本论文在科技部小城镇科技发展重大项目支持下，根据我国城镇饮用水消毒工艺的实际现状和国际上饮用水消毒技术的发展趋势，针对采用二氧化氯、氯胺及氯作为消毒剂的消毒工艺，探讨受不同程度污染的原水的优化组合消毒工艺，借助现代分析测试技术手段和风险评价理论，对有关消毒工艺中副产物的形成规律和影响因素进行了深入研究，对有关消毒副产物及消毒工艺的健康风险进行了分析，提出了适合不同水质的优化消毒组合工艺，旨在为我国城镇不同水质供水企业的消毒工艺选择提供理论指导和技术支持。研究内容和主要结果包括以下八个方面：一．不同消毒工艺的消毒剂剂量与水质污染关系研究结果表明，腐殖酸模拟水样的TOC、UV₂₅₄、A₄₁₀等参数与腐殖酸含量存在较好的相关性，可用于表征水样中腐殖酸含量的高低；ClO₂取代Cl₂消毒可以显著降低卤代消毒副产物生成量；研究确定的轻微、轻度、中度和重度污染模拟水样对应不同消毒工艺（ClO₂、ClO₂+NH₂Cl、90％ClO₂+NH₂Cl、Cl₂+NH₄Cl、ClO₂+Cl₂、90％ClO₂+Cl₂和Cl₂工艺）的CT值可以较为完全地灭活水中的细菌菌落和大肠菌群，达到我国饮用水卫生标准；消毒剂投加一定时间后，水样中的消毒剂浓度变化遵循二级反应衰减规律。二．不同消毒工艺生成的副产物及影响因素研究发展了使用短程色谱柱快速测定5种HAAs的GC-ECD的方法；研究发现TCM、TCAA和DCAA为腐殖酸模拟水样消毒中检出的主要DBPs，并确定了消毒各模拟水样时不同消毒工艺的优先使用顺序；发现Br^-的存在显著改变了THMs和HAAs的种类分布和生成量，活性碳处理可以显著降低DBPs生成量。三．不同工艺消毒前后腐殖酸模拟水样中半挥发性有机物的变化研究经固相萃取和GC／MS分析，首次对比研究了不同工艺消毒前后腐殖酸模拟水样中半挥发性有机物的变化，结果表明，不同工艺消毒后，半挥发性有机物部分消失，部分相对含量减少，另有部分的相对含量增加，并生成了新的半挥发性有机物。腐殖酸模拟水样消毒后生成的半挥发性有机物涵盖了自来水中的主要半挥发性有机物，可用腐殖酸水样来模拟给水水质进行相关消毒研究。四．不同消毒工艺消毒前后模拟水样水质参数变化研究结果显示，不同工艺消毒后，腐殖酸分子质量平均降低了71.5％～92.0％，水样的荧光强度降低了0.7％～27.6％。取代基效应和重原子效应是影响水样荧光强度的主要有机物结构因素。五．不同分子质量区间腐殖酸的DBPs生成及影响因素研究结果表明，HAAs和THMs的前体物不完全相同，50～100ku分子质量区间腐殖酸成份是THMs和HAAs的最主要前体物；不同分子质量区间的UV₂₅₄、A₄₁₀和A₄₆₅／A₆₅₆值的变化，从一定程度上间接反映出各分子质量区间的腐殖酸在形成THMs和HAAs过程中参与反应程度的相对大小。六．卤乙酸的自然降解研究：结果表明，有氧条件下，HAAs以一级反应速率自然降解，温度对HAAs的自然降解速率影响较大，四种卤乙酸的总体降解速率为：DBAA＞DCAA＞MBAA＞TCAA。HAAs在7～35℃的主要降解机理可能是微生物作用下的水解-氧化降解，而45℃时的降解机理可能主要是化学降解。七．零价锌和铁对HAAs的降解研究Zn⁰和Fe⁰对HAAs的降解研究表明，在缺氧状态下，HAAs以一级反应动力学模式降解；好氧状态下，DBAA在Zn⁰作用下以二级反应速率降解，而在Fe⁰作用下以一级反应速率降解。Zn⁰比Fe⁰更易降解HAAs。金属投加量、pH值、高浓度MBAA共存、溶解氧等因素对DBAA降解影响较大：Zn⁰对MBAA和TCAA也有显著降解效果，但对DCAA的降解作用不明显；Zn⁰和Fe⁰降解DBAA的速率，同时受DBAA在零价金属表面的化学反应速率和溶液中的DBAA分子扩散到零价金属表面的扩散速率控制。Zn⁰降解MBAA的速率仅受金属表面的化学反应速率控制；Zn⁰和Fe⁰对HAAs的降解机理为氢解作用；溶剂水通过提供H⁺参与HAAs降解的氢解反应。八．饮用水消毒的多途径健康风险评价与分析结果表明，TCM和DCAA是腐殖酸模拟水样消毒后的致癌风险和非致癌性危害的主要来源，且TCM的致癌风险和非致癌性危害较DCAA为大；口腔摄入途径是致癌风险和非致癌性危害的主要途径；各消毒工艺的总致癌风险和非致癌性危害大小基本顺序为：Cl₂＞90％ClO₂+Cl₂＞ClO₂+Cl₂＞Cl₂+NH₄Cl＞90％ClO₂+NH₂Cl＞ClO₂+NH₂Cl＞ClO₂。水体中溴离子的存在，改变了产生致癌风险和非致癌性危害的主要DBPs类型；活性碳处理可以显著降低饮用水的健康风险。