近年来,孕激素引发的环境内分泌干扰现象受到国内外广泛关注。大量毒理学研究指出,极低浓度水平（ng/L水平）的孕激素可严重影响水生生物的繁殖能力、基因转录、性腺发育和内源激素分泌水平。孕激素广泛用于人类医药、避孕和畜禽生长促进等方面,在市政污水处理厂、畜禽养殖场、地表水甚至地下水中均有检出报道。相较于雌激素和雄激素,孕激素相关研究起步较晚,而且大多集中在其生态毒理学方面。目前,关于孕激素的环境行为鲜有报道,尤其在农田土壤的环境行为方面的研究非常匮乏。因此,本文研究了国内农业主产区农田土壤中天然及合成性激素（孕、雌和雄激素）的含量分布特征及其影响因素,并选择生物活性较强的孕激素,研究其在农田水-土体系中的吸附-解吸机制以及同步迁移-转化机制。本文主要得到以下主要结论:（1）研究采集了国内农业主产区8个省市（山东、黑龙江、吉林、辽宁、河北、河南、广东省及天津市）的农田土壤（n=430）,通过液相色谱-串联质谱定量分析土壤中34种性激素（雌、雄和孕激素）的浓度水平。结果表明,我国农业主产区农田土壤中普遍含有4-9种性激素,其中雌酮（78.1%）、雄烯二酮（87.2%）和孕酮（69.1%）的检出率最高;温室土壤和露天土壤性激素的检出率高度正相关（R~2=0.90,p＜0.001）,说明棚内外性激素来源相似。国内及各个省市农田土壤中雄激素含量占比最大,其次是孕激素和雌激素。但由于各地区的土壤肥力、耕作方式、灌溉方式、施肥频率和气温不同,导致单个性激素的含量占比差异较大。各省市的家禽出栏量（鸡鸭鹅）与性激素平均浓度显著正相关（R~2=0.90,p＜0.01）,猪的出栏量与孕激素平均浓度显著正相关（R~2=0.76,p＜0.05）,说明农田土壤中的性激素主要来源于家禽和猪的排泄物。农田中孕激素的含量与各省市女性人口数量显著相关（R~2=0.63,p＜0.05）,这可能由于女性群体是孕激素类药物的使用主体。土壤中有机质含量与性激素含量显著正相关（R~2=0.21-0.60,p＜0.01）,表明有机质是造成农田土壤中性激素累积的重要原因。（2）本文选取了七种代表性合成孕激素（依托孕烯、孕二烯酮、甲羟孕酮、甲基炔诺酮、醋酸环丙氯地孕酮、地诺孕素和左炔诺孕酮）,研究了其在5种不同性质的农田土壤中的静态吸附-解吸机制。吸附动力学结果表明,所有激素均在10小时内达到吸附平衡。七种合成孕激素的吸附热力学曲线均符合线性吸附模型（R~2=0.98-0.99）。孕激素的线性吸附系数（log Kd）与辛醇水分配系数(log Kow)显著正相关（R~2=0.72-0.86,p＜0.05）,色谱保留时间与有机碳标准化分配系数(log Koc)显著正相关（R~2=0.52-077,p＜0.05）,而且Kd和土壤有机质含量也高度相关（R~2=0.84-0.98,p＜0.05）,表明疏水性分配作用是孕激素的主要吸附机制。在0.5 mo L/L尿素条件下,孕激素的单点Kd值下降了约3-19%,说明氢键作用是孕激素的吸附机制之一。另外,孕激素的Kd值与土壤孔体积显著正相关（R~2=0.68-0.93,p＜0.05）,说明孔填充也是孕激素的吸附机制。大部分孕激素吸附过程的吉布斯自由能的范围为-8.78±0.05至-0.51±0.37,表明其吸附过程是物理吸附,这和研究推测的疏水性分配、氢键作用以及孔填充作用是一致的。孕激素的解吸磁滞因子HIb（0.52-1.35）接近于1,HIa（-1.75至-0.06）小于0,说明孕激素在土壤中不存在明显的解吸磁滞效应,容易发生解吸过程。（3）本文选取孕酮、去氢孕酮、醋酸甲羟孕酮、醋酸炔诺酮、醋酸环丙氯地孕酮和炔诺酮,研究了其在模拟土柱中的同步迁移-转化机制。结果表明,孕激素的的Kd与log Kow显著正相关（R~2=0.78,p＜0.05）,说明极性越强的孕激素吸附能力越弱;孕激素在模拟土柱中的滞留因子R与log Kow显著性正相关（R~2=0.76,p＜0.01）,说明极性更强的孕激素迁移潜势更大,这和静态吸附实验结果一致。孕酮和去氢孕酮在迁移过程中发生了生物转化作用,经产物鉴定分析可知,孕酮生成了1,4-雄烯二酮、雄烯二酮、睾酮、17β-勃地酮等10种转化产物,去氢孕酮生成了9,11-脱氢黄体酮等10种产物。在同步迁移转化过程的0-22孔体积阶段,孕酮及其产物的滞留因子Rsol与其色谱保留时间显著负相关（R~2=0.88,p＜0.01）,而在22-108孔体积阶段为显著性正相关（R~2=0.67,p＜0.05）,表明孕激素及其产物的迁移潜势受转化动力学因素影响（产物的生成速率）。虽然传统理论认为物质的疏水性越强,迁移潜势越弱,但本研究表明,同步迁移-转化条件下,产物的生成速率也是决定激素迁移潜势的重要因素。