城市污水是水循环系统中的重要淡水资源,其再生过程具有重大的经济及社会价值。由于再生水中含有大量细菌、病毒等病原体,因此必须通过消毒过程以最大限度地降低其健康风险。消毒副产物则是再生水风险评估的重要组成部分,尤其是含氮消毒副产物,其毒性远高于传统的含碳消毒副产物。N-亚硝胺作为一种新兴的含氮消毒副产物,其在城市污水再生的消毒过程中的生成规律尚待研究。城市污水中存在较高水平的（半）人工合成有机物,同时也是N-亚硝胺的前体物潜在来源。经氯化消毒后可能会产生比本体毒性更强的有机物,带来一系列的环境问题。研究以四环素类抗生素为典型前体物,并以简单的脂肪胺（二甲胺、三甲胺）作为模型前体物,从N-亚硝胺的氯化生成潜能及反应机理对其进行探究。论文首先探究污水中富含氨氮体系下典型前体物在氯化消毒中生成N-亚硝胺生成潜能及机制。研究分别探究在不同的前体物初始浓度、p H条件、消毒剂活性种类、消毒作用时间下的N-亚硝胺生成潜能,在不同的前体物初始浓度下,其理化性质的差异直接导致了其N-亚硝胺生成潜能的差异,且不同前体物的官能团对N-亚硝胺生成潜能有显著区别。在碱性条件与氯氮比2:1时,N-亚硝胺的生成潜能更高,表明未质子化的状态与二氯胺对N-亚硝胺的促进作用更为明显。通过对消毒反应过程中的中间产物进行定性与半定量分析,N-亚硝胺在氨氮体系下基本符合UDMH生成机制,前体物与不同的消毒剂种类作用生成UDMH/UDMH-Cl中间产物,进一步与氧气或其他氧化剂物质作用而生成N-亚硝胺。基于密度泛函理论（Density Function Theory,DFT）对以二甲胺作为模型目标物生成NDMA的路径计算结果显示了该过程在热力学与动力学上的可行性。其次探究了城市污水中亚硝态氮与硝态氮在前体物氯化消毒过程中的N-亚硝胺生成潜能机制。考虑到亚硝酸盐与硝酸盐都为含氧无机氮,因此除了探究不同的前体物的初始浓度、p H条件、消毒作用时间等,还探究了不同的曝气气体条件下的N-亚硝胺生成潜能。结果表明溶解氧在该过程中并不是N-亚硝胺生成的限制因素。在该体系下,前体物的解离形态对N-亚硝胺的生成潜能影响并不显著,而与典型前体物的二甲胺基团电子丰度相关。通过高效液相与质谱联用技术对消毒过程中的中间产物进行定性分析,进一步推断在亚硝酸盐/硝酸盐存在下的N-亚硝胺的生成路径与UDMH机制显著不同,因此本研究提出该反应过程是以氯诱导活性氮物种亚硝化生成N-亚硝胺机制（HOCl-RNS enhanced mechanism）。为进一步支持在亚硝酸盐/硝酸盐作用的反应机制假说,本研究通过对此反应过程在与前文同等方法水平下计算,支撑该体系下的N-亚硝胺生成机理。最后研究选取了中国西南地区两座配套污水再生系统的污水处理厂进行了实地研究。探究了不同污水组分对于污水再生的消毒过程消毒副产物生成潜能。通过平行因子分析,对污水组分建立多组分模型,探究各污水处理单元的组分变化,其中蛋白质类似物组分是生物处理单元的主要去除对象。通过树脂分离、膜分离等技术对污水组分进行进一步解析,探究实际污水中各组分的消毒副产物生成风险,结果表明亲水性组分与小分子量物质是N-亚硝胺的主要贡献者。通过改变消毒工况,对消毒副产物的生成潜能进行探究,结果显示延长消毒时间将显著增加N-亚硝胺生成潜能,而相比之下增加氯投加量的N-亚硝胺生成潜能增加并不显著。研究旨在深度解析典型前体物在再生水氯化消毒过程中的亚硝胺生成规律,通过了解污水中氨氮/亚硝态氮/硝态氮三种主要的无机氮存在下的N-亚硝胺生成潜能,为与四环素类抗生素结构类似的前体物的N-亚硝胺生成潜能及机制提供理论基础,对再生水中消毒副产物的生成潜能进行评估,并为消毒工艺的改善提供理论依据。