多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是一类广泛存在于环境中具有“致癌、致畸、致基因突变”作用的有机污染物,由于其毒性、生物蓄积性和半挥发性并能在环境中持久性存在,而被列入典型持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs),受到国际上科学界的广泛关注。环境中PAHs的来源很广,但大多是人为污染。大气或水环境中PAHs趋向于在颗粒物上富集,最终沉降于地表或者沉积物中,除对人类健康和陆地生态造成危害外,也对水生生物,尤其是底栖生物造成严重影响。PAHs在环境中可以通过多种途径加以去除,主要包括生物降解、化学降解和光降解。在沉积物环境中,生物降解是最主要的降解途径。蒽(Anthracene,AC)是低分子量PAHs中一种常见的三环芳香化合物。AC和它的降解产物似乎对人体都不具有毒性,但是由于AC的结构单元在致癌性PAHs如苯并[a]芘(BaP)和苯并[a]蒽(BaA)中同样存在,因此经常被用作模型化合物。蒽的甲基取代物是环境中广泛存在的污染物,其一甲基取代衍生物在微生物致突和致癌性评价中具有生物惰性。但是,9,10-二甲基蒽(9,10-DMA)由于生成了有生物活性的含湾区结构的环氧化物,能够增加肿瘤的突变能力和细胞转变性能。本论文选择这三种物质作为模式化合物,以污染较为严重的李村河口区沉积物为培养基质,进行实验室好氧生物微生态培养,以期获得此三种目标污染物的降解速率及其可能中间降解产物。具体内容和结论如下:(1)建立了研究沉积物中有机污染物生物降解的实验室微生态培养装置,为整个好氧生物降解研究提供了必要前提条件。(2)培养实验前对微生态培养基质下的环境条件(包括上覆海水和沉积物孔隙水的相关指标参数)进行了测定。结果表明,采样区海水pH值为7.46,盐度约31.794,溶解氧含量为4.27mg·L-1;孔隙水中电子受体Fe3+,SO42-和NO3-浓度分别为4.26mg·L-1,1156mg·L-1和2.58mg·L-1;沉积物氧化还原电势为-280.4mv,总有机碳含量达1.54%。这些参数充分表明李村河口沉积环境主要为还原环境,沉积物中的有机碳主要来源于人源有机质。(3)优化了气相色谱-氢火焰离子化检测器分析蒽及其取代衍生物的色谱条件。在此最佳条件下,蒽、9-甲基蒽和9,10-二甲基蒽的空白回收率在79.5%~83.79%间,相对标准偏差在4.61%~14.78%之间;基质加标回收率在66.2%~82.95%之间,相对标准偏差在3.34%~6.19%之间。此外还优化了沉积物前处理条件,特别考察了柱色谱净化过程中两种常见淋洗液的净化效率,最终选择了正己烷和甲苯混合溶液,其对目标污染物的洗脱回收率略高于正己烷和二氯甲烷混合溶液。(4)测得李村河口沉积物中蒽的本底值为32.88ng·g-1,9-甲基蒽和9,10-二甲基蒽均未检测到。6个月的好氧生物降解实验结果表明,沉积物中本底蒽由32.88ng·g-1降到32.32ng·g-1,降解率仅为1.70%;而在添加了蒽的沉积物样品中其浓度由170.40ng·g-1降到151.36ng·g-1,降解率高达11.17%;加入的9-甲基蒽和9,10-二甲基蒽的浓度也分别由133.84ng·g-1和144.26ng·g-1减少至120.50ng·g-1和135.18ng·g-1,降解率分别达到8.46%和6.33%。根据蒽的高本底值初步推测李村河口区已经受到较为严重的PAHs污染。相同条件下三种有机污染物的不同降解速率表明,9、10位取代使得蒽在沉积环境中更加持久,自然降解速率更慢。虽然目前实验条件下未能检出任何蒽和甲基蒽的(中间)降解产物,但本论文结果有助于人们进一步关注PAHs的污染问题,对环境污染治理和环保决策部门具有一定的指导意义和参考价值。