环境药物目前已成为一类新兴的有机污染物，虽然其在水体环境中的污染浓度很低，一般在ng/L数量级，但是其已经对水生环境甚至人类生活造成了一定的危害。近年来在环境水体中检测到的抗病毒药物类化合物也是其中一类重要的污染物，而目前关于这类化合物的环境转化归趋方面的研究还没能够引起足够的重视。因此，研究这类污染物的迁移转化和环境归趋，及转化产物的毒性变化特征具有非常重要的科学意义。　　以光能主导的环境降解反应是环境水体中有机物迁移转化的重要途径，并且一个化合物的紫外可见吸收光谱与辐射光谱的重叠程度决定了其所参与的光化学反应行为特征。因此，本论文分别选取三种紫外可见吸收光谱差别较大的抗病毒药物为研究对象，系统研究了其在环境光化学和光催化转化的行为，并结合活性物种淬灭实验、同位素溶剂效应实验和量子化学计算等方法，对目标物的光化学转化的机理进行了深入细致的研究。同时采用三种不同营养级的水生生物，如发光细菌(Ptotobacterium phosphoreum)、羊角月牙藻(Selenastrumcapricornutum)和大型溞(Daphnia magna)为受试生物，对目标物及其光化学降解产物的生态毒性进行了系统的评价。本论文的研究取得了一系列有意义的认识和结论，为水体环境中该类药物的迁移转化和归趋提供详细的理论研究依据。(1)发现奈韦拉平分子能够发生直接光解和自敏化降解反应。应用理论计算和实验方法相结合对其自敏化降解过程进行了验证，结果表明吸收光能处于激发态的奈韦拉平分子能够与溶液中的O2发生电子和能量转移，生成单线态氧(1O2)等活性物种，随后1O2能够与奈韦拉平分子发生反应，达到降解目标物的目的。结合所鉴定的产物，提出了奈韦拉平环境光化学降解机理。进一步对奈韦拉平环境光化学降解溶液的急性毒性变化特征进行了考察，发现其环境光化学降解过程中生成的中间产物毒性可能强于母体化合物，这应该引起我们对这类污染物及其转化产物的广泛关注。　　(2)阿昔洛韦和喷昔洛韦的紫外可见吸收与模拟太阳光有着微弱的重叠，初步证明其不能发生直接光化学降解反应。而当反应体系中存在溶解有机质时，目标污染物的降解速率随溶解有机质的浓度增加而增加。通过淬灭和敏化实验表明目标污染物的间接光化学降解途径为1O2、羟基自由基(·OH)和激发态有机质之间的反应，而主要是以1O2的氧化途径为主。此外，通过目标污染物的不同官能团分子与1O2的反应速率的测定及其所鉴定的降解产物，提出了1O2氧化阿昔洛韦和喷昔洛韦的机理。对目标污染物的降解溶液的生态毒性评价表明，由于生成的产物毒性较强或混合产物间存在协同效应，所以发现两种目标污染物的环境光化学过程可能会导致潜在的生态危害。　　(3)实验证明了高反应活性的·OH是阿昔洛韦二氧化钛(TiO2)光催化降解过程中的主要活性物种。因此，对·OH与阿昔洛韦的反应活性点位和反应焓进行了理论计算，并结合所鉴定到的光催化降解产物，提出了·OH氧化降解阿昔洛韦的详细反应途径，包括阿昔洛韦分子中C8、C5的加成反应和C15位的氢提取反应，随后生成一系列中间产物，这些产物随着光催化反应的进行会被进一步降解和矿化。采用明亮发光杆菌、羊角月牙藻和大型溞三个不同营养级的水生生物对阿昔洛韦不同光催化降解时间样品的急性毒性进行了评价，研究结果表明阿昔洛韦的降解过程中对三种受试生物的急性毒性都表现出了逐渐升高的趋势，但是随着延长光催化降解时间的进一步延长，目标污染物及其降解产物进一步被降解和矿化，发现降解的溶液对三种水生生物的急性毒性均有所降低，表明TiO2光催化技术对阿昔洛韦这类药物具有很好的降解、矿化和脱毒效果。　　(4)三个金刚烷胺类抗病毒药物分子由于不具有生色基团而不能发生直接环境光化学降解。因此，我们研究了以·OH为主要氧化物种的TiO2光催化高级氧化法对这三种抗病毒药物的去除。首先用脉冲辐射技术测定了三种目标污染物与·OH反应的绝对数率常数，结果表明·OH与1-金刚烷胺、2-金刚烷胺和金刚乙胺具有较快双分子反应速率常数，分别为6.31×109、5.13×109和7.05×109M-1s-1。此外，三个抗病毒药物的TiO2光催化降解动力学均很好地符合假一级动力学，它们的表观降解速率常数分别为0.076、0.084和0.102 min-1。考察了溶液pH值对目标污染物降解动力学的影响，得到了质子或分子状态目标污染物控制反应速率的关键pH值。通过研究目标污染物光催化降解过程中活性氧物种贡献发现·OH是三种抗病毒药物光催化降解过程中的主要活性物种。高反应活性的·OH具有无选择性氧化有机物的特点，随着光催化反应进行，溶液的总有机碳含量一直呈现下降趋势，目标污染物分子中氮元素矿化为硝酸根和铵根离子。对三种抗病毒药物的光催化降解过程的生态风险评价表明降解溶液对三种受试水生生物的急性毒性在光催化初始阶段有略微上升，但随光催化反应的进一步进行，急性毒性随溶液总有机碳的浓度降低而降低，这也证明TiO2光催化技术对该类典型抗病毒药物具有良好矿化和脱毒效果。