质子以溶剂化形式(H+(H2O)n，简写为H+（aq）存在于水溶液中，而H+（aq)的动力学行为在物理化学和生物化学中扮演着重要角色。水中质子H+的迁移是化学中最基本的反应之一，质子迁移在酸碱反应、生物化学中有着基本的重要性。酸碱反应中质子以溶剂化形式以不同的方式向阴离子迁移以达到化学平衡，而这样的反应途径一直在研究中，至今仍然没有明确的定论。质子H+在环境中的不同形态决定了酸雨的危害，在大气、河流和地下水中的消解和迁移构成了环境污染物的形成、降解和转化过程;在细胞中质子通过膜蛋白通道进行穿越，产生pH梯度和电荷梯度，诱导其它离子的渗透;在酶中质子与电子迁移相协同，参与化学键的生成和断裂反应，从而发生生物能转换。因此对水化质子结构以及动力学特性的研究有助于我们进一步深入探讨与人类生活以及生命过程息息相关的一系列重要科学问题。本论文从以下三个方面开展了工作:　　1.酸性水溶液中水化质子迁移新机制——通道传递模型　　水溶液独特的氢键体现了水分子一系列特异的物理化学性质。质子H+以溶剂化形式存在于水溶液中，其迁移动力学反应则是最基本的化学反应之一。本章首先总结了目前水化质子H+（aq)研究中存在于水溶液中几种主要的质子化水团簇形式，综述了以Grotthuss机制为基础的这些溶剂化质子形成的三种主流质子迁移机制，并对这些机制提出了三点质疑;然后依照三点质疑，我们提出了酸化水溶液中质子的三点基本假设，并根据假设提出了酸化水溶液这一普遍存在环境中水化质子迁移新机制——通道传递机制模型;最后通过对不同迁移机制条件的分析，我们明确了不同的迁移机制在不同的条件下有着不同的适用范围。　　2.水化质子结构和振动光谱的量子化学研究　　本章采用MP2和DFT(B3LYP)方法分别对水化质子的气相(GP)模型和超分子模型(SM)进行量子化学计算，获得的GP和SM模型的结构参数和特征频率与大量的文献值进行对比，得到四种基本水化质子结构的各自振动核心频率。我们的理论计算对模拟GP结构都有一定偏差，MP2计算稍微好一些。在模拟SM结构时，环状结构并没有明显的优势，反而掩盖了部分特征频率，而直接在外围添加溶剂化层的结构可以得到很好的结果，各自核心振动的特征光谱与文献值相符，且B3LYP方法模拟溶剂化结构相对更准确一些。　　3.环境水样中硫化物的分析方法研究进展　　硫化物是水质检测的一个重要参数，因其对水生生物和人体具有很高的毒性而备受关注。本章综述了近五年来环境水样中硫化物的分析方法研究进展，包括光谱法（分光光度法、荧光法、电致化学发光法、电感耦合等离子体-原子发射光谱、原子吸收法、流动注射法）、色谱法以及电化学法（阴极溶出伏安法、阳极溶出伏安法、电催化氧化法和生物传感器法），指出发展高灵敏、高选择性的检测技术对于实现环境水中硫化物的现场实时检测具有重要的意义。