De efficiëntie van moderne afvalwaterzuiveringsinstallaties is vaak onvoldoende om de door de staat opgelegde limieten te halen betreffende pesticides, farmaceutica en andere zorgwekkende stoffen in drink- en afvalwater. Daarom is er nood aan nieuwe, efficiënte en goedkope methodes om deze zogenaamde micropollutie te verwijderen. Waterbehandeling met plasmaontlading is hierin een aantrekkelijk alternatief. De complexiteit van deze methode vraagt echter om meer onderzoek, zowel op fundamenteel vlak als op toegepast vlak. In dit werk komen beide thema’s ruim aan bod. In het eerste deel wordt een uitgebreid overzicht gegeven van de verschillende plasmareactoren die in de literatuur worden beschreven voor waterbehandeling. Vervolgens wordt aandacht besteed aan de fundamentele processen in belontlading, met het oog op het verkrijgen van een dieper inzicht in plasma-initiatie en –propagatie en de implicaties daarvan op waterbehandeling. Het laatste deel van de thesis handelt over diëlektrische barrièreontlading in contact met een dunne waterfilm. Met spectroscopische analyse en snelle beeldvorming wordt een ongewoon evolutiepatroon in detail ontrafeld. Daarnaast wordt de afbraakefficiëntie van zes pesticides gemeten voor twee reactoren, waarin de synergie van plasmabehandeling in combinatie met adsorptie en supplementaire ozonatie wordt aangetoond. Tot slot worden de vooruitzichten betreffende deze jonge technologie besproken.