专注20年,他们只为一口“放心水”|国家科技进步奖一等奖

中科院之声啊 2024-06-28 17:58:34

编者按:

6月24日,全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会在京召开。中国科学院生态环境研究中心曲久辉研究员领衔、联合业内多家单位完成的“饮用水安全保障技术体系创建与应用”获得国家科技进步奖一等奖。我们特邀请中国科学院生态环境研究中心对该成果进行解读。

饮用水安全,关系到每个人的生命健康。我国具有世界上最复杂的水源水质、最庞大的供水系统。历时20多年,中国科学院生态环境研究中心研究员、中国工程院院士曲久辉带领的饮用水团队,联合政产学研用协同攻关,攻克了复杂水源及供水条件下从源头到龙头、从监测到管控的系列技术和管理难题,支撑城乡居民喝上“放心水”。

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绿色技术,保障水源优质

我国水源主要存在化学微污染和藻污染等问题。采用传统的人工湿地等技术修复水源和改善水质的效果并不显著。为此,研究团队独创了“活区净水”“调光抑藻控嗅”等核心技术,成功解决上海、浙江等地区的水源水质保障难题。团队研究发现,产嗅藻生长受水下光照控制,据此,他们提出了通过调节水下光照抑制产嗅藻生长的控嗅策略。2020年,在上海大型水库之一——青草沙水库应用实施,嗅味物质(MIB)产量降低80%,从根本上解决了长期困扰上海的饮用水土霉味问题。

▲调光抑藻控嗅技术原理

02

攻克难题,提升水质

目前,水源中有机复合污染、嗅味、砷和氟,以及净水过程中产生的毒害副产物等是主要的饮用水水质问题,其中地下水砷氟去除是世界性难题。研究团队针对城市供水,突破了嗅味识别与控制、消毒副产物生成阻控、纳米絮凝剂制备及双(多)药剂联用等关键技术;针对农村供水发明了“一步法除砷”技术、免维护装配式净水设备等。“一步法除砷”技术不产生再生液,成本低,操作简便,在扶贫攻坚战中发挥了重要作用。相关净水技术在城乡供水工程中广泛应用,同时惠及斯里兰卡等“一带一路”国家。

▲一步法除砷原理与装备

03

龙头保质,供“放心水”

尽管出厂水水质已符合国家水质标准,但在流向千家万户的漫长输配过程中,饮用水可能发生水质变化,导致龙头水水质变差,甚至出现所谓的“黄水”问题。

研究团队追根溯源寻找原因,发现铁和锰元素是管网“黄水”生成的“罪魁祸首”,为此开发出基于“黄水”敏感区识别的厂-网水质协同调控技术,建立复杂管网健康诊断与漏损评估及控制方法,支撑北京市南水北调水源“配得优、用得好”。

▲水源切换“黄水”发生机制

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水质监管,保驾护航

水质监管是控制水质风险的关键一环。长期以来,我国关键检测设备依赖进口,监管体系不健全。例如,原有“两虫”(隐孢子虫、贾第鞭毛虫)检测方法依赖进口专用器材,成本高昂。研究团队研制了“两虫”等生物性污染物高通量检测方法及设备,单样检测成本下降70%以上,设备业务化应用于70余家地方疾控、第三方检测等机构。同时,研究团队主持“十一五”以来全国饮用水水质筛查,揭示了新污染物的流域性污染问题,为《生活饮用水卫生标准》修订提供了科学基础,有效化解了高氯酸盐等新污染物的健康风险。

▲“两虫(隐孢子虫、贾第鞭毛虫)”检测设备安全放心水,关系每个人的健康福祉。未来,中国科学院生态环境研究中心饮用水团队将与行业携手共进,继续为推动饮用水安全保障技术的不断进步贡献智慧和力量,为我国饮用水保驾护航,为人类命运共同体构建添砖加瓦。

来源:中国科学院生态环境研究中心

责任编辑:曹旸

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