中国在改革开放后进入了一个经济快速发展时期,城市化和工业化程度日益增强。与此同时,伴随经济发展而来的环境污染问题也日益严重。多环芳烃和重金属作为环境中重要的污染物,在各种环境介质中日益累积。多环芳烃和重金属通过大气扩散、流水运输等各种途径进入周围环境中,经过与人体皮肤和呼吸的直接吸收、手口的间接输入等进入人体,给人体健康带来严重威胁。多环芳烃和重金属在沉积环境中相对稳定,由于水体缺氧和密闭环境而难以被降解,密封在沉积物中的多环芳烃和重金属在水体受到扰动时会将其释放到水体中,从而造成再次污染。沉积物中存在许多污染物吸附因子,探究这些因子的吸附作用可以为环境的治理提供理论支撑。太湖作为我国最大经济体—长三角经济区的重要淡水湖泊,其环境质量直接影响到该地区的人体健康和经济可持续发展。西太湖是太湖的重要的入水区,如果西太湖受到污染,则会影响到整个太湖的水环境,因此西太湖具有十分重要的区位意义。沉积物中污染物的浓度和通量可以反映出对应时期区域的污染状况,而研究区域的历史污染状况和特征规律,可以为区域未来几十年的污染预测和环境治理提供理论依据和科学支撑。基于上述分析,本论文在江苏省科技支撑项目（BE2015708）、国家重点研发项目（2017YFD0800305）、南京大学研究生跨学科创新项目（2016CL04）的支持下,选取西太湖作为研究区域,选择冬季水位低的季节采集了西太湖沉积柱3根,以约1km的间隔采集了西太湖表层沉积物样品36个;考虑到不同功能区的大气降尘会存在差异,以“十字”形条带在太湖西岸的陆地布下十个采样点,分季度采集了西太湖两年的大气降尘,同时也采集了相应的土壤样品。对沉积物进行冷冻干燥,测试了沉积物的PAHs、重金属、Pb同位素、TOC、黑碳组分（Soot,Char）、粒度以及137Cs和210Pb活度等,通过137Cs和210Pb测年分析,确定了沉积柱中每层样品的沉积年代和沉积速率;测试了大气降尘和土壤的重金属、Pb同位素,并计算了不同季节大气降尘的通量。在此基础之上,首先,论文重建了西太湖沉积物及湖水近百年来的多环芳烃和重金属历史浓度和通量,分离出重金属的自然和人为通量,探讨了不同历史时期内PAHs和重金属的变化特征及人类活动的影响,结合Pb同位素特征和PAHs特征分子比进行了 PAHs的物源解析。其次,运用回归分析、冗余分析、相关性系数和显著性检验等统计分析,定量计算了 EC组分、有机碳（TOC）、不同粒径沉积物等对PAHs的吸附作用;同时结合大气降尘中重金属的通量,计算出了大气降尘在不同季节对太湖沉积物中不同重金属的贡献率。最后,通过地累积指数（Igeo）、苯并芘当量法（BaPeq）和潜在生态风险评价指数（RI）评估了污染物的风险状况;通过选定参数,建立神经网络模型,模拟预测了未来十年研究区的污染状况,定量计算了环境保护力度对研究区湖泊沉积物的保护效应,并提出了相应的保护建议。论文的主要研究结论如下:（1）西太湖近百年来多环芳烃污染状况与人类活动强度关联性很强,总体随着人类活动增强而加重。结合多环芳烃的历史浓度变化特征及历史经济发展变化,研究区多环芳烃沉积大致可分为四个时间段:～1955年,沉积物中PAHs各分子浓度很低,保持稳定,各PAHs的浓度可反映当时PAHs的背景值;1955-1978年,各PAHs的浓度表现出轻微的波动,此时间段为中国经济的探索前进期;1980-2003年,多环芳烃浓度整体上大幅度上升,这与中国实施改革开放政策相吻合,经济飞速发展,能源消耗量剧增;2003-2016年,各PAHs浓度显著减弱,在各种环境保护措施下,环境污染得到一定的抑制。随着经济的发展,能源利用类型也逐渐由生物质燃烧转变为石油化石类燃烧,PAHs的构成由低环和轻分子类多环芳烃向高环和重分子类多环芳烃转变。其中人口数量和高速公路里程对PAHs和黑碳的影响度最高,分别为46.9%和42.2%。（2）黑碳（EC）、焦炭（Char）、烟炱（Soot）、TOC和粘粒颗粒均对PAHs表现出一定的吸附作用。Soot作为气态物质凝聚产物,对于PAHs尤其重分子多环芳烃具有强相关性。EC及EC组分、TOC和不同粒度成分对湖泊沉积物中PAHs影响程度的大小排序表现为:Soot＞TOC＞Clay＞EC＞Char＞Sand＞Silt。Char、TOC、Clay、EC 和 EC 等对 PAHs 的影响度分别为:57.2%、27.6%、26.0%、24.0%和16.4%。Soot表现出了对沉积物中PAHs极强的影响,解释度在50%以上,远高于Char和TOC,而Sand和Silt对沉积物中的PAHs解释度只有3.6%和2.7%,且表现为不显著,说明粗颗粒对PAHs吸附性很弱。（3）湖泊沉积物中重金属浓度变化表现出了与多环芳烃相似的特征,在近几十年内出现了快速的增长。1980s之前,重金属的人为通量占比很小,以自然通量为主。1980s之后,伴随着我国经济体制改革后西部太湖流域的经济增长和发展,重金属的人为通量迅速增加,人类活动引起的沉积物中重金属的最大通量百分比锌（Zn）为 23.0%,铅（Pb）为 31.6%,铬（Cr）为 39.5%,镉（Cd）为85.3%,沉积物中重金属污染很大程度上受到了人类活动的影响。西太湖表层沉积物中重金属Cd,Cr,Pb,Zn平均分别有29.0%,3.4%,18.6%和40.8%来自于大气降尘,且降尘对沉积物重金属的贡献率表现为冬季和春季高,夏季和秋季较低。西太湖沉积物中PAHs和Pb的产生在很大程度上受到煤炭和石油燃烧及工业发展等人类活动的影响,并且随着人类活动的增强,该影响会增大,这也在Pb同位素特征上有所展现。沉积物中PAHs和Pb在物质来源上具有相似性,都以石油化石类燃烧源为主。（4）通过神经网络模型（BPANN）的分析,近年来环境保护作用对研究区污染物的控制取得了明显成效。随着各种环境法律法规及保护措施的实施,对比2003年湖泊沉积物中重金属Cd浓度2015年减少率达到了 52%,环境保护下沉积物重金属浓度下降了一半;沉积物中苯并芘浓度2015年减少率达到了 89%,沉积物中的大部分苯并芘得到抑制。如果研究区继续在“粗放型”模式下发展经济,沉积物中Cd和BaP的浓度在2030年将分别达到2015.5 μg.kg-1（增加152%）和407.8 ng·kg-1（增加766.1%）,因此,未来应继续加强的环保力度和资金投入。