多环芳烃(PAHs)在环境中难降解,具有低水溶性和高脂溶性,为广泛存在于环境中的典型持久性有机物(POPs),可沿食物链进行生物富集与放大,对生态环境和人群健康具有潜在的风险。甘肃省兰州市是位于黄河上游的工业城市,居民用水的70%以上取自黄河,因此黄河兰州段水环境中PAHs的污染状况对兰州市及其下游水环境质量具有重要的影响。本文以黄河兰州段为研究区域,于2013年12月(枯水期)对五个代表性断面的水体、表层沉积物及黄河天然生长的鱼类(高原鳅)进行了采样分析,研究了黄河兰州段水生生态系统中U.S.EPA规定的16种优先控制的PAHs的污染浓度水平、空间分布特征及生物富集放大情况;并使用比值法定性的对黄河兰州段水生生态系统中PAHs的来源进行了初步解析,同时使用主成分分析法对各来源进行权重判断;此外,还利用国际通用的生态风险评价指标、风险商法以及概率风险评价法三种方法对黄河兰州段水生生态系统中PAHs的生态风险进行评价。研究结果及结论如下:(1)黄河兰州段水生生态系统PAHs污染浓度水平、组成特征研究结果如下:水体中∑16PAHs 的浓度为 451.4 pg/L-6733.6pg/L,平均浓度为 2165.9 pg/L,其中,西沙大桥断面浓度最高,什川吊桥断面浓度最低;2-4环PAHs检出率和浓度较高,其中浓度最高的PAHs为3环的荧蒽(Fla),研究黄河兰州段水体中PAHs污染的代表物可选取荧蒽(Fla)和苯并[a]芘(BaP)。表层沉积物中∑16PAHs的浓度为48.7μg/kg-561.1μg/kg(d.w.),平均浓度为239.2μg/kg,其中,中山桥断面浓度最高,八盘峡断面浓度最低;16种PAHs基本均被检出,中山桥蒽(Ant)含量相比较而言高的异常;表层沉积物中可以将荧蒽(Fla)/茆并[1,2,3-cd]芘(IcdP)/苯并[ghi]苝(BghiP)作为沉积物中∑16PAHs污染的代表指示物。黄河高原鳅中的∑16PAHs 浓度范围为 250.0μg/kg-431.6μg/kg(脂重),平均浓度为 349.5 μg/kg;4环及其以上的PAHs检出率较低。(2)黄河兰州段水生生态系统中PAHs的空间分布及生物富集研究表明:黄河兰州段水生生态系统中水体和表层沉积物中各PAHs浓度具有一定的相关性,PAHs在水体-沉积物中分配趋势基本呈现负相关,但浓度呈现一定的正相关。生物对水体中∑16PAHs的富集系数(BCF)为2.04×106,单一的PAHs中,富集系数最高的为蒽(Ant),最低的为苯并[b]荧蒽(BbF)。生物-沉积物富集因子(BSAF)分析结果表明,黄河兰州段表层沉积物对高原鳅的BSAF值为109.3-8976.9,平均值为2562.3。不同的PAHs在高原鳅中的BCF和BSAF值相差均比较大。(3)黄河兰州段水生生态系统中PAHs的来源解析研究表明:黄河兰州段水生生态系统中PAHs既有自然来源也有人为来源。其中,水体中中山桥断面主要来自于石油类污染,而其余断面则为混合输入源。表层沉积物中除中山桥中自然源所占比例较少,其余皆为自然元和人为源混合来源,并且木材、煤、生物质等的燃烧占绝大部分。其中由汽油、柴油的排放以及煤炭、石油类物质等的不完全燃烧的综合作用的来源贡献率为82%,煤炭、焦炭以及木材的燃烧排放占12%,其余来源占6%左右。(4)黄河兰州段水生生态系统PAHs风险评价研究表明:尽管黄河兰州段水体和表层沉积物中PAHs污染水平较低,但个别PAHs依然对生态系统存在一定的风险。概率风险评价结果表明在50%的置信水平下,PAHs对水生生态系统具有很低的风险。在95%的置信水平下,单一的PAHs风险评价中,苯并[a]芘(BaP)、芘(Pyr)和蒽(Ant)对黄河兰州段超过10%-60%的生物都有危害,而荧蒽(Fla)则对生态系统中5%以上的生物都有危害。PAHs的总风险概率值高达64.72%,表明七种PAHs的综合作用对水生生态系统中超过60%的生物均有危害,并且PAHs混合的风险值超过单一 PAHs的风险值。