南四湖是我国北方的最大淡水湖泊,集水产航运、农田灌溉、防灾抗洪、旅游文化等综合功能于一体。随着南四湖流域内经济及工农业的不断发展,城市化过程的推进,特别是印染、炼油、焦化、炼煤等行业污染物排放,使环境中污染物的总量和种类不断增加,流域内重金属与多环芳烃的污染日趋严重,由此引发的复合污染进一步加剧了环境风险。多种污染物造成的复合污染不仅对环境造成损害,而且通过加和、协同、拮抗等作用使各种污染物的迁移转化行为规律及综合毒性发生转变,对人类及其它生物体产生大量潜在的风险及不可预估的影响。沉积物作为水体介质污染物的“汇”和“源”,对水体污染物的聚集、迁移及转化等均有重要作用。同时沉积物是影响水生态环境质量的重要因子,也对水环境系统组成结构和功能完善等至关重要。针对南四湖流域内重金属与多环芳烃污染加重现状,亟待开展针对南四湖沉积物中重金属-多环芳烃复合污染体系的研究。本研究以南四湖表层沉积物为吸附剂,选取镉为重金属的代表、菲为多环芳烃有机物的代表,分析表征了南四湖沉积物基本特性,研究了复合污染体系中不同条件下南四湖表层沉积物对镉和菲的吸附解吸规律,构建了镉和菲在南四湖沉积物上的吸附曲线,研究了外界因素变化对吸附解吸过程的影响,初步探讨了复合污染体系下各影响因素对南四湖沉积物中镉和菲迁移转化的影响,建立了吸附动力学方程及吸附等温线,为南四湖流域水环境污染治理、水生态修复和环境风险分析等工作提供支撑依据。主要研究结果如下:(1)对南四湖各点位样品的基本理化性质及属性表征的测定结果表明,南四湖水体仍旧受外界污染并且存在富营养化现象。其表层沉积物中主要含SiO2、CaCO3、CaSiO3等物质;沉积物均呈片状结构堆积、表面凹凸不平并含有絮状结构、吸附点位众多、吸附比表面积大,且含有酮类、酸类、脂类、芳香族及酰胺类化合物等。(2)分别研究了南四湖沉积物对镉和菲的吸附特征,拟合了吸附动力学方程。结果表明,无论上覆水有无菲的存在,对镉的吸附均符合拟二级动力学方程;无论上覆水有无镉的存在,对菲的吸附均符合拟二级动力学方程。在有菲存在条件下,南四湖沉积物对镉的吸附作用变弱,解吸能力变强。在有镉存在条件下,南四湖沉积物对菲的吸附作用变强,解吸能力变弱。(3)研究了等温状态下,南四湖沉积物对镉或菲的吸附。南四湖沉积物对镉的吸附量随外加镉的量增多而增多,对菲的吸附量随外加菲的量增多而增多,并均以非线性比例增加。均能采用Freundich方程得到较好的拟合,在有菲、无菲条件下对镉的吸附正相关系数R2分别为0.9875、0.9638;无镉、有镉条件下对菲的吸附正相关系数R2分别为0.9897、0.9600。随着南四湖沉积物量的增多,其吸附镉的总量增多,但单位质量上吸附镉的含量逐渐降低;同样,当南四湖沉积物量增多时,其吸附菲总量增多,但单位质量上吸附菲的含量逐渐降低。(4)研究了不同pH值对南四湖沉积物吸附镉和菲的影响。南四湖水环境的pH值均大于7,使得沉积物对镉和菲的吸附较为稳定。但随pH值降低,南四湖沉积物对菲的吸附量逐渐升高,对镉的吸附量却逐渐降低,进而导致沉积物吸附的镉向水体中的释放量增加,产生生态风险;随pH值的升高,南四湖沉积物对镉的吸附量在逐渐增多,对菲的吸附量却逐渐降低,进而导致沉积物吸附的菲向水体中的释放量增加。(5)研究了外加菲或镉的试验条件下,南四湖沉积物对镉或菲的吸附影响。随着外加菲的量增加,南四湖沉积物对镉的吸附量呈现降低趋势;随着外加镉的量增加,对菲的吸附量呈现增加趋势。(6)研究了温度对南四湖沉积物吸附镉和菲的影响。结果表明,当环境温度降低时,镉和菲在水环境中迁移能力降低,南四湖沉积物对镉和菲的吸附量均逐渐升高。而温度升高时,南四湖沉积物对镉和菲的吸附量逐渐降低。因此,在夏季高温条件下,南四湖沉积物中吸附的镉和菲向水体环境中释放量增加,环境风险增加。