一、溶解性有机质的转化与利用原理

    溶解性有机质（DOM）在水中普遍存在，是水中浓度最高的有机物组分，DOM竞争消耗氧化剂，严重干扰污染物的降解效率，并转化生成有毒有害的消毒副产物。研究发展了抗干扰瞬态吸收光谱方法，解决了DOM强吸光导致动力学速率难以测定的难题，明晰了DOM中芳香性基团和给电子基团是重要的反应活性结构，揭示了DOM的反应活性基团转化生成消毒副产物的过程机制，通过利用源头控制和过程阻断来实现对污染物降解和消毒副产物生成的控制。DOM结构复杂，对DOM特性及其反应活性和转化机制的认知，将推动建立绿色低碳水处理新技术。

Yang, X.*, Rosario-Ortiz, F.L., Lei, Y., Pan, Y., Lei, X. and Westerhoff, P. (2022) Multiple Roles of Dissolved Organic Matter in Advanced Oxidation Processes. Environmental Science & Technology. 56, 16, 11111–11131. 

(ESI高被引论文，热点论文，EST年度最佳论文，论文链接：//pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c01017)

二、消毒副产物的生成与控制

    研究传统氯化消毒中新型含氮消毒副产物的生成机制，利用同位素示踪技术结合气质联用技术等，揭示新型含氮消毒副产物中氮的来源，并解析含氮消毒副产物的生成路径。研究替代消毒剂二氧化氯、高铁酸盐等消毒中的电子转移机制，阐述典型消毒副产物的前体物质及生成过程。研究消毒技术联用以及自由基反应生成消毒副产物机制及控制方法。

自由基介导的消毒副产物生成机制

三、新污染物的转化与控制原理

    利用瞬间光谱技术研究自由基与新污染物(PPCPs/EDCs、藻毒素、嗅味、农药、抗性基因等)及水中背景基质（离子、DOM等）的反应动力学，建立了多种动力学测量方法来测定二级反应速率常数，并构建了定量构效关系模型。利用瞬态光谱方法追踪中间体自由基的反应过程，并结合化学计算解析新污染物转化路径，解析自由基与新污染物的微观反应机理。建立新污染物去除动力学预测模型，指导和调控新污染物的去除。

自由基与新污染物的反应动力学测定

四、催化氧化原理与技术运用

    研究过硫酸盐活化、臭氧催化氧化、紫外高级氧化等技术，开发催化材料，解析微界面反应过程机制，构建减少背景基质干扰的技术方法，为开发新型深度水处理技术提供指导。

臭氧催化氧化材料

科研项目

1. 水污染控制化学，国家杰出青年科学基金，2025-2029。
2. 土-水相互作用对场地土壤污染风险与修复长效性的影响机制，国家重点研发计划课题，2023-2027。
3. 溶解性有机质对UV/过氧化物体系降解水中微量有机污染物的影响机制研究，国家自然科学基金面上项目，2022-2025。
4. 城市污水中新型微污染物的监测及控制技术研究，国家重点研发计划政府间/港澳台重点专项项目，2019-2022。
5. 紫外光/氯联用体系中含氮消毒副产物的生成机理研究，国家自然科学基金面上项目，2019-2022。
6. 二氧化氯耦合紫外/氯高级氧化工艺的净水技术研发，广东省科技创新战略专项资金项目，2018-2020。
7. 消毒副产物的生成与控制，国家优秀青年科学基金，2017-2019。
8. 金属离子和有机质共存对典型PPCPs光降解行为影响机制研究，国家自然科学基金面上项目，2016-2019。
9. 新型含氮消毒副产物的生成机理与风险控制研究 ，广东省杰出青年基金，2015-2019。
10. 新型持久性有机物在电子废弃物污染源及周边区域的迁移转化与修复，国家重点基础研究发展计划（青年973计划），2015-2019，骨干成员。
11. 复合二氧化氯在饮用水消毒中的应用改进与示范，广东省科技计划项目, 2017-2019。
12. 农村饮用水二氧化氯消毒中的反应机制及风险评估，中山大学重大项目培育和新兴交叉学科培育计划项目，2017.4-2018.12。
13. 太阳光联合氯灭活微生物和降解有机物的技术研究，广东省科技计划项目，2015-2017。
14. 国标新增物质三氯水合乙醛的浓度水平、生成及控制研究，深圳市科技计划项目，2014-2016。
15. 新型含氮消毒副产物卤代硝基甲烷(HNMs)的生成机理及控制研究，国家自然科学基金青年基金 ，2011-2013。
16. 典型抗生素在珠江三角洲地区水体中的分布与去除，中山大学青年教师培育项目，2011-2013。
17. 饮用水中溴代消毒副产物的生成机理及控制技术研究，中山大学青年教师重点培育项目，2011-2012。