB和geosmin的吸附量也越大。同樣一個價格買下來的活性炭，其吸附效果可能差兩三倍。因此，在選擇活性炭時，可以以其微孔體積作為一個評價指標。如果沒有條件，一定要事先進行一些嗅味去除的評價試驗。
實驗室對黃埔江水的嗅味進行了去除實驗。在黃浦江水中添加MIB，使其含量達到200納克/升，但即使如此，水中的土霉味也沒有顯著的增強，主要可能是腥臭味的掩蓋。利用活性炭進行的處理實驗結果表明，20-30毫克/升的活性炭就有較好的去除效果。但是，活性炭先去除的是腥臭味，然后才是土霉味。
同時，利用臭氧氧化也可以有效去除嗅味，當臭氧投加量達到2.8毫克/升時，就可以把原來的腥臭味和土霉味都基本上消除。
但同時會產生一種新的味道，因為后續的生物活性炭會對臭氧氧化的中間產物進行分解。
目前，臭氧是在國際上得到認可和被廣泛采用的一種飲用水深度處理技術，臭氧-活性炭聯用技術是通過臭氧的選擇性化學氧化和活性炭上的生物降解的巧妙結合，有效地進行有機物、色度和異味的去除，是飲用水最有力的安全屏障。但是，利用臭氧技術的一個最大問題是產生致癌物溴酸的問題。當水中存在一定濃度溴離子時，在臭氧氧化過程中就有產生溴酸的可能。新的飲用水標準中規定，溴酸根含量不得超過10微克/升。因此，溴酸的控制是一項非常重要的工作。
目前我國沿海地帶的水廠需要對溴酸問題給予高度的關注，因為海水中存在60-70mg/L的溴離子，通過海水倒灌、滲透等過程部分溴離子會進入飲用水水源。
實驗室建立了一種用于確定水源溴酸生成勢的方法，并利用該方法對全國的一些代表性水源進行了評價。我們發現，很多水源在正常的臭氧投加量下都有溴酸鹽超標的可能。但是，奇怪的是，盡管黃埔江水中溴離子含量高達200-300微克/升，其該水源的溴酸生成勢卻非常低，只有臭氧投加量增加到5.7毫克/升時，水中才產生很低濃度的溴酸。因此，就目前黃埔江水來說，臭氧深度處理技術帶來的溴酸鹽超標風險非常低。但是這中間會不會有其他的問題，還需要進一步研究。當然，對于溴酸生成勢高的水源，實驗室也在研究如何控制溴酸鹽超標的問題，并取得了一些進展。
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