药物及个人护理品（PPCPs）是一类新型污染物,被广泛应用于人类和兽类药物、农业及水产养殖业,主要包括抗生素、雌激素、人工合成麝香、杀菌消毒剂及清洁剂和消炎镇痛药等。大多数PPCPs具有结构复杂、半衰期短、极性强、难挥发、难降解等特点。常规水处理工艺出水中PPCPs的浓度范围一般介于ng/L-μg/L,但对环境具有长期性、潜在性和灾难性的影响。因此,有必要采用非均相臭氧催化氧化技术对其进行深度处理,从而保障出水水质安全。本文首先采用共沉淀法、水热法和溶胶凝胶法制备一系列的CuMn₂O₄催化剂,以二苯甲酮-3的降解性能作为指标,探讨了不同焙烧温度和Cu/Mn摩尔比对催化剂催化性能的影响。其次,通过多种表面分析技术对催化剂的物相组成、微观形貌和比表面积进行分析。结果表明以共沉淀法制备、Cu/Mn摩尔比为3:4和焙烧温度为750℃时,CuMn₂O₄催化剂的催化活性最佳。此时,催化反应第一阶段去除二苯甲酮-3的表观反应速率常数是单独臭氧氧化反应的5.15倍。最后,通过考察叔丁醇和碳酸氢钠这两种自由基抑制剂对CuMn₂O₄臭氧催化氧化过程的影响,间接验证了CuMn₂O₄臭氧催化氧化降解二苯甲酮-3的反应遵循羟基自由基反应机理。为了深入探究臭氧催化氧化体系中羟基自由基的产率及其降解PPCPs的反应机制,进一步开展了MnO₂-Co₃O₄臭氧催化氧化降解市政污水处理厂二级出水中8种PPCPs的研究。与单独臭氧氧化工艺相比,MnO₂-Co₃O₄臭氧催化氧化工艺将去除PPCPs的表观反应速率常数提高了1.29-8.76倍。随着[O₃]/[DOC]比值的提高,8种PPCPs的去除效果均有所提升。MnO₂-Co₃O₄催化剂能增加臭氧的溶解度,催化反应中臭氧暴露量和羟基自由基暴露量均高于单独臭氧氧化体系,其R_ct值是单独臭氧氧化工艺的2.07-14.25倍。利用化学动力学模型可以预测PPCPs的去除率。臭氧氧化和羟基自由基氧化贡献的计算结果表明,羟基自由基的氧化反应是苯并三唑（BTA）和对氯苯甲酸（p-CBA）的主要降解途径。定量构效关系证实了含给电子基团的PPCPs更易被氧化去除。