多环芳烃衍生物是多环芳烃的氢与硝基、卤素、氧原子等发生取代、加成等反应生成的一类化合物。多环芳烃因其具有“三致作用”（致癌、致畸和致基因突变）,早在上一世纪70年代就被美国环保署列为优先控制污染物。近年,研究发现部分多环芳烃衍生物毒性和含量比母体还大、还高,所以日益受到关注。地下水作为重要的饮用水源和工农业用水,有的易迁移多环芳烃衍生物极易通过大气沉降、降雨等方式进入地下水,从而对地下水安全构成威胁。然而对地下水中多环芳烃衍生物的研究鲜有报道,75种同时测定的研究报道就更少了。全二维气相色谱-飞行时间质谱（GC×GC-TOFMS）是近年出现的新技术,它利用一维、二维色谱正交分离,再结合飞行时间质谱使之成为当前复杂混合物最强分离分析技术之一。本文利用这种新技术建立了地下水中75种新型多环芳烃衍生物及其母体快速、同时分析的方法,大幅提升和拓展了地下水中多环芳烃衍生物快速分离分析能力,为进一步开展地下水中多环芳烃衍生物的研究提供技术支撑。论文取得的研究成果如下:1.目标物确定通过国内外文献调研和多环芳烃衍生物的理化性质,最终确定了 79种多环芳烃衍生物及其母体作为检测目标物,其中包括:14种US EPA多环芳烃（EPAPAHs）、18种甲基多环芳烃（methyl-PAHs）、15种硝基多环芳烃（nitro-PAHs）、11种含氧多环芳烃（oxy-PAHs）、5种氮杂环芳烃（N-PACs）、3种硫杂环芳烃（S-PACs）、2种卤代芳烃（halogenated-PAHs）和11种其它多环芳烃（other-PAHs）。大大扩大了地下水检测目标物,满足地下水调查的新需要。2.仪器分析方法建立利用全二维气相色谱-飞行时间质谱高分离能力和高灵敏快速检测能力,建立了准确、灵敏的79种多环芳烃衍生物及其母体的同时分析方法,提高了分析效率和分析通量。方法解决了多组分目标物同分异构体多、理化性质差异大、分离困难的难点。除了联苯和1,2,3,4-四氢萘,目标物在0.1～1000μg/L的浓度范围内线性良好,相关系数（r）均大于0.99,满足分析测试要求。3.地下水样品前处理方法建立针对多环芳烃衍生物及其母体种类多、极性差异大、含量低和难以从水中高效稳定提取的问题,对比研究了固相萃取、固相微萃取和液液萃取,优选液液萃取为地下水样品前处理方法。各目标物的方法检出限在1.26～22.49 ng/L之间,除了吖啶、9,10-二硝基蒽、二苯并[a,j]吖啶和1-硝基芘,其它75种目标物地下水基质加标回收率在58.2%～118%之间,相对标准偏差（RSD）在2.46%～22.6%之间,表明分析方法准确度高、稳定性好,满足地下水中新型多环芳烃衍生物高灵敏度检测要求。4.地下水样品筛查首次对我国东部部分地区地下水开展了多达75种多环芳烃衍生物及其母体的污染调查,其中主要检出的多环芳烃衍生物为methyl-PAHs,点位检出率为60%,其它类别的衍生物也有不同程度的检出,且各地区均有不同程度的检出,说明其普遍存在于地下水中。对河北地区来说,CD、XT和CZ三市目标物检出浓度相对较高,污染相对较严重,而其它市的污染相对较小;在京杭沿线中,讨论了极性较强、易迁移的PAHs衍生物的南北分布特征,发现了地下水中的S-PACs和Nitro-PAHs呈现北方低南方高趋势,而Oxy-PAHs则呈现出北方高南方低的趋势。这些结果都表明,我国部分地区地下水中确实存在微量多环芳烃衍生物的污染,值得引起大家关注。