持久性有机污染物(POPs)大部分具有生物毒性、迁移性、蓄积性、持久性及"三致"(致癌、致畸、致突变)效应等特点,其广泛存在于环境介质中,对人类和生态环境构成巨大的危害,目前POPs成为了全球性重点控制的污染物。本研究利用气相色谱-质谱(GC-MS)方法,选取变化生境下即最开始的陆生环境逐渐演变为水生环境的淮南矿区中杨庄、谢桥两个典型沉陷区为研究区域,以采煤沉陷前的土壤和沉陷后水体底泥中14种多氯联苯和美国环保署(EPA)优先控制的16种多环芳烃为研究对象,对变化生境下土壤-底泥中柱状不同层位POPs横纵向分布特征、空间分布特征、物质组成特征、污染来源及影响因素等规律进行了系统地比较研究,并对POPs污染现状进行了分析,旨在了解典型POPs污染特征及潜在风险。主要研究结果及结论如下:通过建立一套成熟的前处理、提取与净化方法,对变化生境下沉陷区土壤-底泥中POPs采用GC-MS方法进行定性和定量检测分析,实验整个过程进行了质量控制与保证,检测方法具有较高的回收率,符合EPA等环境分析的要求。变化生境下除杨庄沉陷区土壤PCB105、PCB153、PCB180三种单体未检出外,其余PCB单体全部检出,16种PAHs物质在沉陷区的检出率为100%。通过对变化生境下不同沉陷区土壤-底泥中不同层位PCBs和PAHs检测结果进行统计分析。杨庄不同层位土壤ΣPCBs浓度在1.052-19.252 ng/gdw,不同层位底泥ΣPCBs浓度在1.024-62.514 ng/g;谢桥不同层位土壤ΣPCBs浓度在1.244-27.774 ng/g,不同层位底泥ΣPCBs浓度在0.239-12.622 ng/g。杨庄不同层位土壤ΣPAHs浓度在42.113-22149.023 ng/g,不同层位底泥ΣPAHs浓度在43.968-7644.210 ng/g;谢桥不同层位土壤ΣPAHs 浓度在 17.809-1617.749 ng/g,不同层位底泥∑PAHs浓度在35.673-264.553 ng/g。通过与其他地区污染调查的对比,发现沉陷区土壤-底泥PCBs、PAHs浓度处于中等偏低水平。对于杨庄沉陷区土壤和底泥受影响比谢桥沉陷区相对较大。杨庄沉陷区水体因受到外界补给及人为干扰较大,沉陷区底泥中PCBs、PAHs污染程度大于土壤。通过变化生境下不同沉陷区土壤-底泥中柱状PCBs、PAHs的箱式图和Arcgis空间插值图,对污染物垂向和空间特征进行对比分析。杨庄采煤沉陷区底泥中不同层位PCBs浓度明显高于土壤,而土壤中PCBs含量垂向变化更稳定,泥河河床上的西南方点位PCBs浓度偏高,土壤西南方采样点位受煤矸石影响也相对偏高;谢桥沉陷区土壤中PCBs浓度高于底泥,而底泥中PCBs含量垂向变化更稳定,谢桥沉陷区西边PCBs浓度偏大。对于PAHs来说,杨庄沉陷区除5-10cm层外底泥中PAHs略高于土壤,而土壤中PAHs垂向变化更稳定;谢桥采煤沉陷区土壤中PAHs浓度略高于底泥,而底泥中PAHs垂向变化更稳定,西边沉陷底泥中PAHs浓度高于东边,PAHs浓度从交通要道附近水域向东西两边减少。通过变化生境下不同沉陷区土壤-底泥中不同层位PCBs、PAHs的物质组成百分比图、三相图、单体柱状分布图,对污染物组成特征进行对比分析;同时结合比值法初步判断可能的污染来源。杨庄采煤沉陷区土壤和底泥主要是以三氯联苯、四氯联苯、五氯联苯等低氯联苯为主,底泥与土壤呈现类似特征;谢桥沉陷区土壤污染以低氯联苯为主,PCBs来源于长距离迁移,底泥中三至六氯联苯均有一定的检出率,呈现混合污染。对于PAHs物质,杨庄沉陷区土壤-底泥呈现以中低环物质为主,3环芳烃的主要贡献物质为Phe和F1,为石油源,4环芳烃主要物质为Chr、Flu、Pyr,来源于煤的燃烧,PAHs呈现混合污染来源;谢桥土壤-底泥中PAHs主要以3环芳烃为主,其次是4环芳烃,也呈现混合污染来源。通过变化生境下不同沉陷区土壤-底泥中不同层位PCBs、PAHs与理化指标的拟合曲线以及进行相关性分析,对比可发现:有机质与PCBs、PAHs相关性很强,底泥中PCBs、PAHs与其拟合系数高于土壤,拟合系数大小由表层垂向增加后递减;有机质与三氯联苯、四氯联苯等低氯联苯相关性较大,与PAHs大部分同系物在0.01水平上显著相关。而对于粒径来说,其与土壤-底泥不同层位PAHs、PCBs拟合系数普遍偏小,说明介质不同层位粒径分布不会影响到PAHs、PCBs的分布情况。综上所述,本研究从变化生境下采煤沉陷区土壤-底泥POPs柱状分层进行比较,对进一步掌握POPs在介质中的迁移特性及沉陷区生态健康具有重要作用。