楊敏：人類活動影響下飲用水天然源風險物質的識別、轉化與調控
天然源風險物質種類繁多、組成復雜，產生于生物地球化學過程，無法通過環境管理從源頭予以阻斷。人類活動導致生態系統退化，加大了天然源物質造成的飲用水風險。飲用水中有明確健康危害的污染物大多為天然源物質，如藻毒素、病原微生物、消毒副產物等。
圍繞天然源污染物的風險識別與調控，楊敏研究員介紹了團隊開展的嗅味識別與控制策略、新型消毒副產物識別與控制、不明原因腎病追因及控制、兩蟲檢測技術與風險評價等工作。
在嗅味識別與控制策略方面，建立了嗅味定性定量表征技術和嗅味物質識別技術，在全國范圍內展開大規模的飲用水水質調查，包括嗅味的特征、物質、分布及來源等，并提出了嗅味物質可處理性評價和藻源嗅味原味控制技術，最后將這些研究成果通過標準、軟件、工程示范及技術服務等進行應用驗證。
針對消毒副產物，建立了FT-ICR MS法，發現約1000種新型消毒副產物，新發現478種溴代消毒副產物，并利用池內共振裂解方法獲得可能結構；氯氨消毒工藝下，與氯代消毒副產物相比，一些H/C比低、芳香度比較高的天然有機物分子更易生成碘代消毒副產物；在全國水質調查中發現，東北地區水中三鹵甲烷類消毒副產物含量較高，通過高分辨質譜分析發現三鹵甲烷類消毒副產物前體物主要是高氧碳比，高電負性的天然有機物。
針對斯里蘭卡的不明腎病（CKDu），中斯政府間合作共建“中斯水中心”，組建了包括北京大學醫院、北京CDC、北京大學、復旦大學在內的CKDu研究團隊。調研中發現當地飲用的地下井水可能是導致CKDu發展的因子，病區地下井水中硬度和氟含量與對照區差異顯著。團隊開發了硬度和氟聯合去除的電滲析技術，并在當地進行了應用示范。該技術能耗低，產水量高，在當地很受歡迎，政府招標建水廠時電滲析技術得到推廣。
針對“兩蟲”風險評價，建立了密度梯度分離熒光抗體法，該方法納入住建部行業標準《城鎮供水水質標準檢驗方法》CJ/T141-2018，并推薦納入《生活飲用水標準檢驗方法》（GB5750），目前已完成方法驗證。在此基礎上，與企業聯合開發了低成本的“兩蟲”檢測自動化預處理設備及輔助識別系統。
楊敏研究員進一步詳細介紹了其團隊在嗅味識別及產嗅藻原位調控方面的工作進展。通過對55個城市209座水廠調查發現，80%以上地表水源和近一半出廠水存在不同程度嗅味，主要嗅味類型為腥臭味和土霉味。基于感官氣相色譜法發現二甲基三硫等硫醚類物質是無錫嗅味事件的關鍵致嗅物。長期研究中發現黃浦江水源存在兩種嗅味，土霉味和腥臭味。將全二維氣相色譜高分辨質譜與感官氣相色譜法結合，成功識別出黃浦江水源15種致嗅物，并對嗅味活性值排序和嗅味重構發現，硫醚類物質是腥臭味的主要致嗅物，土霉味物質可增強硫醚類物質導致的腥臭味。全國調查中發現硫醚類物質是全國各地水中腥臭味的關鍵致嗅物。
為控制密云水庫的嗅味問題，通過實驗室模擬和水庫原位確認提出了基于水下光照調節的產嗅藻原位調控策略，水庫水位維持在146米，嗅味風險降至5%以下，水位調控的效果得到了歷史監測資料的驗證。青草沙水庫中部MIB高發，調查發現水庫中部的泥沙沉降導致消光系數降低是產嗅藻生長的主要原因，因而提出了基于濁度的調控策略。通過模型模擬發現，增加水庫流量60%-80%，產嗅藻爆發風險降低40-60%。這一模型有待進一步驗證。
來源：城科會水環境與水生態分會