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多环芳烃(PAHs)是一种广泛存在于环境中的持久性有机污染物，具有致癌性、致畸性、致突变性“三致效应”，能够在环境中长距离运输且不易降解。伴随着社会经济的发展，环境中产生的PAHs日益增多，并通过干湿沉降、地表径流等作用进入到水体系统。因为PAHs具有高疏水性和亲脂性所以大部分会被吸附在有机物或细颗粒上，最终汇集到水生系统的底部沉积物中，这些PAHs再经生物蓄积和生物放大作用进入生态系统对人类健康构成威胁。北洛河又称洛河，是黄河二级支流，渭河一级支流，也是陕西省境内最长的河流，为沿河流域工业活动、农业活动以及居民生活提供水源，为当地的社会经济发展提供重要支撑。最近几十年来，伴随着流域内社会经济水平的飞速发展，流域内的环境污染问题日益突显，现如今北洛河已然称为陕西省污染较为严重的河流之一，水质性缺水问题非常严重，对沿线城镇居民的生产以及生活用水带来了极大的困扰，PAHs污染也是造成河流污染的原因之一。因此迫切需要开展PAHs的时空分布与来源以及生态风险评价分析研究工作。
本文以北洛河流域为研究区，以15种USEPA优先控制PAHs为研究对象，分别于2018年4月和8月采集16组54个沉积物样品。采用索式提取、气相色谱-质朴联用仪(GC-MS)法测定沉积物中的PAHs含量，分析其时空变化特征和组分特征，通过特征比值法与主成分分析法相结合的方法对其来源进行分析，借助毒性当量法、沉积物质量基准法、沉积物质量标准法、平均效应中值商法三种方法相结合探究其对环境产生的生态风险，旨在为北洛河流域的环境治理提供可供参考的数据支撑和理论依据。主要研究成果如下：
(1)明确了北洛河表层沉积物中的PAHs时空分布规律。研究表明除了二苯并(a,h)蒽外其余15种USEPA优先控制的多环芳烃均有不同程度的检出。4月份采集的表层沉积物中15种USEPA优先控制多环芳烃的总浓度范围在215ngg-1-514ngg-1之间，均值为344.375ngg-1，7种致癌性多环芳烃总变化浓度在37-122ngg-1之间。8月份采集的表层沉积物中15种USEPA优先控制的多环芳烃总浓度在194-285ngg-1之间，均值为245.13ngg-1，7种致癌性多环芳烃总变化浓度在26-55ngg-1之间。由以上检测结果可知4月份北洛河表层沉积物中PAHs的含量明显高于8月份。降雨稀释作用以及微生物活性增强等因素加速PAHs降解，这也是导致其在时间上变化的主要原因。此外在空间分布上也呈现出明显的差异，位于延安市黄陵县延长石油厂附近的洛河和沮河交汇点(L7)以及陕西省延安市吴起县吴起镇洛河和宁塞川交汇点(L3)处的PAHs含量相对较高，而位于河流上游以及学校草地附近的采样点处的PAHs含量相对较低，这些研究结果说明环境中PAHs含量与采样点周围的土地利用方式有直接的关联，总体上表现为工业区大于住宅区大于农业区及草地森林附近。
(2)明确了北洛河流域PAHs的组分特征，研究表明4月份和8月份表层沉积物中PAHs的组成也有差异，4月份各环平均占比从高到低依次为3环＞4环＞2环＞5环＞6环。低环PAHs占总PAHs的范围在1.24~70.48%之间，高环PAHs占总环数的范围在0~27.53%之间，低环PAHs占优势地位。8月份各环平均占比从高到低依次为3环＞2环＞4环＞5环＞6环，低环PAHs占所有PAHs的15.84~48.02%，高环PAHs占总PAHs的范围在0~28.22%之间，和4月份分析结果一致，也是低环PAHs占优势。综上分析可知所有的采样点均以低环PAHs为主。
(3)通过特征比值法以及主成分分析法解析了PAHs的污染来源。研究结果表明：4月份采集的表层沉积物多为煤、焦炭以及生物质能燃烧的混合源，只有位于陕西省延安市吴起县头道川和王洼子河交汇点(L1)以及延安市黄陵县延长石油厂附近的洛河和沮河交汇点(L7)污染来源是石油源和石油燃烧混合源。8月份多环芳烃的来源均为石油燃烧源、煤和生物质燃烧混合源。
(4)采用沉积物质量基准法(SQCs)和沉积物质量标准法(SQGs)、平均效应中值商法(mERM)、毒性当量法3种方法评估了北洛河沉积物中PAHs的生态风险。研究结果表明4月份和8月份北洛河表层沉积物均存在一定的生态风险，但是生态风险不大。4月份北洛河表层沉积物中TEQ的毒性当量值在3.97-25.74ngg-1，8月份表层沉积物中TEQ的毒性当量值在2.132-10.774ngg-1之间，沉积物毒性概率均为21％，具有较低的生态风险。陕西省延安市吴起县吴起镇洛河-宁塞川交汇点(L3)处的生态风险最低，陕西省延安市洛川县附近的洛河-仙姑河交汇点(L6)和延安市黄陵县延长石油厂附近的洛河和沮河交汇点(L7)处的生态风险均相对较高。与我国的大部分流域相比较，北洛河的生态风险相对较小，但仍需引起注意。
由于PAHs环境风险影响复杂性，未来可以研究其与底栖微生物、重金属的相互影响效应，进而对其环境风险进行系统全面的评价。
本文以北洛河流域为研究区，以15种USEPA优先控制PAHs为研究对象，分别于2018年4月和8月采集16组54个沉积物样品。采用索式提取、气相色谱-质朴联用仪(GC-MS)法测定沉积物中的PAHs含量，分析其时空变化特征和组分特征，通过特征比值法与主成分分析法相结合的方法对其来源进行分析，借助毒性当量法、沉积物质量基准法、沉积物质量标准法、平均效应中值商法三种方法相结合探究其对环境产生的生态风险，旨在为北洛河流域的环境治理提供可供参考的数据支撑和理论依据。主要研究成果如下：
(1)明确了北洛河表层沉积物中的PAHs时空分布规律。研究表明除了二苯并(a,h)蒽外其余15种USEPA优先控制的多环芳烃均有不同程度的检出。4月份采集的表层沉积物中15种USEPA优先控制多环芳烃的总浓度范围在215ngg-1-514ngg-1之间，均值为344.375ngg-1，7种致癌性多环芳烃总变化浓度在37-122ngg-1之间。8月份采集的表层沉积物中15种USEPA优先控制的多环芳烃总浓度在194-285ngg-1之间，均值为245.13ngg-1，7种致癌性多环芳烃总变化浓度在26-55ngg-1之间。由以上检测结果可知4月份北洛河表层沉积物中PAHs的含量明显高于8月份。降雨稀释作用以及微生物活性增强等因素加速PAHs降解，这也是导致其在时间上变化的主要原因。此外在空间分布上也呈现出明显的差异，位于延安市黄陵县延长石油厂附近的洛河和沮河交汇点(L7)以及陕西省延安市吴起县吴起镇洛河和宁塞川交汇点(L3)处的PAHs含量相对较高，而位于河流上游以及学校草地附近的采样点处的PAHs含量相对较低，这些研究结果说明环境中PAHs含量与采样点周围的土地利用方式有直接的关联，总体上表现为工业区大于住宅区大于农业区及草地森林附近。
(2)明确了北洛河流域PAHs的组分特征，研究表明4月份和8月份表层沉积物中PAHs的组成也有差异，4月份各环平均占比从高到低依次为3环＞4环＞2环＞5环＞6环。低环PAHs占总PAHs的范围在1.24~70.48%之间，高环PAHs占总环数的范围在0~27.53%之间，低环PAHs占优势地位。8月份各环平均占比从高到低依次为3环＞2环＞4环＞5环＞6环，低环PAHs占所有PAHs的15.84~48.02%，高环PAHs占总PAHs的范围在0~28.22%之间，和4月份分析结果一致，也是低环PAHs占优势。综上分析可知所有的采样点均以低环PAHs为主。
(3)通过特征比值法以及主成分分析法解析了PAHs的污染来源。研究结果表明：4月份采集的表层沉积物多为煤、焦炭以及生物质能燃烧的混合源，只有位于陕西省延安市吴起县头道川和王洼子河交汇点(L1)以及延安市黄陵县延长石油厂附近的洛河和沮河交汇点(L7)污染来源是石油源和石油燃烧混合源。8月份多环芳烃的来源均为石油燃烧源、煤和生物质燃烧混合源。
(4)采用沉积物质量基准法(SQCs)和沉积物质量标准法(SQGs)、平均效应中值商法(mERM)、毒性当量法3种方法评估了北洛河沉积物中PAHs的生态风险。研究结果表明4月份和8月份北洛河表层沉积物均存在一定的生态风险，但是生态风险不大。4月份北洛河表层沉积物中TEQ的毒性当量值在3.97-25.74ngg-1，8月份表层沉积物中TEQ的毒性当量值在2.132-10.774ngg-1之间，沉积物毒性概率均为21％，具有较低的生态风险。陕西省延安市吴起县吴起镇洛河-宁塞川交汇点(L3)处的生态风险最低，陕西省延安市洛川县附近的洛河-仙姑河交汇点(L6)和延安市黄陵县延长石油厂附近的洛河和沮河交汇点(L7)处的生态风险均相对较高。与我国的大部分流域相比较，北洛河的生态风险相对较小，但仍需引起注意。
由于PAHs环境风险影响复杂性，未来可以研究其与底栖微生物、重金属的相互影响效应，进而对其环境风险进行系统全面的评价。