有些水源中可能含有有毒的合成有机化合物(Synthetic Organic Compounds，简称SoCs)，如杀虫剂和除草剂、燃料、溶剂、人畜用药及其他潜在的内分泌干扰物。为了保护公众健康，这些化学品必须去除。考虑到化学氧化副产物毒性的不确定性，用于去除这些化合物的氧化技术必须将SOCs彻底氧化成二氧化碳、水和无机酸(如HCI)。传统氧化剂如氯气对化合物的氧化是有选择性的，而AOPs可彻底将有机化合物转化为二氧化碳、水和无机酸，因此AOPs是去除SOCs的切实可行的选择。和其他技术(如活性炭吸附和气提)相比，高级氧化技术也具有几个内在的优点：①污染物可以被彻底分解；②不易吸附和挥发的污染物也可被分解；③传质过程如吸附和吹脱只能将污染物转移到另一相，转移的污染物可能需要进一步处理。

    由于高级氧化技术可在常温常压下产生羟基自由基，因此其实际规模应用降解有机化合物也是可行的(Glaze等，1987)。而其他产生羟基自由基的技术(湿式氧化、超临界氧化、气相燃烧和催化氧化)要求高温和／或高压．并且由包含羟基自由基(HO·)的自由基链式反应介导。在本章的介绍部分提到每个自由基后面都会加一个“·”，表明外轨道有一个未成对电子。这种标记法是路易斯结构的简化版，通常用来表示碳、氧、氮的外轨道是否填充了8个电子。对于H0·来说，三对成对电子没有显示，一个未成对电子用“·”来表示。

    由于羟基自由基是活泼的亲电试剂，它可以快速、无选择性和几乎所有富电子的有机化合物反应，因此可以有效地分解有机化合物。此外，在水中羟基自由基与大多数有机污染物的二级反应速率常数在108～109 L／(mol·s)的数量级上(Buxton和Greenstock，1988)，这和扩散控制的酸碱反应相当(约109，Stumm和Morgan，1972)。酸碱反应只涉及一个水合质子的传递，被认为是水相中最快的化学反应。这些速率常数比报道的其他氧化剂的二级反应速率常数大3～4个数量级。