催化氧化技术因能够高效地去除水中有机物,近年来备受关注。它是一种涉及羟基自由基（·OH）的氧化技术,·OH具有较高氧化性。很多研究者采用基于过氧化氢的催化氧化技术来降解有机物,但对于催化氧化去除氨氮这方面的报道还不多。因此,本文运用三维荧光光谱和紫外差异分析等技术研究过氧化氢氧化、铝、铁催化过氧化氢氧化对水体有机物的作用;分析其对溶解性有机物（DOM）结构和形成消毒副产物潜能的影响。另一方面采用共沉淀法制备出磁性MgO-Fe₂O₃催化剂,将其应用于冬季氨氮（NH₄⁺-N）的降解。在低温（10±2℃）下,系统地研究了臭氧化和MgO-Fe₂O₃催化臭氧化氨氮的效果,分析了催化剂的物理性能和降解NH₄⁺-N的催化性能,并对催化氧化降解氨氮的机制进行了探讨。结果表明,铁、铝明显催化过氧化氢对有机物的氧化过程,且铁催化能力明显强于铝。当催化剂投量均为0.018 mmol·L^-1,过氧化氢投加量为3.5 mg·L^-1时,UV₂₅₄和TOC值的去除率分别在铁催化时为35.5%、36.4%和铝催化时为5.0%、29.3%,而单独氧化仅为14.0%、16.7%。利用三维荧光光谱和紫外差异吸收值去卷积分可以明显检测出上述三种氧化对有机物结构影响的差异。催化氧化不改变荧光峰位置,但不同程度地削弱了各荧光峰强度和区域荧光积分值。其中,铁催化降解类蛋白区、可见光区类富里酸和紫外区类富里酸程度较大。紫外差异去卷积分得知,3种体系对水体有机物紫外结构破坏位点在272 nm处是一致的,但破坏程度不同。如3.5mg·L^-1H₂O₂、0.018 mmol·L^-1催化剂投量时,紫外吸收差异值ΔA₂₇₂/A₂₇₂分别为单独氧化7.0%,铝催化8.3%,铁催化18.9%。铝、铁离子催化氧化均提高了三卤甲烷的去除率,铝催化去除率优于铁催化。MgO-Fe₂O₃的存在显著提高了NH₄⁺-N臭氧化的效率,例如,在相同的pH（8.8）下,去除效率从臭氧化时的0.243mg/（L·min）提高到MgO-Fe₂O₃(n_MgO:n_Fe2O3=1:2)下的0.761mg/（L·min）。傅里叶红外光谱（FT-IR）和XRD结果共同证实磁性MgO-Fe₂O₃中形成了无序铁镁矿（MgFe₃O₄和FeMg（OH）₂）。随着MgO-Fe₂O₃中铁含量的增加,气态产物（STG）的选择性增加,但氨的去除率（RRA）会有所降低。当反应60min,pH为8.8时,MgO-Fe₂O₃(n_MgO:n_Fe2O3=1:2)表现出良好的催化作用,STG和RRA分别达到41.2%和49.8%。尤其在反应120min后,其催化去除率已达到80.0%。催化剂在整个催化过程中至少存在两方面机理。首先,催化剂维持体系较高的pH,增加了NH₃的比例从而促进O₃和NH₃的直接反应。其次,催化剂会促进O₃分解产生更多的·OH,加速了表面吸附氨与臭氧的反应。pH值是氨氮降解的主要影响因素,并且通过叔丁醇（TBA）和氯离子（Cl^-）的作用验证了在本研究中·OH确实参与了反应。另外,Cl^-的引入显著加速了MgO-Fe₂O₃催化氧化的反应速率。因催化剂MgO-Fe₂O₃具有磁性,便于从反应溶液中分离出来再回收利用。