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过渡金属活化过硫酸氢盐（PMS）降解有机污染物技术近年来发展潜力巨大。均相催化剂如二价钴离子(Co2+)和非均相催化剂如合成的铜-钴氧化物、零价铁（Fe0）廉价易得、催化效率高、反应条件温和,可以有效激发PMS,产生硫酸根自由基(SO4·-)和羟基自由基（·OH）等活性物质。本研究利用铜-钴氧化物、Fe0和Co2+活化PMS技术,研究多种新兴有机污染物如磺胺类抗生素（SAs）、双酚类化合物和邻苯二甲酸酯类化合物以及其他学界和社会广泛关注的有机污染物（CECs）在水和水-颗粒物界面的降解动力学;反应过程中活性物质的生成、转化、作用机制;结合质谱检测技术及量子化学计算方法,推测模型有机污染物的降解路径;最后探索了PMS技术在水中或颗粒物/土壤表面降解有机污染物的应用效果。主要内容及结论如下:本文首先研究了铜钴氧化物催化PMS降解几种SAs的动力学及机理。通过简单的共沉淀法合成了一种非均相铜-钴催化剂(Cu0.39Co1.01O4.57)。该催化剂整体呈尖晶石的晶型结构,表面具有≡Co2+、≡Co3+和≡Cu2+等活性位点。Cu0.39Co1.01O4.57催化PMS的可能机制为:表面≡Co2+形成≡Co（OH）+后激发PMS生成SO4·-及≡Co3+,表面≡Cu2+可能参与≡Co3+的还原。利用电子顺磁共振波谱（EPR）及自由基淬灭实验,发现Cu0.39Co1.01O4.57/PMS体系中生成了大量的SO4·-和·OH。Cu0.39Co1.01O4.57可有效激发PMS并降解磺胺异恶唑（SIX）,在最优的实验条件下,即室温、p H 7、1.87 m M的PMS和0.1 g L-1 Cu0.39Co1.01O4.57时,SIX可在30min内被完全降解。Cu0.39Co1.01O4.57也可以提高磺胺甲恶唑、磺胺嘧啶、磺胺甲氧哒嗪、磺胺对甲氧嘧啶、磺胺甲基嘧啶被PMS降解的效率。该催化剂在使用过程中仅有少量铜钴离子溶出,p H 7下可循环使用6次以上。利用量子化学描述符2∑(CiHOMO)2和∑(CiHOMO)2+∑(CiLUMO)2发现SIX的苯胺环上7号N原子、2号C原子和6号C原子,及-S-N-和-O-N-键是最易被攻击的位点。利用高效液相色谱-质谱联用仪（HPLC-MS/MS）,鉴别出Cu0.39Co1.01O4.57/PMS体系中SIX的降解产物以水解产物和羟基取代产物为主。考虑到Fe0经济高效、环境友好的优势,采用Fe0（粒径<100μm）激发PMS降解双酚M（BPM）的动力学及机理。Fe0先生成Fe2+,Fe2+激发PMS产生SO4·-和·OH。利用EPR及自由基淬灭实验,均检测到了SO4·-和·OH,前者主导水相中BPM的降解反应。探讨了PMS和Fe0剂量、温度及常见环境离子对BPM降解的影响。当最优反应条件为BPM、PMS、Fe0的摩尔比1:40:120、p H 8、温度35℃时,在90min内,可以使初始浓度为10μM的BPM降解95.9±1.0%。常见的环境离子如HCO3-、Cl-、NO3-能够促进该环境下BPM的降解但NH4+却抑制之。利用HPLC-MS/MS,鉴别出Fe0/PMS体系中BPM的降解产物主要为小分子和羟基取代产物和寡聚合物。利用量子化学描述符∑(CiHOMO)2+∑(CiLUMO)2发现BPM上32号C原子和51号O原子活性较高,并提出了其降解路径。预测发现,经Fe0/PMS技术作用后,BPM及其产物的急性毒性降低。为了得到过渡金属/PMS技术在水环境中的适用环境,在Co2+/过氧乙酸（PAA）技术的比较下,研究了多种环境因素（p H和环境基质）对Co2+/PMS的影响。选择浓度极低的Co2+（0.8μM）分别激发PMS和PAA,发现Co2+/PMS技术在去离子水（p H 4）中降解29种CECs的速率远高于Co2+/PAA技术。在臭氧消毒进水（p H 7）中,受p H和常见环境基质的影响,Co2+/PAA技术降解有机污染物的效果反比Co2+/PMS技术好。以2-萘酚（2-NAP）为例,详细研究Co2+/PMS和Co2+/PAA技术在实际应用时的不同。Co2+/PMS和Co2+/PAA技术分别在酸性和中碱性环境中效率更高。HPO42-和HCO3-维持的中性环境下,HPO42-仅可以微弱提高Co2+/PMS技术的效率,却能大幅促进Co2+/PAA技术的作用,HCO3-强烈抑制2-NAP被Co2+/PMS技术降解,但对Co2+/PAA技术几乎无影响。在任何p H环境下,Cl-和NO3-均不干扰两种技术,天然有机质（NOM）则强烈抑制之。2-NAP在Co2+/PAA技术作用下,明显生成了更多开环产物;在Co2+/PMS体系中,则更容易发生羟基化反应。因此,Co2+/PMS技术在环境基质干扰少的酸性环境中使用易发挥其优势。为了将过渡金属/PMS技术应用在土壤环境中,研究了Fe0/PMS技术在酸性环境中对石英砂（QS）等颗粒物表面吸附的邻苯二甲酸二丁酯（DBP）的降解动力学及机理。湿润的QS在被研磨过程中,其表面吸附的DBP经8 h反应后可被降解57.2±3.1%。引入PMS和Fe0后,8 h内DBP的降解效率被大幅提高至94.2±1.6%。PMS、Fe0和QS共存时,产生了表面硅自由基（≡Si O·）、超氧自由基(O2·-)、·OH和SO4·-等多种活性物质。DBP在QS/超纯水体系中主要被≡Si O·和O2·-进攻;在iron@QS/PMS体系中,由·OH主导DBP的降解。利用HPLC-MS/MS和量子化学计算方法,分析出iron@QS/PMS体系中DBP被≡Si O·、O2·-、·OH和SO4·-进攻后可生成水解产物、羟基取代产物和硫酸根取代产物。结合∑(CiHOMO)2+∑(CiLUMO)2预测结果、自由基进攻DBP分子所需活化能及反应前后能量差,判断了DBP在每一步降解时的反应位点,提出了其降解路径。研究载体影响时发现,QS的晶体结构在DBP降解过程中起重要作用。在天然红土中引入QS/Fe0/PMS后,可使其表面DBP降解,说明QS/Fe0/PMS技术具有应用于酸性土壤污染修复的价值。本研究认识了含Co、Fe的过渡金属材料催化PMS降解多种新兴有机污染物的动力学和机理,得到了水和土壤中适合过渡金属/PMS技术发挥最大作用的应用场景。以上研究为过渡金属活化PMS技术在水或土壤污染控制过程的高效应用、活性物质的生成调控及有机污染物的生态风险管控等相关工作提供了技术指导和科学支撑。