二氧化氯（ClO₂）是一种新型消毒剂，但其与水中溶解性有机质（NOM）的交互作用机制和反应中间产物尚不清楚。南京大学前沿科学学院环境与健康研究院殷冉副教授通过建立动力学模型，解析ClO₂和NOM在实际地表水水质条件下的反应机制，研究结果有助于平衡消毒/氧化效率与副产物的形成，对优化和推动ClO₂在水处理中的应用有重要意义。

本研究建立了一个总结性的经验方程来描述NOM分子结构中与ClO₂具有较高活性的部分(CRNOM)与ClO₂之间的反应。ClO₂与九种NOM标准替代物之间反应产生的游离氯、ClO₂^-、Cl^-和ClO₃^-的平均摩尔产率为0.576±0.017、0.258±0.022、0.141±0.010和0.039±0.002。CRNOM和ClO₂之间的双分子速率常数 (k_CRNOM-ClO2) 在九种NOM标准替代物中变化不大（pH 7.0 时为 683±57 M^-1 s^-1）。当pH从6.0增加到9.0时，CRNOM浓度和k_CRNOM-ClO2分别增加2倍和1.3倍，而pH几乎不影响无机副产物的摩尔产率。本研究建立的动力学模型，能够准确预测地表水中ClO₂氧化过程中ClO₂^-和ClO₃^-的形成以及代表性新污染物氧氟沙星的降解。本研究的结果对于推动二氧化氯用于水中新污染物氧化降解具有启示意义。

研究结果以“Modeling ClO₂-NOM Reactions for Predicting By-product Formation and Micropollutant Degradation in Surface Water”为题，发表于环境领域顶级期刊Environmental Science & Technology（论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c07838）。南京大学前沿科学学院环境与健康研究院的殷冉副教授为本文的通讯作者。本研究得到了江苏省青年基金项目和中央高校基本科研业务费国际合作项目的支持。