Wissen Sie, wie viel Aufwand Wissenschaftler betreiben, um die Sicherheit von Trinkwasser zu gewährleisten?

Woher kommt das Wasser, das wir täglich trinken?

Wissen Sie, woher das Wasser kommt, das wir täglich trinken? Flüsse, Seen, Stauseen, Grundwasser? Egal woher das Wasser kommt, es gibt ein einheitliches Konzept: Trinkwasserquelle.

Unter Trinkwasserquellen werden die Wasserquellengebiete zusammengefasst, die die Stadtbewohner mit Wasser für ihren Lebensunterhalt und öffentliche Dienste versorgen (z. B. Wasser für Behörden, Unternehmen, Institutionen, Krankenhäuser, Schulen, das Gaststättengewerbe, die Tourismusbranche usw.). Nimmt man die Zahl der Menschen als Trennlinie, die mit Wasser versorgt werden, so handelt es sich bei den Quellen, die Wasser über Rohrleitungen liefern und weniger als 1.000 Einwohner haben, um dezentrale Trinkwasserquellen, während die Quellen, die mehr als 1.000 Menschen mit Wasser versorgen, als zentrale Trinkwasserquellen gelten.

Gemäß dem „Wassergesetz der Volksrepublik China“ und dem „Gesetz zur Verhütung und Kontrolle der Wasserverschmutzung der Volksrepublik China“ müssen alle Wasserquellen, die Trinkwasser liefern, als Schutzgebiete ausgewiesen und in drei Stufen unterteilt werden: Schutzgebiete erster Stufe, Schutzgebiete zweiter Stufe und Quasi-Schutzgebiete, basierend auf den tatsächlichen Bedingungen.

Identifizierung, Transformation und Regulationsmechanismen natürlicher Risikostoffe im Trinkwasser

Obwohl für Trinkwasserquellen Schutzgebiete ausgewiesen wurden, sind Risikostoffe aus natürlichen Quellen in der Umwelt weit verbreitet. Sie beeinträchtigen die sensorische Qualität des Trinkwassers und die menschliche Gesundheit und stellen ein wichtiges Ziel des globalen Trinkwassersicherheitsmanagements dar. Typische natürliche Risikostoffe sind Algenstoffe, natürliche organische Desinfektionsnebenprodukte sowie anorganische Anionen wie Arsen und Fluor. Sie entstehen in biogeochemischen Kreisläufen, haben viele Arten und komplexe Zusammensetzungen und sind durch Umweltmanagement nur schwer an der Quelle zu blockieren. Die Identifizierung und Regulierung dieser Stoffe ist ein schwieriges Problem bei der Gewährleistung der Trinkwassersicherheit.

Das Projekt „Identifizierung, Umwandlung und Regulierungsmechanismus von Risikosubstanzen natürlichen Ursprungs im Trinkwasser“ unter der Leitung von Yang Min, einem Forscher am Zentrum für Öko-Umweltwissenschaften der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, führte systematische Forschungen zu wichtigen wissenschaftlichen Fragen wie der Identifizierung, den Entstehungsmechanismen und Kontrollprinzipien von Risikosubstanzen natürlichen Ursprungs im Trinkwasser durch und erzielte eine Reihe innovativer Ergebnisse. Zum ersten Mal weltweit wurde entdeckt, dass Blaualgen teratogene Retinsäuretoxine produzieren. Es wurde bestätigt, dass Fischgeruch eine häufige Geruchsart in den Oberflächenwasserquellen meines Landes ist, was die universelle Verschmutzung durch Sulfidfischgeruch offenbart. der molekulare Transformationsmechanismus natürlicher organischer Stoffe im Koagulations- und Desinfektionsprozess wurde aufgeklärt; Es wurde festgestellt, dass eine durch Nano-Al13 verstärkte Koagulation die Bildung von Desinfektionsnebenprodukten wirksam blockieren kann. und das Prinzip der Mehrpositionskomplexadsorption von zusammengesetzten Metalloxiden zur verbesserten Entfernung von Arsen und Fluorid wurde vorgeschlagen.

Die Ergebnisse des Projekts zu Algen-Retinoiden wurden in den Bericht der Amphibienspezialistengruppe der Weltnaturschutzunion aufgenommen, um die Öffentlichkeit für Umweltprobleme im Zusammenhang mit natürlichen Risikostoffen zu sensibilisieren. die olfaktorischen Ergebnisse unterstützten die Lösung schwerwiegender Geruchsprobleme im Trinkwasser; und die Ergebnisse der Kontrolle der Desinfektionsnebenprodukte führten erfolgreich zur Optimierung der Koagulationsprozesse in Trinkwasseranlagen an mehreren Standorten mit einer Gesamtkapazität von 3,3 Millionen Tonnen pro Tag. Gewann 2017 den zweiten Preis des National Natural Science Award.

Studie findet wichtigen Geruchsstoff

Das Forschungsteam führte eine Untersuchung zur Geruchsidentifizierung und In-situ-Regulierung von geruchsproduzierenden Algen in 209 Wasserwerken in 55 Städten Chinas durch und fand heraus, dass über 80 Prozent der Oberflächenwasserquellen und fast die Hälfte des Wassers, das die Werke verlässt, in unterschiedlichem Ausmaß riechen, wobei fischige und erdige Gerüche die vorherrschenden Geruchsarten sind. Mittels sensorischer Gaschromatographie wurde festgestellt, dass Sulfidsubstanzen wie Dimethyltrisulfid die Hauptgeruchsstoffe bei den Geruchsvorfällen in Wuxi waren. Beispielsweise entdeckte das Team im Rahmen einer Langzeitforschung, dass das Wasser der Huangpu-Flussquelle zwei Gerüche hat: erdig und fischig. Durch die Kombination umfassender zweidimensionaler Gaschromatographie mit hochauflösender Massenspektrometrie und sensorischer Gaschromatographie konnten 15 Geruchsstoffe in der Wasserquelle des Huangpu-Flusses erfolgreich identifiziert werden. Die olfaktorischen Aktivitätswerte wurden bewertet und der Geruchssinn rekonstruiert. Dabei stellte sich heraus, dass Sulfidsubstanzen die Hauptgeruchsstoffe für den Fischgeruch waren und erdige und muffige Substanzen den durch Sulfidsubstanzen verursachten Fischgeruch verstärken konnten. Eine landesweite Umfrage ergab, dass Sulfidsubstanzen die wichtigsten Geruchsstoffe im Wasser im ganzen Land sind.

2-Methylisoborneol (MIB) ist die Hauptsubstanz, die in Wasserquellen einen erdigen, muffigen Geruch erzeugt und hauptsächlich von filamentösen Cyanobakterien produziert wird. Durch die Erstellung und Erprobung eines ökologischen Algenmodells wurde nachgewiesen, dass unter ausreichenden Nährstoffbedingungen die Lichtenergie der Hauptfaktor ist, der Veränderungen in der Struktur von Algengemeinschaften in Gewässern vorantreibt. Darüber hinaus wird gefolgert, dass Riechalgen für das Wachstum in den Boden- und Untergrundschichten geeignet sind.

Die Sicherheit des Trinkwassers war schon immer mit der Volkswirtschaft und dem Lebensunterhalt der Menschen verbunden. Im Rahmen dieses Projekts wurden neue Probleme der Verschmutzung des Trinkwassers durch Risikostoffe natürlichen Ursprungs aufgedeckt und Regelungsgrundsätze zur verstärkten Entfernung von Risikostoffen natürlichen Ursprungs vorgeschlagen. Es lieferte wichtige theoretische und technische Grundlagen für die Trinkwassersicherheit und förderte die Entwicklung grundlegender Disziplinen der Umweltwissenschaften und -technologie.

(Text: Zhang Yanfang, Gutachter: Yang Min, Forscher am Zentrum für Öko-Umweltstudien, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

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