多苯环芳香族化合物(Polycyclic aromatic compounds,PACs),由于其潜在的生物毒性以及生物富集性越来越受到人类的关注。污水处理厂作为有机污染物质的一个重要的汇,收集了大量的PACs,这些污染物质在污水处理厂中通过污泥吸附、挥发等过程去除,可能会对周边环境产生二次污染。本文利用对污水处理厂的长期监测以及模型模拟结果对PAC在污水处理厂中的浓度水平、分布特征以及在各环境介质中的归趋做出系统研究。采集了2011~2016年污水(进水和出水)以及污泥样品,对两类典型PACs(PAHs和BFRs)的污染特征进行了分析并为模型的验证提供数据支持。监测结果表明,进水、出水和污泥中Σ16PAHs平均浓度分别为6 490 ng/L、989 ng/L和8 970 ng/g dw。与其他国家和地区相比,处于较高的浓度水平。进水、出水以及污泥中Σ13PBDEs的平均浓度分别为152 ng/L、16.2 ng/L和503 ng/g dw,与其他国家和地区相比处于较低的浓度水平。进水、出水以及污泥中NBFRs的浓度水平分别为24.5~107 ng/L,0.95~20.3 ng/L和305~1 202 ng/g dw。为揭示PAHs和BFRs在污水处理厂中多介质分配规律,估算了各分配途径占比。计算结果表明,Σ16PAHs总的去除率为68.0%,其中污泥吸附占40.2%,另外通过污泥的生物降解以及挥发途径去除的占27.8%。PBDEs和NBFRs的去除率分别为89.3%和76.2%,其中通过污泥吸附排出量为57.7%和57.0%,通过挥发、生物降解以及其他迁移转化途径从污水处理厂中去除量分别为31.6%和19.2%。为探索PACs在污水处理厂中可能的环境行为,以Microsofte Excel 2010为平台开发了包括污水、污泥、大气和土壤四类环境介质的污水处理厂环境多介质逸度模型。运用PAHs和BFRs的模型模拟结果实际监测结果进行了对比,结果表明模型模拟结果和实际监测结果有很好的一致性。为提高模型的计算能力对模型进行了软件化,同时构建了初始参数数据库、模拟结果数据库、实际监测数据库。使用多元线性回归的方法整体分析了有机污染物质在各介质中的占比与各物化参数之间的关系,拟合结果表明,污泥吸附占比、生物降解占比以及挥发占比与相关参数的多元线性拟合均具有较高的拟合度,污泥吸附占比拟合公式计算结果与实际监测结果有很好的一致性。结合模型模拟数据库和实际监测数据库分析发现,只有很少部分PACs类化合物在污水处理厂中通过生物降解的方式真正意义上从环境中去除,其降解率在50.7%~86.1%之间。饱和蒸汽压约在>158 Pa的化合物有一部分通过挥发的途径从污水处理厂中去除,挥发占比约为2.8~9.7%。log Kow、log Koc、log Koa值在4.5~12.6、4.2~11.8和7.5~21.5,溶解度在4.0×10-9~2.6×10-1 g/L的范围内化合物主要通过污泥吸附的途径从污水处理厂中去除。分配系数log Kow、log Koc、log Koa值范围在<4.0、<4.0以及<6.5的范围内,水中溶解度>10 g/L的污染物质主要通过出水排出污水处理厂。总结PACs在污水处理厂各环境介质中的迁移转化规律为预测新型化合物的环境归趋,评估有毒化学品生态风险等提供科学依据。