饮用水中嗅味的种类及其代表性的化合物

饮用水中嗅味的种类及其代表性的化合物

1、        土味、霉味、腐嗅味的化合物

饮用水中的土臭素、2–甲基异莰醇（2–MIB）和2，4，6–三氯茴香醚（TCA）是已经确认的一组嗅味物质，嗅阈浓度（OTC）＜10ng/L。1965年Gerber等**次对土臭素进行了介绍，证明土臭素是饮用水产生土味的原因之一。Resen等人*早从天然水中分离出土臭素。Medsker等人和Gerder在一次天然水嗅味事件中，通过纯培养物技术确定了2–MIB能产生霉味。Resen等人从水中的放线菌类中分离出2–MIB，后来又从水中的许多藻类中分离出土臭素和2–MIB。TAC可以在给水供水管网中产生，OTC大约是20～80ng/L。在给水供水管网中，三氯苯酚是氯化副产物，TCA是三氯苯酚通过生物甲基化过程转变的产物。此外，苯酚浓度在0.1g/L时产生霉味。除土臭素、2–MIB和TAC外，其他化学物质也产生土霉味，嗅味类型与FPA专门研究小组报道的描述相似，但是这些物质暂时还不能用化学方法进行定性分析。

2、        氯味、臭氧味化合物

次氯酸和次氯酸盐离子有相同的漂白剂味嗅描述。次氯酸的解离常数（pKa）是7.6，并且电离成次氯酸盐离子和水合氢离子。次氯酸（pH＜6）的OTC值是0.28mg/L，但是次氯酸盐离子（pH＞9）的OTC值是0.36mg/L。折点加氯曲线描述了水中氯和氨的反应。在折点之前，主要的氯化产物是一氯胺和二氯胺，它们有游泳池味这样一个嗅味描述。当一氯胺的浓度是0.5～1.5mg/L时，采用嗅味概貌分析（FPA）它的强度级别是2.0（很轻）。除非一氯胺的浓度超过5mg/L，在饮用水中很少引起嗅味问题。二氯胺的OTC是0.65mg/L。当二氯胺的浓度在0.1～0.5mg/L之间时，它的嗅味强度级别是4（轻的）至8（适中）。然而当二氯胺的浓度达到0.9～1.3mg/L，嗅味为适中到非常强烈，或是非常讨厌、难以忍受。一旦二氯胺的浓度高于0.5mg/L，大多数人能察觉到令人讨厌的氯味。*近的研究显示水中高浓度的溶解性固体会影响OTC值。

3、        芬香味、蔬菜香味、果味、花香味的化合物

用臭氧氧化时产生碳链中碳原子数大于7的高分子醛（庚醛），具有果味的嗅味，而且这类高分子醛的嗅味和其分子量之间有正相关关系。果味嗅味的强度和7个直链醛（C6～C12）的总浓度的对数之间存在Weber模型描述的剂量–响应关系，佐证了直链醛是产生果味嗅味的化学原因。在这些直链醛中，癸醛具有果味/橘子味的嗅味，可以作为这类醛的代表化合物。

其他一些研究工作发现，水中的壬二烯能引起黄瓜味的嗅味，三氯胺有天竺葵的嗅味。对三氯胺的天竺葵的嗅味，由于还没有完整的证明过程，而且三氯胺不稳定，所以目前还未将它列入嗅味化合物。

4、        药味的化合物

嗅味物质年轮中溴酚是产生药味的化合物。溴酚的OTC和气味描述与氯酚一样，其OTC等级和氯酚相似。例如：2–溴酚和2，6–二溴酚的*低OTC分别是30ng/L和0.5ng/L，溴酚的形成与pH值相关，并且和氯酚的形成遵循同一个模式。已经确定供水管网中存在的溴酚是由于从涂层物质上淋溶下来的苯酚与水中存在的溴离子和氯发生反应的产物。

氯化过程产生酚类副产物的主要决定因素是氯和酚的比例为2：1时，水中的嗅味强度*高，因为在这一比例，主要的氯化副产物是有嗅味的2，6–二氯酚。当氯和酚的比例增加到4：1，并且当氯的浓度增加到10mg/L时，就检测不到有这样气味的化合物。是否会形成有嗅味的氯酚，相当程度上取决于溶液pH值。当pH值小于7时，不会产生显著的氯酚嗅味。产生氯酚的*佳pH值是8和9。当苯酚溶液中存在氨时，氨会消耗游离氯，因而降低游离氯残留量，苯酚的嗅味可能增强。

饮用水中甲基碘的形成和原水有机物含量、氯化过程有关。游离氯能氧化水中的有机物和无机化合物。当给水中溴化物和碘化物的浓度达到0.1mg/L时，在氯化过程中就能与水中有机物反应生成溴代和碘代有机化合物。例如，天然腐殖质通过卤代反应会生成有害的溴代和碘代卤仿。Brucher等运用FPA方法测定****OTC是300ng/L，这一点与Burlingame和Anselme的实验结果一样。因而，在饮用水中的碘化卤仿浓度达到0.30～10ug/L，就会引起药味的嗅味。碘代三卤甲烷的药味特征随着结构中碘原子的数目增加而增加，于是碘仿表现了*大特征的药味描述。所以在这一种类中碘代三卤甲烷取代碘仿作为描述。

5、        草味、干草味、稻草味的化合物

在给水中，经常有关于草味的嗅味报道，但是到目前为止只对两种干草味的化合物进行了定性。研究者将新鲜的草放入水中，在24h内对两个相关的化合物，既顺–3–已烯–1–醇和乙酸顺–3–已烯–1–醇酯进行定性分析，确定这两个化合物产生草味嗅味的原因。干草在水中腐烂的过程中释放出的**个化合物是乙酸酯，在随后的腐烂阶段，相应的醇浓度增加。水中存在的顺–3–已烯–1–醇也可能是一种绿藻（Scenedesmussubspicatis）腐烂的产物。美国南加利福尼亚示范厂*早报道了都市供水管网中存在顺–3–已烯–1–醇和乙酸顺–3–已烯–1–醇酯。乙酸顺–3–已烯–1–醇酯的嗅味阈很低（OTC＝1～2ug/L）仅仅是顺–3–已烯–1–醇的OTC的2～4%。水解实验得到的结果表明这两种化学物质的降解速率很快，在pH＞6.1开始发生水解反应。

   在藻类繁殖的湖水和经过处理的水中还发现了环拧檬醛，已经定性为引起干草味、木头味的嗅味物质。这个研究工作证明了认识嗅味类型和浓度之间的关系的重要性。

6、        腥嗅味和腐嗅味的化合物

在早期的嗅味物质年轮中腥嗅味和腐嗅味的化合物统称为腥嗅味化合物。通过*近研究，腥嗅味的化合物已经改成腥嗅味和腐嗅味化合物。在臭氧处理的饮用水中存在腐嗅、油味和肥皂味的嗅味。虽然进行感官GC分析时可观察到这些嗅味物质，但是具体到如何对腐嗅味、油味、和肥皂味嗅味物质定性还需要进一步的研究。因此，嗅味物质年轮中导致腥嗅味和腐嗅味的物质作为未知物质加入的。

腥味的嗅味有可能是自然产生的。例如在海藻的纯培养中发现了腥嗅味。*近的研究结果表明2–反式–4，7–顺式癸三烯醛和一种藻类的代谢物2，4–顺式庚二烯醛能产生腥嗅味，后者亦在腐烂水草的水样中存在。感官GC分析已经显示4–反式庚烯醛与腥嗅味有联系，1–戊烯–3–酮与腐嗅味有联系，但是需要进一步确认。

  原水中的2，4–顺式庚二烯醛可以用感官GC分析和GC/MS联用技术定性。在低浓度时，感官GC嗅味出口的嗅味一方面表现为腐嗅味，另一方面则表现为腥嗅味。根据Weber方程得到的OTC大约是5ug/L，此时表现腥嗅味。2，4–顺式庚二烯醛在水中的稳定性取决于pH值，在pH值9附近时比较稳定。因此，用于分析2，4–顺式庚二烯醛的样品应该在高pH值下收集和保存，并需要冷藏。由此可见分析2，4–顺式庚二烯醛和分析草味的化合物不同，后者在低pH值下比较稳定。

7、        沼泽味、腐败味、硫磺味的化合物

二甲基二硫化物是一种已经定性为具有腐败蔬菜嗅味的化合物，并且被加入到嗅味物质年轮中。当二甲基二硫化物存在时，某些化合物产生的腐败蔬菜的嗅味通常会有所增加。通过感官GC分析已经定性的其它具有腐烂蔬菜味的嗅味化合物是2–异丁基–3–甲氧基吡嗪和2–异丙基–3–甲氧基吡嗪。但是纯的2–异丁基–3–甲氧基吡嗪化合物的嗅味是土味/霉味和青椒味，而纯的2–异丙基–3–甲氧基吡嗪是土霉味与马铃薯味。在二甲基二硫化物存在的条件下，这两种化合物放在一起表现出腐烂蔬菜味，说明关于多种嗅味物质间的联和作用的研究还很不充分。

   给水中的2–异丁基–3–甲氧基吡嗪同时具有蔬菜味（强度4）、沼泽味（强度2）、海藻味（强度2）和通过感官GC分析发现的蔬菜味的嗅味这样的嗅味描述相符。然而，已经通过GC/MS定性的二甲基二硫化物（沼泽味的嗅味），在嗅味出口没有产生任何嗅味。由此可见，对于FPA成员有时区分沼泽的味和腐败的味是很不容易的。感官GC和GC/MS定性具有腐败的蔬菜味的二甲基二硫化物，同时具有腐烂的蔬菜味（强度4）、腐败味（强度2）、和腥嗅味（强度2）的嗅味概貌描述。在发现二甲基二硫化物的水样也存在着二甲基三硫化物和吲哚，但是这两个化合物没有感官GC描述。二甲基三硫化物和吲哚具有和通过FPA分析样品相似的嗅味特征，但是它们不能在感官GC嗅味入口处产生嗅味。推测二甲基三硫化物和吲哚或许产生腐败的嗅味。

8、        化学品味、烃味、混杂味的化合物

在世界范围的饮用水中，由于树脂生产过程会产生至少引起4种不同嗅味的副产物。这些化合物中，比较简单的是醛和乙二醇，但是特别引起关注的是具有甜味的副产物的2–乙基–5，5–二甲基–1，3–二氧杂环已烷（2–EDD）和2–乙基–4，4–二甲基–1，3–二氧杂环已烷（2–EMD）。后两个化合物的OTC值小于10ug/L。

饮用水和湖水中的甲基叔丁基醚（MTBE）是地下储罐泄露和作为外置马达的燃料使用中产生的一种嗅味物质。MTBE用在氧化燃料中以减少烟雾。其嗅味描述为煤油味和烃味，OTC值是15ug/L。

以上介绍了嗅味年轮中所列举的饮用水中致嗅物质种类主要依据的是欧美等一些发达国家研究人员针对本国实际问题研究的结果。