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本文采集了从东江下游到珠江口的一系列表层水以及广州市区的干湿沉降，利用连续流离心机和反渗透与超滤联用技术分离出大量的颗粒有机质(POM)和胶体有机质(COM);通过测定POM和COM的元素组成和碳同位素组成来探讨有机质的来源;并对珠江水体中的POM和COM进行了固体13C核磁共振(NMR)表征，进一步定量了有机质的官能团结构和成分;运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)表征了重金属在自然水体以及干湿沉降中的分布;通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)定量研究了胶体和颗粒物中多环芳烃(PAHs);并对颗粒物和胶体的吸附性能进行研究。研究结果表明: 反渗透和超滤联用技术可以快速地、有效地分离自然水体中的胶体样品。该方法的有机碳的质量平衡为98％左右，回收率约30％。淡水中小分子有机碳占总有机碳的比例大于50％，胶体有机碳和颗粒有机碳仅占20％-30％左右。POM和COM的C/N比值和δ13C值揭示了珠江水体的有机质以浮游生物为主。POM和COM的13C NMR结构信息表明，COM以多糖（烷氧基碳）为主，而POM以脂肪碳为主。不同采样点的有机质结构信息相似。较少的非质子化烷氧基结构表明珠江水体有机质的腐殖化程度较低。 PAHs在水体胶体相中的浓度为3.36-36.4 ng/L，平均值为11.6 ng/L，在水体颗粒相上的浓度为15.0-100 ng/L，平均值为65.5ng/L。颗粒物/胶体的分配系数(Kp/c)低于颗粒物/水的分配系数(Koc)，表明胶体有机质降低了Koc值。 河流颗粒物对菲的吸附容量大于湖泊颗粒物，并且吸附容量随粒径而降低，颗粒物＞胶体(5KDa)＞胶体(1KDa)。脂肪碳中的聚甲基结构与吸附容量正相关。极性指数与吸附容量有显著的负相关，而羧基碳与吸附容量呈较好的正相关，表明空间结构较复杂的聚甲基结构易形成一个对有机物进行吸附的疏水区域;亲水性基团羧酸可能与聚甲基相连，形成胶束结构。本研究为溶解有机质的胶束结构模型提供了新的证据。 河流比湖泊的颗粒态重金属的含量低，与后者的藻类有机质含量高有关;藻类有机质可以吸收重金属和螯合重金属。在湖泊中，不同样品中各种重金属在颗粒相和胶体相中的丰度比值(S/C)存在着相似变化趋势。通过富集系数研究表明，自然来源的元素一般分布在较大颗粒上，而人为活动来源的元素一般倾向于富集在小分子胶体中;定量统计分析表明，湖泊重金属的主要来源为:大气沉降、有色金属生产、电镀废水等;河流和河口重金属的主要来源有:地表径流、大气沉降、电镀废水、有色金属生产等。 颗粒物的沉降通量以及重金属在颗粒物上的组成随季节变化，总体呈现春季高、夏秋低的趋势。沉降有机元素以颗粒态为主，颗粒态碳约占82％，颗粒态氮约占60％;在大气干湿沉降中，胶体态重金属的富集系数是颗粒物态的100到400倍，揭示了胶体是控制重金属迁移转化的重要因素。比较不同元素在胶体态和颗粒态的富集系数比值，表明人为活动来源的金属元素更倾向于分布在胶体态。通过PCA定量分析，揭示广州市区的重金属主要来自三个源:街道粉尘、有色金属生产和重油燃烧。