水溶有机质（DOM）是全球碳循环中的重要组成部分,也是各类污水中的主要有机污染物,然而DOM分子组成尚不明确。本论文基于傅立叶变化离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）技术,建立水体DOM分子组成分析方法,研究不同来源的DOM分子组成特征。主要包括以下内容:通过对质谱电离过程、离子传输和质量检测等环节的调控,实现对FT-ICR MS质谱图峰形及分布范围的量化约束,提出负离子ESI FT-ICR MS分析DOM分子组成的方法标准,实现了水溶有机质分子组成的半定量分析。本方法具有较好的重复性和再现性,适用于各类天然水体DOM,使得不同来源不同批次的DOM样品的分子组成具有可比性,为环境科学、地球化学等领域的科学研究及环境工程领域的技术开发提供了重要的方法支持。系统分析了8个代表性水体DOM分子组成,揭示了不同水源DOM的分子组成特征。在8个DOM中共鉴定出CHO、CHON、CHOS、CHONS 4大类127种不同的化合物类型。天然水体DOM中CHO类化合物占绝对优势,分子中氧原子数在2-23间呈正态分布,分布重心在O₉-O₁₂之间,分子氧化程度为:森林土壤﹥稻田土﹥河水﹥湖水﹥海水﹥地下水。含氮化合物中氮原子数量在1-5之间,稻田土中氮含量较高,海水、湖水中含氮化合物的相对丰度总体高于河水。含硫化合物一般含有1个硫原子,生活污水中硫化物相对丰度较高。工业废水DOM的化合物组成最复杂,与天然水体相比,其含硫和氮的化合物含量更高,但整体分子量分布和化合物缩合度偏低。以珠江口为研究对象,分析了河口区域海水DOM的分子组成及空间分布。陆源有机质在从河流输送至海洋的过程中被稀释和降解,富含羧基的脂环族化合物逐渐积累。珠江口DOM的分子组成与盐度梯度呈现很好的线性关系,但该变化规律与其它未受人类活动影响的自然河口有很大差别,分子组成信息对DOM在河口区域的来源和转化研究提供重要的基础数据。基于多电离源结合FT-ICR MS研究一整套炼油废水DOM的分子组成,揭示了DOM分子在水处理过程中的转化规律。炼油废水中含有烃类、环烷酸类、酚类、酯类、酮类、碱性氮类、非碱性氮类和含硫化合物等。在水处理过程中,无论哪类化合物都没有被全部去除,但是含氧原子较少的化合物优先被去除。针对某一类杂原子类型的化合物,各水处理工艺并没有表现出特殊的选择性。