持久性有机污染物多环芳烃在水环境中的归趋和生态毒性效应已成为研究的热点问题。污染物胁迫下生物产生自由基并导致氧化胁迫可能是其重要的致毒机制之一。本论文以菲和芘为目标化合物，研究其在沉积物—水环境中的行为及对不同种类水生生物的氧化胁迫效应，旨在揭示其在水生生物体内的致毒机制，选择敏感生物指标，为进一步评价多环芳烃水环境生态安全提供科学依据。主要研究结果如下： 1、研究菲和芘在沉积物中的吸附解吸性能以及溶解性有机质和老化效应对其吸附解吸的影响。在实验浓度范围内，博湖沉积物对菲和芘的吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果最好，贡湖和东太湖沉积物对菲和芘的吸附等温线用线性方程拟合效果较好，说明菲和芘在这三种沉积物上的吸附主要是单分子层吸附。不同沉积物对菲和芘的饱和吸附量都是：博湖＞贡湖＞东太湖。HA的加入促进了沉积物对菲的吸附，低浓度HA的促进效应比高浓度HA的效应更强。菲在三种沉积物中解吸后，博湖释放出菲的比例最大，可解吸36.32％，东太湖其次，可解吸32.31％，贡湖最弱可解吸30.68％。说明博湖的持留能力最弱；菲可以从三种沉积物中解吸出来，说明菲能够从沉积物中释放，对水体产生二次污染。菲和芘在沉积物中老化后更难释放到水体中，不可逆吸附的量增加，HA对菲和芘从沉积物中的释放产生不同的影响，芘比菲更难释放到水体中。 2、研究了菲和芘96h静态暴露对斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus)的生长，自由基的产生，抗氧化酶活性，谷胱甘肽含量以及脂质过氧化产生的影响。在0.005～0.1 mg·L-1的暴露浓度下，菲抑制了斜生栅藻的生长，而芘对斜生栅藻的生长没有显著效应。菲和芘在斜生栅藻中均能诱导产生自由基，说明了产生自由基是多环芳烃代谢的一个重要过程，同时也是机体受到损伤的重要原因之一。菲诱导了SOD和POD的活性，而芘抑制了SOD和POD的活性，GST活性在菲和芘暴露下均被到诱导，表现其在多环芳烃代谢解毒过程中发挥重要作用，斜生栅藻中GST对多环芳烃暴露非常敏感，可以考虑作为生物监测指标。GSH和GSSG对芘的暴露非常敏感，GSH，GSSG以及GSH/GSSG比值几项指标中，GSH/GSSG对暴露较敏感。菲和芘暴露均引起斜生栅藻的脂质过氧化，说明斜生栅藻在多环芳烃胁迫下，氧化损伤是其重要的致毒机理之一。 3、研究了菲和芘在沉水植物苦草中的富集和氧化胁迫响应。苦草能够富集菲和芘，且叶部的富集能力大于根部。菲在苦草叶部富集量随暴露浓度呈指数增长，而芘呈线性增长，芘在苦草叶部的富集量远高于菲在叶部的富集量，可以考虑用作芘污染水域的治理。菲和芘均诱导苦草叶部组织中自由基的生成，且自由基的信号强度与POD活性正相关，揭示多环芳烃诱导机体生成ROS，导致的氧化胁迫可能是重要致毒机制，自由基是机体受到氧化胁迫和氧化损伤的重要原因之一。GSH系统的指标在PAHs胁迫下比POD、GST等酶更灵敏，可考虑作为水环境中生物监测指标。GSH/GSSG下降表明菲、芘对苦草产生氧化胁迫作用，GSH含量随菲芘浓度增加而降低，GSSG则反之，说明PAHs对苦草中GSH造成损伤。 4、研究了菲和芘在金鱼藻中的富集及产生氧化胁迫的途径。金鱼藻能够富集菲和芘，菲和芘的富集与暴露浓度之间呈非常好的剂量—效应关系，菲和芘的富集量(y)与暴露浓度(x)之间的关系分别为y=0.334 e17.80x、y=431x+1.97。在众多监测指标中自由基的信号、GSH/GSSG比值对菲和芘污染更敏感，且数值稳定，易于测定，可考虑作为水环境中生物监测指标。菲和芘诱导产生相同类型的自由基，两者都随暴露浓度对数增长，菲和芘暴露都能检测到超氧阴离子，超氧阴离子与MDA含量显著正相关，揭示了PAHs在金鱼藻内代谢产生自由基，进而生成活性氧导致氧化胁迫的致毒机制。金鱼藻对PAHs的耐受性较强，0.02mg·L-1菲和芘暴露时MDA才有显著差异，0.05mg·L-1暴露时可溶性糖出现显著差异，只有菲0．1mg·L-1暴露时叶绿素含量才有所降低。 5、研究动静态暴露下芘在鲫鱼肝脏内的富集，对鲫鱼肝脏的氧化胁迫，以及Humic Acid对芘在鲫鱼肝脏内的生物有效性及氧化胁迫影响。动态暴露表明芘在鲫鱼肝脏内的浓度在初始阶段迅速增加，1d达到最大值，7d后维持稳定。静态暴露表明低浓度芘在肝脏内富集不明显，浓度达0.05 mg·L-1时开始大量富集。经EPR自旋捕集技术证实芘诱导鲫鱼肝脏羟自由基的生成，且羟自由基的信号强度与芘的富集量，MDA的含量显著正相关。作为活性氧清除系统，SOD、CAT、GSH和GST受到显著影响。低浓度芘暴露引起鲫鱼肝脏的氧化损伤，可能是鲫鱼肝脏中毒机制之一。谷胱甘肽系列对芘的响应非常敏感，低浓度芘即已引起GSH含量显著下降。GSH/GSSG比值和羟自由基对芘的暴露最为敏感，可以考虑作为生物监测指标加以研究。 HA影响鲫鱼对芘的富集量及氧化胁迫程度。随HA浓度的增加，芘在鲫鱼肝脏中的富集量显著降低。低浓度．HA缓解芘对鲫鱼肝脏的氧化损伤，高浓度的HA增强芘对鲫鱼肝脏的氧化损伤。