全球环境变化研究是当今自然科学领域最活跃的重大前沿课题之一。持久性有机污染物(POPs, Persistent organic pollutants)亦已成为21世纪影响人类生存与健康的三大环境问题之一。研究POPs污染沉积记录有助于人们理解区域环境演化历史,国内外学者已就此开展大量研究。在中国沿海地区,渤海、黄海、东海和南海的珠三角附近区域均已有大量研究,而南海的北部湾鲜有报道。2008年《北部湾经济区发展规划》上升为国家战略,区域经济迅猛发展。研究北部湾POPs高分辨率沉积记录可书写该区域人类活动的重大历史事件,查明该区域重大历史事件对环境的影响,对理解北部湾的环境演化历史具有重要意义。本研究采集北部湾柱状沉积物,以环境检出率较高的有机氯农药(OCPs)和多环芳烃(PAHs)为代表,测定不同层沉积物中OCPs和PAHs浓度,并通过放射性同位素210Pb定年,恢复北部湾过去60年有机污染累积和演化历史,探讨OCPs和PAHs的来源,以及区域经济快速发展和重要人类活动与PAHs污染之间的关系。21oPb沉积年代学测年(CIC模式)结果表明,沉积柱平均沉积速率为0.86cm yr-1,介于北部湾河口和海域沉积速率之间。柱深0-50cm范围内,表现为近60年的沉积序列,对应的沉积年龄为2010-1951年。在北部湾沉积柱的整个垂向剖面中,OCPs浓度为0.93-26.6ng g-1(平均3.48ng g-1)。26种OCPs类物质均有不同程度的检出,其中DDTs类浓度最高,占OCPs总量的40%左右；其次是六六六、氯丹化合物和硫丹。北部湾沉积柱DDTs浓度自1980年开始增加,在2010年达到峰值。1983年DDTs禁用后,其浓度未降反升,分析其原因为：(p,p’-DDE+p,p’-DDD)/p,p’-DDT和p,p’-DDT/DDTs比值表明有新输入；土地开发加大,1998年广西地区发生大规模洪水导致土壤径流加剧,污染物通过径流进入水体沉积物；渔船含DDT防污漆的输入。沉积柱HCHs浓度随时间呈高低交替起伏的变化,峰值出现在1984年。α-HCH/y-HCH和γ-HCH/HCHs比值表明,研究区域近20年有林丹新输入。沉积柱氯丹化合物和硫丹的垂直分布与其在中国的使用历史相符,顺式氯丹／反式氯丹(TC/CC)表明氯丹有新来源。北部湾沉积柱中PAHs垂向浓度分布范围为10.5-87.1ng g-1(平均41.1ng g-1),其中3环PAHs(特别是菲)浓度最高。北部湾沉积柱PAHs在1980s中期、1990s中期和2000s中期出现峰值,这与北部湾经济开发初期(1983-1984)、中期(1990-1999)和后期(2003)时段基本相对应；最高值出现在表层(即2010年)。2-3环PAHs的浓度变化趋势与总PAHs类似,呈升降交替变化,幅度不大,相对平稳；4环PAHs浓度持续升高；5-6环PAHs在2005年左右突现峰值。对比全球沉积柱PAHs峰值时段发现,与已使用石油和天然气作为主要能源的发达国家不同,燃煤长期以来都是北部湾区域最主要的能源利用方式。主成分分析、PAHs组成特征及分子标志物研究揭示PAHs为混合来源,以燃烧源为主。北部湾沉积柱PAHs浓度与社会经济发展指标(GDP、能源消费量和人口数量)之间呈正相关,总体变化趋势相似,宏观上呈增加趋势。