随工农业生产的发展越来越多的水体遭受着更为严重的污染,给饮用水安全带来了威胁,同时随着生活水平的提高,人们对水质也提出了越来越高的要求。微囊藻毒素（MCs）与隐孢子虫卵囊即是近年倍受关注的两种污染物。二氧化氯（ClO₂）因高效、广谱、安全等优点已成为水消毒领域中氯系消毒剂的理想替代产品,但在消毒过程中生成的副产物亚氯酸盐也令人担忧。本文通过酶联免疫吸附法、液相色谱-质谱、活性染色等检测方法和量子化学手段,对ClO₂去除水中微囊藻毒素及隐孢子虫卵囊的效果、影响因素及机理进行了研究,同时模拟实际水处理工艺研究了ClO₂预氧化及混凝、沉淀、过滤和消毒各单元及整个工艺流程对含藻水的去除效果。此外采用三代大鼠毒理试验方案应用行为学观察及病理解剖手段对ClO₂在消毒过程中最主要的副产物——亚氯酸盐的长期神经发育毒性进行了考察。论文获得了一系列具有创新意义的成果。研究了饮用水处理工艺中ClO₂对较低浓度微囊藻毒素（MCs）的去除特性,揭示了MCs与ClO₂反应的机理和反应产物。证实了ClO₂对于微囊藻毒素MC-LR、MC-RR和MC-YR具有良好的去除效果,去除规律相似,去除的容易程度为MC-RR>MC-YR>MC-LR,去除效果受ClO₂浓度、反应时间影响很大,受pH值和反应温度影响不显著。确定了反应过程中,MCs结构中Adda基团两端的碳原子被羟基自由基攻击,最终生成各自的二羟基取代物。全面考察了常规饮用水处理工艺中对含藻水的去除效果,提出了含藻原水的ClO₂强化预氧化解决方案。证实了在常规工艺中,混凝沉淀工艺单元除藻效果较好,但对含MCs的去除极其有限,处理效果的主要影响因素是混凝剂投量,其次是沉淀时间和慢搅转速。过滤工艺中无烟煤所占比例越高的滤池,出水水质越好。消毒工艺中,滤前投加ClO₂有利于高锰酸盐指数、浊度等指标的去除,且出水中亚氯酸盐的含量更低,但滤后投加ClO₂对MCs的去除率较高。模拟工艺证明:对于典型含藻原水,采用2.5 mg/L ClO₂预氧化40 min,然后投加聚合氯化铝铁20 mg/L混凝,60 r/min慢搅20 min后,沉淀30 min,再投加0.8 mg/L ClO₂,最后经无烟煤:石英砂为2:1的滤池以10 m/h的滤速过滤,处理效果优异。研究了ClO₂对隐孢子虫卵囊的杀灭特性,证实了ClO₂可以有效地杀灭隐孢子虫卵囊,主要的影响因素是反应时间,ClO₂投量和反应温度,如果水中存在较高的浊度和高锰酸盐指数,则隐孢子虫卵囊的杀灭效果会有所下降。同时发现ClO₂在灭活隐孢子卵囊的过程中表现出很强穿透力和渗透性,可在不破坏卵囊外部整体性的情况下将其灭活,研究并提出了亚氯酸盐的长期神经毒理学效应,发现连续三代摄入高浓度的亚氯酸盐可引起第二代、第三代个别仔鼠小脑产生病变,影响运动能力,还可能会对学习、记忆能力造成影响。确定了对于Wistar大鼠运动神经发育的无明显副作用剂量为30 mg/L。本文所得出的研究结果不仅为ClO₂控制水中的MCs和隐孢子虫卵囊提供了理论依据,也为含藻水的处理提出了可行的ClO₂预处理方案,具有重要的理论意义与应用价值。此外推进了亚氯酸盐的毒理学研究,可为扩大ClO₂的应用及标准的制定提供参考。