Wer hat das Wasser übel riechen lassen? Fangen Sie den Übeltäter im Wasser

Wasser ist die Quelle des Lebens. Gemäß den Empfehlungen der „Ernährungsrichtlinien für chinesische Einwohner“ sollte jede Person täglich 1500–1700 ml Wasser trinken. Woher kommt das Trinkwasser? In unserem Land stammt das meiste Trinkwasser aus Flüssen, Seen, Grundwasser usw. und viele Wasserquellen sind natürlich.

Risikostoffe im Trinkwasser sind in der natürlichen Umwelt weit verbreitet. In Seen können sich beispielsweise Bakterien, Grünalgen und andere Mikroorganismen befinden. Um die Sicherheit des Trinkwassers zu gewährleisten, wird das Wasser vor der Lieferung an Tausende von Haushalten desinfiziert. Während des Desinfektionsprozesses können jedoch bestimmte Substanzen im Wasser mit dem Desinfektionsmittel reagieren und Desinfektionsnebenprodukte bilden, die für die menschliche Gesundheit schädlich sind.

Yang Min, ein Forscher am Forschungszentrum für Öko-Umweltwissenschaften der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, hat ein Team geleitet, das langfristige Untersuchungen zu Risiken für die Wasserqualität durchführt. Ihre Forschungsergebnisse „Identifizierung, Transformation und Regulationsmechanismen natürlicher Risikostoffe im Trinkwasser“ wurden mit dem zweiten Preis des Nationalen Naturwissenschaftspreises 2017 ausgezeichnet.

Den Täter finden

Was genau verursacht den Geruch im Wasser? Diese Frage ist schwer zu beantworten. Der Mensch ist sehr empfindlich gegenüber Gerüchen, es ist jedoch schwierig, diese spezifisch zu beschreiben oder sie bestimmten Chemikalien zuzuordnen. Manchmal ist es nur ein Geruch, aber tatsächlich können Dutzende oder sogar Hunderte von Substanzen den Geruch verursachen. Im Hinblick auf Strategien zur Geruchsidentifikation und -kontrolle hat das Team von Yang Min eine Lösung gefunden: die sensorische Gaschromatographie. Sie verwenden ein Gaschromatographie-Massenspektrometer, um mit verschiedenen Substanzen vermischte Gase zu trennen, einzelne Substanzen zu extrahieren und das Gas dann in zwei Wege aufzuteilen. Ein Weg wird direkt von der menschlichen Nase gerochen, und im anderen Weg wird durch ein Massenspektrometer identifiziert, um welche Substanz es sich handelt. Auf diese Weise können wir den Geruch einer einzelnen Substanz zuordnen und herausfinden, woraus der schlechte Geruch besteht.

Nach einer Analyse stellte Yang Mins Team fest, dass der Geruch des Trinkwassers von Wuxi hauptsächlich durch „Sulfid“-Substanzen verursacht wurde. Anschließend untersuchte Yang Mins Team auch 209 Wasserwerke in 55 Städten im ganzen Land und stellte fest, dass „Sulfid“-Substanzen überall die Hauptursache für den fischigen Geruch im Wasser waren. Sie schlugen eine systematische Methode zur Bewertung der Geruchs- und Substanzidentifizierung von Trinkwasser vor und stellten damit ein wirksames Instrument für die sichere Bewirtschaftung von Trinkwasser bereit.

Schadstoffe entfernen und neue Materialien entwickeln

Als Reaktion auf Probleme wie übermäßiges Arsen und Fluor entwickelte das Team von Yang Min eine Reihe neuer Materialien, die Arsen und Fluor wirksam adsorbieren können. Basierend auf früheren Forschungen haben wir eine „Hochfluss-Elektrodialysetechnologie“ entwickelt, mit der Fluorid und Kalzium kostengünstig und effizient aus dem Wasser entfernt werden können.

Neben giftigen Stoffen wie Arsen und Fluorid können auch Desinfektionsnebenprodukte im Trinkwasser die menschliche Gesundheit gefährden. Das Team von Yang Min ist der Ansicht, dass es besser sei, einen Weg zu finden, den Desinfektionsprozess sicherer zu machen und weniger Desinfektionsnebenprodukte zu produzieren, als Desinfektionsnebenprodukte erst zu entfernen, wenn sie auftreten. Um dieses Ziel zu erreichen, verwendete Yang Mins Team hochauflösende Massenspektrometrie, um herauszufinden, welche natürlichen organischen Stoffe im Wasser mit dem Chlor im Desinfektionsmittel reagieren und während des Desinfektionsprozesses Desinfektionsnebenprodukte bilden würden. Sie fanden heraus, dass es sich bei dieser wichtigen Substanzklasse hauptsächlich um natürlich vorkommende organische Moleküle mit starker Elektronegativität handelt. Wasserwerke können mit hocheffizienten Koagulantien in den Desinfektionsprozess eingreifen. Es bietet wichtige theoretische und technische Unterstützung für die Trinkwassersicherheit.

Text: Fan Kexin, Imperial College London

Experte: Zhu Yehua, stellvertretender Herausgeber des Science and Technology Herald und Doktor der Tsinghua-Universität

Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Xinhuanet

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