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医药与个人护理品(PPCPs)广泛存在于地表水、地下水、饮用水、污泥和土壤等环境介质中。近几年来，PPCPs的环境化学行为已受到国内外环境科学工作者的广泛关注。本论文选择在地表水中检出频率较高的四环素类抗生素和胺类药物为研究对象，考察了其在模拟太阳光和自然光照射下的光化学转化规律，检测了光降解产物，并探讨了光降解前后毒性变化，研究这些药物在水中的直接或间接光降解机理。主要的研究内容和结果如下：
1.四环素类抗生素(TCs)在水中的光降解行为的研究
(1)研究发现在模拟太阳光下，四环素(TC)、土霉素(OTC)、金霉素(CTC)、多西环素(DTC)的光降解速率随溶液pH升高明显加快，而米诺环素(MTC)在水中的光降解速率随溶液pH升高略有下降。在pH6.0～9.0范围内，它们的光降解量子产率在2.69×10-4～1.09×10-2之间。天然水体中常见的组分，如硝酸盐，碳酸盐等物质，对TCs光降解影响不大。在偏酸性的水中，铁(Ⅲ)及其羧酸盐配合物对TCs的光降解有促进作用。
(2)电子自旋共振(ESR)、活性氧猝灭实验以及H2O2生成的测定说明，太阳光激发的TC发生两种光解反应途径一直接降解与自敏化降解，即：激发态的TC通过化学失活发生直接分解；另一种是激发态的TC与水中的O2分子发生反应生成单线态氧(1O2)，进而氧化TC，促进自身降解，且随溶液pH升高，这种促进作用更加明显，这种反应为TC自敏化降解。
(3)LC-TOF-MS/MS检测确定，TCs自敏化产生的1O2不仅能与分子中的二甲胺基发生亲电反应，生成含有醛基和醌基的TCs衍生物；还能与CTC、DTC分子中的C=C键发生1,2-加成和1,4-加成，生成羟基化产物。发光菌毒性实验表明，TCs光降解后产物的毒性明显增强，TC、OTC光降解后产物毒性提高了约8.7倍，CTC、DTC的毒性提高了3～5倍。
2.室内模拟太阳光下，胺类药物的间接光降解行为的研究
研究发现伯胺(美西律)、仲胺(心得安、苯妥英)和叔胺(苯海拉明、安替比林)在硝酸盐(NO3-)溶液中均发生光降解，主要由于光照的NO3-溶液产生·OH。而在腐殖酸(HA)、富里酸(FA)水溶液中，仅美西律、心得安和苯海拉明能发生了光降解，并且FA比HA有更大的促进作用。
不同活性氧反应实验，以及·OH猝灭实验、三线态能量测定等实验，证明了美西律、心得安和苯海拉明与三线态的HA、FA在光照下通过电子转移，发生光氧化降解。发现胺类药物在腐殖质水溶液中的光氧化与其自身结构密切相关，胺类药物结构中存在α-H是其与三线态的腐殖质发生光氧化反应的必要条件，降解速率直接取决于胺类药物非键氮电子的可给性。相同条件下，理论上反应速率遵循如下顺序：叔胺＞仲胺＞伯胺，且反应随溶液pH升高而加快。
以上结果表明水中腐殖质对胺类药物，尤其是伯胺和仲胺的光化学归趋有明显的影响，胺类药物的光降解速率与水体中腐殖质的组成密切相关。
3.室外自然光下，TCs与胺类药物的光解速率的测定及模型预测
在室外太阳光照射下，TCs直接光降解半衰期在6～80 min之间，与预测结果较为一致；美西律、心得安、苯海拉明在腐殖质溶液中的间接光降解半衰期在2.3～70 h之间，它们在水中降解半衰期表现为冬季较长、春夏季节较短。此外，美西律、心得安、苯海拉明在水中光降解半衰期还取决于水中腐殖质的组成。天然水体中的·OH或1O2对这些药物的降解贡献在多数情况下可以忽略。对于苯妥英和安替比林，与水中的·OH反应则是它们发生降解的重要途径。模型预测表明，TCs与美西律、心得安、苯海拉明等胺类药物在水中光降解半衰期在秋冬季节较长、春夏季节较短；在高纬度的水中它们的降解半衰期较长、低纬度较短。