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微量药物(PhACs)污染物在世界各地水环境中被频繁检出,给人体健康和水生生态安全带来了潜在威胁。常规污水处理工艺不能有效去除PhACs导致其通过水循环进入到饮用水系统中。作为饮用水进入人类生活的最后屏障,掌握PhACs在传统饮用水消毒工艺——氯消毒过程中的去除效能与机理对保障饮用水水质安全十分重要。同时,一种新型消毒工艺——紫外／过氧乙酸(UV/PAA)联合处理技术近几年逐渐成为国外学者关注的焦点。然而目前,关于UV/PAA在PhACs降解效能与机理方面的研究较少,了解PhACs在其中的降解规律和机理对评价其处理效能及应用前景具有重要的理论和实际意义。因此,本文基于我国饮用水系统中PhACs的暴露水平与去除情况的初步调查结果,选择典型PhACs为目标化合物,分别研究其在传统氯消毒过程中的去除效能、反应动力学与降解途径,及其在UV/PAA过程中的去除效能与降解规律。首先,采用固相萃取-液相色谱／质谱联用技术对某市区饮用水系统中14种典型PhACs进行检测,分别在该市龙头水、某水厂原水及出水中检出了9种、10种、6种PhACs,浓度为ng/L水平。安替比林、卡马西平、异丙基安替比林、氨基比林和苯扎贝特在水厂中检出频率较高,其中安替比林、异丙基安替比林、氨基比林均为毗唑酮类药物。传统混凝澄清工艺对部分PhACs有一定去除效果,去除率大于40%；活性炭滤池、臭氧氧化和氯消毒工艺对去除某些PhACs具有较好的效果。整体来看,该市饮用水系统中PhACs浓度处于较低水平。选择吡唑酮类药物——安替比林、异丙基安替比林及氨基比林为研究对象,考察其在传统氯消毒过程中的的降解规律。结果显示,传统氯消毒能迅速降解吡唑酮类药物,其中安替比林的氯氧化降解速率低于异丙基安替比林、高于氨基比林。氯氧化去除效能受药物初始浓度、氯投量及溶液pH的影响。反应动力学分析发现,毗唑酮类药物氯氧化反应速率与氯投量的反应级数介于1-2级之间,HOCl、 Cl2及C120三种有效氯活性成分共同参与了氯氧化降解过程,并且HOCl、 Cl2及C120对不同结构吡唑酮类药物的反应速率常数及贡献不同。安替比林与HOCl、 Cl2, Cl2O反应的速率常数分别为3.23x103 M-1s-1、 2.86×107 M-1s-1口8.38×109M-1s-1；异丙基安替比林与HOCl、OCl、Cl2、Cl2O反应的速率常数分别为9.20×103 M-1s-1、4.68X102 M-1s-1、8.61Xl07M-1s-1和1.39×102M-1s-1；质子态氨基比林与HOCl、Cl2反应的速率常数分别为5.73×102M-1s-1、1.77×107～4.48×107,分子态氨基比林与HOCl、 Cl2、 Cl2O反应的速率常数分别为9.68×102 M-1s-1、 4.96×106～6.62×106 M-1s-1、 4.33×109 M-1s-1。与氯氧化降解速率相反,中性条件下C120对不同吡唑酮类药物氯氧化降解的贡献呈“氨基比林(33%)>安替比林(23%)>异丙基安替比林(<0.01%)”规律；C12对氯氧化降解的影响与溶液中氯离子和氢离子浓度有关。通过总有机碳、紫外扫描、红外扫描、液相色谱／质谱联用及气相色谱／质谱联用等方法分析吡唑酮类药物氯氧化降解产物发现,传统氯消毒难以彻底矿化降解吡唑酮类药物,在氯氧化过程中主要发生卤代、羟基化、脱烷基及脱氢反应。选择几种不易被氯氧化降解的PhACs为研究对像,考察PhACs在UV/PAA过程中的降解及转化规律。研究发现UV/PAA能有效去除消炎镇痛类、降固醇类及抗癫痫类药物。通过直接光解实验得到非解离态和解离态过氧乙酸在254 nm处的量子产率分别为1.20 mol/Einstein和2.09 mol/Einstein,推测PAA在紫外光照下发生O-O键均裂产生羟基自由基(·OH)等活性物种,并引发了自由基链式反应。通过竞争动力学方法得到非解离态和解离态过氧乙酸与·OH的反应速率常数分别为9.33×108M-1s-1和9.97×109M-1s-1,表明高浓度的PAA对·OH有捕获作用。另外,不同PhACs在UV/PAA过程中降解机理不同。其中,·OH是导致卡马西平降解的主要氧化剂；直接光解与·OH氧化是导致布洛芬降解的主要原因；直接光解、·OH及某些碳中心自由基的共同作用导致了萘普生的降解。通过对萘普生子结构及近似结构化合物的UV/PAA降解规律研究,确定该碳中心自由基能选择性降解含萘基化合物。采用自由基淬灭实验,并结合以往文献研究推测该碳中心自由基应为CH3CO2·和CH3CO3·。 LC/MS产物分析结果显示,萘普生、布洛芬及卡马西平在UV/PAA与UV/H2O2过程中的降解产物基本一致,表明两个处理过程可能具有相似的降解机理。