超声是一项新兴且环境友好的水处理技术,近年来超声在去除难降解有机物和抑制灭活藻类方面取得了很大的进展,并且它可以与其他水处理技术联用,是一种具有应用前景的水处理技术。过去的研究多关注于超声空化氧化降解水中有机污染物的效能及机制,却忽略了超声空化过程的固氮作用所导的亚硝化副反应,以及由此产生的高毒高致癌亚硝胺类副产物。本研究首次就超声水处理过程中,亚硝胺类副产物的生成机制以及前体物分子特性识别进行系统研究。在超声空化氧化生成亚硝胺的过程中发现,NDPhA、NDBA和NDPA的生成速率和最大摩尔转化率都远高于其他六种亚硝胺类副产物。这是因为前体物DPhA、DBA和DPA均为疏水不挥发性物质,包括其生成的对应亚硝胺也有相似性质容易大量沾附在具有高浓度·NO的气液界面,进而与·NO发生反应。九种亚硝胺的生成速率与频率的关系均为:600khz>400khz>200khz,NDPhA的最大摩尔转化率与超声频率大小变化的具体关系为:600kHz>200kHz>400kHz,其余八种亚硝胺的最大转化率随超声频率变化的大小关系均为:600kHz>400kHz>200kHz,这说明亚硝胺的生成速率和转化率和超声空化强度有关。九种亚硝胺类物质的生成速率和最大摩尔转化率均随声能密度的增加而增加,这是因为声能密度增大使体系中的亚硝化剂（·NO及N₂O₃等）增多,使得生成速率和最大摩尔转化率都增加。九种亚硝胺均在pH=7条件下有最大摩尔转化率。NDPhA的生成速率在pH=3条件下最快,而其他八种亚硝胺均在在pH=7条件下生成速率最快,这是因为pH影响了前体物分子的存在形式以及·OH和·NO的活性。九种亚硝胺的初始生成速率随仲胺初始浓度的增大而增大,这是因为:随着仲胺初始浓度的增大,超声空化过程中产生的·NO和氮氧活性物质与仲胺物质接触碰撞的几率增大,使亚硝胺的生成速率随仲胺初始浓度的增大而增大。Br^-的存在促进了亚硝胺的生成,而PO₄^3-和NH₄⁺抑制了亚硝胺的生成,且PO₄^3-对亚硝胺生成的抑制效果较为显著。这是因为无机离子的存在影响了亚硝胺生成和降解过程所需要的氮氧化物和·OH的存在数量。本研究基于所做实验计算得到的超声过程亚硝胺生成的生成速率和理论最大摩尔转化率,利用Gaussin 09、IBM SPSS 25.0等软件,采用MLR数学算法,分别建立了亚硝胺生成速率的QSAR模型1和亚硝胺最大摩尔转化率的QSAR模型2,模型1的方程为k=0.768Q_N^-+0.308log_kow+1.18x10^-15,模型2的方程为Y=0.932MV+3.356x10^-16。模型拟合能力、稳健性、预测能力等指标均良好。同时通过实验得到亚硝基乙基苯胺的生成速率和理论最大摩尔转化率作为验证数据来进行模型的验证,表明模型具有可靠性,可以初步预测亚硝胺的生成速率和最大摩尔转化率,能够解析亚硝胺的生成机理。