我国是农药生产和使用的大国。然而农药的过度投加,导致此类污染物在地表水、地下水和土壤环境中频繁检出,造成环境污染,破坏生态平衡,甚至通过饮用水和食物系统对人体健康构成威胁。含有吡啶环类结构的农药几乎遍及所有农药种类之中。现行的传统水处理措施很难实现吡啶类化合物的有效去除和完全矿化。硫酸根自由基的高级氧化技术（SR-AOPs）对于水中痕量有机物有良好的去除效果,因此探讨利用SR-AOPs对环境中吡啶类农药的有效去除及其降解机理,对于该技术对农药污染的深度处理具有借鉴意义。本文选取典型吡啶类农药化合物:二氯吡啶酸（CLP）、毒莠定（PCLO）和氯氨吡啶酸（AMP）为目标污染物,采用热活化过硫酸盐（Persulfate,PS）工艺对CLP、PCLO和AMP去除,综合评估了三种农药污染物在SR-AOPs中的降解效能和氧化机制;具体包括硫酸根自由基（SO4·-）氧化吡啶环开环裂解机制、典型氨基官能团对吡啶类农药降解过程影响机制、溶解氧（DO）对SR-AOPs体系的影响机制、SR-AOPs体系下三种典型吡啶类农药降解机制对比研究。论文主要取得的成果如下:（1）热活化PS工艺可以有效地去除水中的农药污染物CLP。反应条件显著影响CLP降解过程,其氧化速率随着活化温度和PS的投加量增多而加快,且酸性条件利于CLP的去除。CLP的降解满足准一级反应动力学规律。自由基淬灭实验及动力学建模结果表明,SO4·-为该体系中主要活性物质。基于固相萃取耦合高分辨质谱技术（Solid phase extraction-High resolution LC-MS,SPE-HR-MS）、DNPH（2,4-Dinitrophenylhydrazine）衍生化技术,及密度泛函（Density functional theory,DFT）计算结果,本研究分析CLP的主要氧化路径包括吡啶环上的羟基化、脱氯及脱羧过程。随着CLP羟基化的程度加深,邻醌及对醌类物质在体系中首先形成,随即发生吡啶环裂解的深度氧化过程。DFT计算结果表明,此类醌类物质的生成对于吡啶环的开环反应尤为重要。当CLP吡啶环的裂解开环发生后,进一步氧化将通过断键实现,断裂后的酮类化合物会继续氧化为小分子短链羧酸。但是这些CLP氧化裂解的小分子产物,大多是具有挥发性的潜在大气污染物,其跨介质效应需要得到关注。（2）热活化PS工艺可以有效地去除水中的农药污染物AMP和PCLO。与CLP的化学结构相比,AMP和PCLO吡啶环上多占有一个氨基官能团,且AMP和PCLO的降解速率同样随着活化温度和PS的投加量增多而加快,酸性条件下的降解效果更好。环境离子NO2-、HCO3-、Cl-的存在将对AMP/PCLO的降解过程不利;NO3-对于两种污染物的降解几乎没有影响。淬灭实验表明,SO4·-为热活化PS降解AMP/PCLO体系中的主要活性自由基。研究发现PCLO和AMP在与SO4·-的作用中,经历了相似的氧化途径,包括了羟基化,脱氨基,脱羧基、硝基化及吡啶氨基自由基的生成。由于吡啶氨基自由基的高反应活性,其可以发生耦联反应,形成PCLO及AMP二聚体。SO4·-可继续攻击二聚体上的N原子生成羟胺,随即氧化脱水形成偶氮化合物。这类偶氮产物可进一步发生深度氧化,形成一系列脱羧及羟基化偶氮衍生物。（3）在热活化PS、UV/PS、Co2+/PMS体系中,氧气的存在将加速CLP的去除,对于AMP和PCLO的降解转化则是无氧条件下更快。溶解氧（DO）对三种污染物影响作用不同的原因主要是由于DO参与了反应路径。DO的存在促进了 SR-AOPs体系中羟基化过程,在SO4·-的作用下,CLP-通过生成CLP-+OH·-自由基,进一步与氧气结合中产生了 CLP-+OH+O2·-中间体,随后此结构通过α-HOO·的解离,生成羟基化产物CLP-OH,动力学上表现为CLP加速降解。然而对于PCLO及AMP,吡啶环上的空位被氯和氨基基团所占据,氧气无法与之结合,因此DO对PCLO及AMP的降解抑制。此外,在缺氧条件下,体系中生成的S2O8·-将更倾向于与AMP和PCLO发生脱氯还原反应,该过程对污染物的降解起到微弱促进作用。本研究利用模式污染物TMP验证了 DO在SR-AOPs中将参与反应路径并影响降解趋势,总有机碳测定实验则揭示了 DO对于污染物完全矿化存在有利影响,这对SR-AOPs的实际应用有至关重要的作用。（4）综合评估了 CLP、PCLO和AMP在同样的反应条件下的降解效能,整体趋势为CLP＞AMP＞PCLO。分子静电势结果和前沿电子轨道密度计算结果表明,三种污染物均容易发生脱羧反应,且CLP的反应活性位点为吡啶环的空位碳原子,而当氨基存在于体系中时,AMP和PCLO与SO4·-作用的反应活性位点为富电子氨基基团。ECOSAR（Ecological Structure-Activity Relationship Model）生态模型和 TEST（Toxicity Estimation Software Tool）生态模型均显示污染物的深度裂解将有助于体系毒性的降低。当二聚体及偶氮类产物在体系中生成时,毒性预测显示为剧毒性。综合评估CLP、AMP、PCLO三种结构相似农药污染物的的氧化过程。当吡啶环中存在空位时,SO4·-将首先与吡啶环的空位作用。而当吡啶环被官能团占满时,SO4·-将首先与供电子基团反应。吡啶环上的氧化包括了脱羧、羟基化、脱氨及硝基化过程。随着羟基化的加深,吡啶环将发生裂解。当富电子氨基基团存在于体系中时,反应路径将发生改变,氨基的高反应活性将氧化产生二聚化合物及偶氮类衍生物,ECOSAR生态模型指出这类物质具有高毒性,在水处理中需要得到关注。论文研究结果对于人们更好的理解吡啶化合物在SR-AOPs体系中的氧化行为具有重要意义,也可为实际工程中吡啶类有机物污染物的去除提供科学依据。