多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs）是海洋环境中广泛分布的半挥发性污染物,具有一定的毒性、生物蓄积性和长距离迁移能力,被认为是持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants,POPs）的一类。海洋被视为大多数POPs的重要储库和汇,上层海洋亦是POPs海-气交换、相态分配、颗粒输出等关键界面过程的发生场所。同时,海洋过程在不同的空间尺度和维度上,对POPs的传输具有直接或间接的调节作用,影响了海洋POPs的源汇格局。本论文基于在开阔大洋、典型边缘海和海湾开展的观测研究,梳理了 PAHs的赋存特征与其中的传输过程,从物理泵、生物泵及微生物泵效应方面探究了海洋传输的影响机制,主要结论如下。在北半球开阔大洋海域,溶解态PAHs在北太平洋、北冰洋、北大西洋表层海水中的浓度呈依次降低的分布趋势,其在白令海、北冰洋以及挪威海的储量分别为10091、39988、5333 tons。PAHs经弗拉姆海峡、巴伦支海、白令海峡流入北冰洋的通量分别为720±620、370±130、180±60 tons/year,经格陵兰海流出北冰洋的通量为930±710 tons/year,因此北冰洋的净流入通量为340±97 tons/year。根据210Po/210Pb不平衡估算得白令海陆架区PAHs的颗粒迁出通量为1883～3663 ng/m2/d,其在混合层的停留时间为64～112 d。白令海陆架、陆坡区以及白令海峡海域的强烈清除、迁出过程对太平洋入流中的PAHs起到一定“净化”作用。南大洋表层海水中溶解态PAHs的浓度与北半球接近,但其组分与变化幅度具有一定差异。中国第27次南极考察航线表层海水的PAHs空间分布显示,其在南大洋海域浓度普遍较低（2.4±1.4ng/L）,并呈现明显锋面特征,这一分布趋势佐证了海洋锋面对其传输的影响,洋流传输过程中的“物理阻隔”作用突出。主成分分析结果表明,澳大利亚沿岸和部分赤道印度洋海域的PAHs主要来自石油产品泄露,东南亚海域和南大洋海域的部分PAHs来自燃烧过程。在边缘海,以南中国海（以下简称“南海”）为例,溶解态PAHs呈现陆架区高于海盆区的空间分布趋势,陆架区PAHs受石油产品的影响较大、输入来源更为复杂。水柱中,PAHs呈现“表层富集、深层亏损并趋于稳定”的垂直分布特征,其在陆架区更明显的亏损揭示了该海域较高的污染物清除效率。在海盆区,盐跃层产生的PAHs层化作用更为显著。估算得PAHs在反气旋式涡流中的垂直扩散通量39±12 ng/m2/d,相较于PAHs在海水中的储量,中尺度涡通过物理泵对其垂直传输贡献较小。边缘海与开阔大洋的水体交换过程影响了 PAHs的迁移与归宿。南海北部与西太平洋中PAHs的分布和组分差异揭示了黑潮入侵对PAHs生物降解作用的强化。黑潮入侵增加了水体的温度、溶解氧水平以及PAHs的生物可利用性。在水柱中,3环PAHs受黑潮影响最显著的深度为表层,而4环PAHs受黑潮影响最显著的深度接近叶绿素极大值深度。该研究表明PAHs的洋流传输影响机制不仅包括稀释、迁移等物理过程,亦包括对其生物泵和微生物泵效应的影响。南极普里兹湾及其邻近海域海水中溶解态PAHs在不同水团中呈现出含量差异,在冬季水中的含量最高,夏季表层水和冰架水次之,在绕极深层水中含量最低。PAHs的储量约为180tons,其中海水是最大的储库介质,约占总量的83.5%。不同深度的PAH单体比值变化体现了该海域水柱中层化作用对PAHs垂向传输的影响。冰架水的PAHs含量显著高于同深度的陆架水、绕极深层水等水团,意味着陆架水对冰架的融化或可成为PAHs在南极“二次释放”的潜在过程。总结上述研究结果,海水中PAHs的传输过程受控于物理泵、生物泵和微生物泵的共同作用。海洋锋面和温盐跃层的发育分别对PAHs的侧向与垂向传输起到阻隔作用,而中尺度涡通过物理泵对PAHs的垂向扩散影响较小。在初级生产力相对较高的陆架区,生物泵驱动的垂向颗粒输出过程对PAHs起到一定的“净化”效应。水体交换过程除可带来PAHs的稀释效应,亦可影响低分子量PAHs的生物降解程度。