饮用水消毒是20世纪最有效的公共健康措施之一。然而,化学消毒剂在杀灭病原微生物的同时会与水中的天然有机物、人为污染物及无机离子等发生化学反应,生成消毒副产物(DBPs)。卤代硝基甲烷(HNMs)是一类新兴的含氮消毒副产物(N-DBPs),在饮用水、污水和泳池水中频繁检出,其平均浓度和最高浓度分别为1μg/L和10μg/L。由于HNMs具有强烈的致突变性和遗传毒性,已被美国环境保护署列入优先控制消毒副产物的最高等级。因此,调查饮用水中HNMs的污染现状和特征,研发高效的去除技术对于评价和控制饮用水HNMs暴露的健康风险具有重要的意义。针对国内外现有分析方法中多溴代HNMs在GC常规进样口容易分解的缺点,本论文建立了液液萃取-冷柱进样-气质联用分析水中9种HNMs的新方法,并运用该方法对江苏不同地区饮用水中HNMs的含量进行了调查分析。纳米零价铁作为卤代有机物脱卤和硝基化合物脱硝的一种强还原剂,通过改进合成方法提高其稳定性和高效性实现快速去除水中污染物,已成为一个非常活跃的研究领域。本论文采用碳化-煅烧的方法制备了碳基纳米零价铁复合材料,并用XRD、SEM、TEM、XPS、BET、拉曼等分析手段对其形貌结构进行表征。研究碳基纳米零价铁复合材料对三氯硝基甲烷(TCNM)的去除性能,考察了影响TCNM去除效率的主要因素,探讨了碳基纳米零价铁复合材料去除TCNM的机理及路径。主要内容和结论如下:1)研究发现二溴一氯硝基甲烷(DBCNM)和三溴硝基甲烷(TBNM)在GC进样口低温(117℃)条件下出现硝基和溴的丢失现象。本文建立了LLE-COC-GC-MS测定水中9种HNMs新方法,方法检测限为0.06～0.9μg/L,回收率为77%～90%,精密度RSD为3.4～12%,能满足实际样品检测的要求。采用固相萃取小柱HLB进行富集萃取,对不同的HNMs加标回收影响较大,只有二氯硝基甲烷(DCNM)、三氯硝基甲烷、一溴一氯硝基甲烷(BCNM)和二溴硝基甲烷(DBNM)等4种HNMs的回收率在70%以上。调查发现在江苏沿江11城镇饮用水水样中均检测出HNMs,其中TCNM浓度水平在0.41-0.67μg/L之间,其他3种HNMs(DCNM、BCNM、DBNM)也有部分检出。分析江苏省8个自来水厂的出厂水和管网水中HNMs含量和组成发现,出厂水和管网水中4种HNMs(TCNM、DCNM、BCNM和DBNM)总浓度水平相近,但在管网水中TCNM的比重变小,而DCNM的比重变大,说明TCNM在管网输送过程中发生了降解。2)与液相还原法制备的纳米零价铁复合材料相比,以葡萄糖、氯化铁为原料,采用碳化-煅烧法得到了分散性好的纳米零价铁复合材料(G-nZVI),当碳与铁的质量比为5:1时,材料具有更大的比表面积(453 m2/g)和更小的平均粒径(15 nm)。批量处理实验表明,G-nZVI能够有效去除水中TCNM,且去除反应符合准一级反应动力学方程。当G-nZVI投加量为10 mg/L(以铁计)时,120 min内TCNM的去除率为99.2%,碳铁比、铁的投加量、TCNM初始浓度、反应温度以及溶氧量对G-nZVI去除TCNM均有一定的影响。利用GC-MS和原位红外光谱对去除反应的中间产物进行了检测,推测了纳米零价铁复合材料去除TCNM的反应主要包括吸附与还原两个过程,还原脱卤、脱硝的中间产物为DCNM、CNM、NM,MA可能是最终产物。3)以葡萄糖、氯化铁和氯化铜为原料,通过碳化和煅烧,成功制备得到纳米零价铁、铜均匀负载的复合材料G-Fe-Cu,复合材料颗粒中的铁为体心立方的α-Fe0,而铜为面心立方体纳米铜,颗粒呈球形且颗粒间未发生明显的团聚,其平均颗粒粒径为18 nm,比表面积为417 m2/g。虽然添加铜的G-Fe-Cu比G-nZVI具有稍小的比表面积和较大的颗粒粒径,但是铜的添加能显著加快纳米零价铁复合材料去除TCNM的效率。当Fe与Cu的质量比为10:1时,复合材料G-Fe-Cu(50:10:1)对水中的TCNM具有最高的去除效率和最快的去除速率。其中复合材料G-Fe-Cu在投加量为10 mg/L(以铁计),TCNM初始浓度为10μg/L,初始pH值为6.0,温度为25℃,且体系无氧、无余氯的条件下,60 min内可以去除99.7%的TCNM,且去除TCNM的反应符合准一级反应动力学方程。4)水中共存的3种阴离子(NO3-、SO42-、HCO3-)和腐殖酸(HA)对复合材料G-Fe-Cu去除TCNM均有一定的抑制作用。无机阴离子的影响程度大小为N03->SO42->HC03-,而腐殖酸(HA)的抑制作用则呈现出先增后减的趋势。水中共存的消毒副产物三氯甲烷(TCM)和三氯乙酸(TCAA)对复合材料G-Fe-Cu去除TCNM也有较大的抑制作用,抑制率大小顺序为TCAA>TCM,推测主要是TCM、TCAA与TCNM发生了竞争作用。5)通过对自来水加标实验的研究,发现复合材料G-Fe-Cu对自来水中的TCNM有显著的去除效果,且与复合材料投加量正相关。当复合材料投加量从10 mg/L增加到200 mg/L(以铁计)时,60 min内TCNM的去除效率从50.5%提高到99.1%,去除率增加了 48.6%。6)复合材料G-nZVI和G-Fe-Cu在还原降解TCNM过程中会发生铁的流失;复合材料重复使用对TCNM的去除效率有所下降,G-nZVI重复5次后TCNM去除率只有60%;重复使用后的复合材料表面出现了铁的氧化产物,主要为Fe304和Fe203,但经过二次煅烧,可以恢复复合材料的活性。