访中科院生态环境中心杨敏|捕捉饮用水中看不见的“气味”

　　如果要说现在人们最关心的社会问题，环境问题绝对首当其冲，身边的环境好不好，直接影响着每个人的生活质量。在过去的数十年间，环境突发事件频发，不断挑动着人们的神经。2007年，太湖蓝藻污染让无锡的自来水一夜之间恶臭难当，这次突如其来的饮用水危机事件危及到无锡市区超过250万人口的饮用水安全，全市停水一周，造成了严重的社会影响，也让饮用水异味问题以一种难以忽略的姿态进入全体国人的目光中。

　　无锡饮用水污染事件虽然很快过去，但是饮用水异味问题还是时有发生。饮用水异味产生的原因非常复杂，致嗅物质多种多样，尤其是大多数嗅味物质的致嗅阈值都在纳克/升水平，因此，对其进行有效管控一直是个难题。因此，如何更好地解决饮用水嗅味问题，也成了有关部门和供水企业共同关心的话题。近日，仪器信息网特别采访了国内饮用水嗅味研究的权威专家——中国科学院生态环境研究中心杨敏研究员，请他为我们讲述其团队在过去的十数年间在水质嗅味问题所做的工作。

中国科学院生态环境研究中心杨敏研究员

　　管控饮用水嗅味问题从建立识别表征方法开始

　　喝的水有没有异味，无疑是老百姓用来判断饮用水水质优劣最主要的依据之一，也是大众对水质最关心的问题，地方新闻中关于水有味道的新闻报道屡见不鲜。根据杨敏课题组前期的调研结果，我国超过80%的饮用水水源，以及近40%的水厂出水存在一定的嗅味问题。要想对这个问题进行管控，“首先就要弄清楚到底是哪些物质导致了嗅味问题，找到问题源头再‘对症下药’。”杨敏表示。

　　嗅味是一种感官，怎么将这种主观的感官和仪器检测到的数据结合起来，准确识别、表征饮用水中的嗅味物质就是团队面临的第一个难题。为了解决这个问题，杨敏的课题组做了大量的工作。首先要对嗅味这种感官进行相对标准化的表征。杨敏课题组引入了在食品行业中广泛应用的嗅味层次分析法(FPA)并对其进行了一系列优化，成功将FPA应用于饮用水嗅味的感官评价，目前该方法已经纳入城镇供水水质标准检验方法。

　　接下来需要解决的问题是如何识别出导致嗅味发生的物质。团队将感官气相色谱(GC-O)应用到嗅味识别中，成功地实现了嗅味闻测与质谱分析同步。应用该方法，他们成功识别出了无锡饮用水污染事件的关键致嗅物质——二甲基三硫等硫醚类物质，并将该成果发表于《Science》。

　　杨敏团队进一步发现，传统的气相色谱质谱的灵敏度和分离能力，对于一些复杂样品，尤其是致嗅物质浓度相对较低的样品识别能力是不够的。基于此，课题组花费了大量的时间，又开发了基于全二维气相色谱高分辨质谱和感官气相色谱结合的复杂气味识别技术。“没有这样的技术，黄浦江的嗅味问题是很难分析出来的。”杨敏说到。

　　提到黄浦江的嗅味问题，杨敏对此很有感触。他表示，本科在上海读书的时候，黄浦江还是上海最主要的饮用水水源地，黄浦江水的味道也让人记忆犹新，“连做出来的散装可乐都一股味道。”从那时起，杨敏就一直想把黄浦江水的嗅味原因物质搞清楚。最终，杨敏课题组从黄浦江水源中确认了18种致嗅物质，为黄浦江水源的管理和处理提供了科学依据。

　　多方合作 将科研成果真正落地

　　除了定性分析之外，在上述研究的基础上，杨敏的课题组还进一步利用液液萃取和三重四级杆串联气质联用技术，建立了嗅味物质的多组分同时定量分析方法，并构建了嗅味物质快速筛查数据库。杨敏表示，通过这个快速筛查数据库，可以实现一针进样，对100余种常见嗅味物质进行快速的半定量筛查。当面对饮用水异味问题时，该方法可在不用购买上百种标样，即可判断是否有这些致嗅物质。筛查出原因物质后，就可以进一步对其进行定量分析。而这个快速筛查数据库也通过和岛津公司合作，转化为商品化产品面向全国相关实验室推广。

　　在杨敏看来，这种环境物质的数据库是非常重要的。现在，国内饮用水嗅味物质检测主要集中在土臭素和2甲基异莰醇这两种主要的致嗅物质上，但是实际上导致水质嗅味问题的物质还有很多。如果不对这些物质进行系统的梳理和筛查，充实数据库，当出现嗅味问题时，无法迅速找到目标物质，就难以找到对应的解决方法，这也是有些水质嗅味突发事件出现时，常规处理方法效果不佳的一个原因。

　　对于将课题组开发的方法和数据库与岛津合作转化成商品，杨敏也表示，他的兴趣更多的在于解决实际的问题，而想要真正的解决环境问题，单靠科学家是无法实现的，必须要跟有关部门、机构以及企业等进行合作。“我不希望当研究出一个好的成果时，只是发表了论文而没有得到实际的应用就束之高阁。”他表示，希望有更多地人关心我们的科研成果，合作将这些成果转化为对实际有用的工具，在社会上广泛应用，共同为了实现更好的生态环境而努力。

　　和岛津的合作仅仅是杨敏团队众多合作中的一个代表，团队还在以其他各种方式与政府、供水企业以及环境工程公司合作，发现问题、提供解决问题的方案是合作的主要方式。而合作的领域也不仅限于饮用水嗅味问题，杨敏团队在关乎饮用水安全、工业废水处理等多个方面都在进行不断的探索。

　　要发现问题 更要解决问题

　　杨敏表示，围绕着饮用水安全，现在团队工作的重心很大一部分放在对包括嗅味在内的各种未知污染物进行识别，并对其中的未知风险进行评估，这些工作最终就是为饮用水的管理提供科技支撑。杨敏提到，现在饮用水主要是通过标准来进行管控的，而以往中国很多相关标准指标，是参考国际上标准来制定的。但是，中国的环境问题有自己独有的特点，一味参考国际标准实际上是不符合中国实际情况，使得实际上环境管理没有对污染物进行合理的管控。很多未知的风险还隐藏在环境中，把这些风险识别出来，建立风险评价方法，并将其中一些高风险的污染物建议纳入相关标准中，是杨敏团队一直在做的工作。

　　除此之外，将识别出的风险找到合理的方法进行控制也是杨敏非常关心的问题。例如在饮用水嗅味问题中，团队除了发展了嗅味物质识别、评价技术之外，团队还对嗅味问题的去除和控制做了后续工作，并在全国多地进行应用。“在上海，黄浦江上游的金泽水库的水厂目前已经实行了新的嗅味控制工艺，基本可以对其中的嗅味进行控制。”杨敏也表示，“下一步，我们将对工艺进行持续的优化，希望让老百姓365天都能喝到没有味道的水。”

        采访撰稿编辑：赵仪

关于文中提到的与岛津公司的合作，更多详情可见：https://www.instrument.com.cn/news/20200803/555614.shtml