天然有机质（NOM）作为稳定存在于水环境中结构复杂的有机混合物，是消毒过程中产生的消毒副产物（DBPs）的主要前驱物。由于 NOM 结构复杂，DBPs 具有低浓度、高复杂性的特点，因此如何有效地对 NOM 的特征及其作为前驱物与 DBPs 生成关系进行研究，一直是水环境污染控制、环境健康等学科亟待解决的科学问题。在此背景下，本论文应用超滤分级法和三维荧光光谱（3D-EEM）对 NOM 进行分离和表征，并在本实验室原有的基于全二维气相色谱质谱（GC×GC-qMS）的非靶向分析方法优化的基础上，对不同消毒剂与NOM 作用后生成的 DBPs 进行识别分析，并研究了 NOM 作为前驱物与 DBPs的生成关系。
    本研究主要取得了如下结果：首先，本论文应用 3D-EEM 对武汉市 4 种不同类型天然水体中 NOM 的特征进行研究。结果表明，水源水和雨水类水体中NOM 以陆源输入组分为主，河流和湖泊类水体中 NOM 具有显著的陆源和内源混合输入的特征。类酪氨酸、类色氨酸组分是水体污染物的主要成分，受污染较严重水体的类酪氨酸、类色氨酸组分具有较高荧光强度。
     第二，在对天然水体中 NOM 表征的基础上，选择了 4 个地表水和氯消毒剂、84 消毒剂作用后，应用 GC×GC-qMS 对样品进行了非靶向分析，共识别出 179 种化合物，并对其中 91 种进行定量分析。结合 3D-EEM 发现，NOM 与氯消毒剂作用过程中，生成了较多的含氮、含卤素、芳香族、醛类、酯类 DBPs，氯消毒剂更倾向于与前驱物中的醇类、酰胺类、含卤素类、含氮化合物发生反应，类腐殖酸和类色氨酸组分为 DBPs 的主要前驱物。NOM 与 84 消毒剂作用过程中，生成了较多的含氮、含卤素、芳香族、酰胺类、醇类、酯类 DBPs，84消毒剂更倾向于与前驱物中的酰胺类、含氮化合物发生反应，类腐殖酸和类富里酸组分为 DBPs 的主要前驱物。
     第三，应用超滤分级法和 3D-EEM 对美国苏万尼河天然有机质分离株样品（SRNOM）进行分离和表征，应用 GC×GC-qMS 对不同分子量 SRNOM 组分与氯、氯胺、84 消毒剂作用前后的样品进行非靶向分析，共定性识别出 291 种化合物，并对其中 68 种进行定量分析。结果显示，NOM 与氯、氯胺消毒剂作用过程中，类酪氨酸、类色氨酸、类富里酸组分为 DBPs 的主要前驱物，<1kDa 和 1-10 kDa 组分的 DBPs 生成势较高；NOM 与 84 消毒剂作用过程中，类腐殖酸和类富里酸组分为 DBPs 的主要前驱物，<1 kDa 和 30-100 kDa 组分的DBPs 生成势较高。
     总之，通过研究不同消毒剂与水中 NOM 作用后的生成产物发现，在含氯消毒剂作用下，类腐殖酸和类色氨酸组分为 DBPs 的主要前驱物；在 84 消毒剂作用下，类腐殖酸和类富里酸组分为 DBPs 的主要前驱物。该结果可为水处理工艺控制 DBPs 的生成，以及含氯消毒剂的排放可能对地表水环境质量、河湖生态系统的影响提供科学依据。