有机磷酸酯（organophosphorus esters，OPEs）作为溴代阻燃剂的替代品广泛应用于各行业中，并已在多种环境介质及生物体中检出。但目前关于陆生生态系统中OPEs环境行为的研究甚少，OPEs的植物吸收、传输和转化以及对植物的毒性效应都尚未见系统的报道。土壤-植物系统是自然生态系统的重要组成部分，研究OPEs在土壤-植物中迁移、累积和转化对于认识OPEs在陆生生态系统中的环境行为，评价其生态风险以及对食物链的潜在暴露风险意义重大。本文依次针对OPEs在典型污染区域的分布特征，OPEs的植物吸收、传输、代谢转化以及植物毒性开展了研究，旨在认识OPEs在土壤-植物系统中的环境行为。本研究主要成果如下:　　首先本研究选取我国北方某塑料垃圾回收处置地作为研究区域，分析了土壤及植物中OPEs及代谢产物。对28个土壤样品的分析结果显示，土壤中OPEs总量最高达1250 ng/g，以TBEP和TCEP为主要污染物单体，且存在从处置场地到周边农田土壤OPEs的污染扩散。进一步在9个小麦根部及地上部分样品中检测到OPEs，污染单体同样以TBEP和TCEP为主，相关性分析结果表明存在土壤中OPEs的植物根吸收以及向地上部的迁移与积累，植物对OPEs的吸收、传输受化合物亲脂性影响显著。同时在土壤及植物中检测到多种OPEs代谢产物，总浓度最高达421 ng/g，以BBEP含量最高。本研究首次报道了土壤及植物样品中OPEs代谢产物。研究为认识土壤-植物系统中OPEs的来源和分布提供了重要依据。　　研究进一步以小麦为模式植物通过温室水培实验研究了OPEs的植物吸收、传输和代谢转化，并通过同源建模和分子对接阐述了OPEs与植物载脂蛋白和同工酶的分子间相互作用。结果显示，小麦根富集能力依次为EHDPP＞TPhP＞TBEP＞TnBP＞TiBP＞TDCPP＞TCPP＞TCEP，而茎向传输能力为TCEP＞TCPP＞TBEP＞TDCPP＞TnBP≈TiBP＞TPhP＞EHDPP，亲脂性强的OPEs更易被植物根吸收，而亲水性强的化合物更易发生茎向传输。在小麦根部及茎叶中均检测到多种代谢产物，包括脱烷基化、脱卤化、羟基化、甲氧基化产物，以及谷胱甘肽(GSH)和葡糖苷酸加合产物，产物以母体化合物脱去一个取代基生成的二磷酸酯为主，母体化合物羟基化产物次之，代谢产物在根中的累积量远高于茎叶中，且非卤代OPEs较之卤代OPEs更易发生代谢转化。理论计算的结果显示各OPE单体均能选择性键合并进入植物大分子的活性区域并与特异性的残基作用，且不同OPEs与植物大分子的结合方式及结合能力存在显著差异。OPEs与载脂蛋白的结合能力与其疏水性显著相关，且与根吸收能力强弱的顺序基本相同，实验和理论计算结果一致，说明亲脂性强的物质更易被根吸收;卤代OPEs与GST酶有更强的亲和力，印证了卤代OPEs生成GSH加合产物的实验结果;而非卤代OPEs则优先与CYP酶结合，也与非卤代OPEs存在单磷酸酯及二羟基化产物的结果一致。本研究的结果为更好地理解OPEs在植物中的累积和转化提供了直接的实验和理论依据。　　随着OPEs的广泛应用和在环境中的频繁检出，其生物毒性也越来越受到关注，但目前还未见关于OPEs对陆生植物毒性的报道，并且也不清楚代谢转化产物与母体化合物的毒性存在怎样的差异。因此，本研究选取小麦为模式植物，8种OPEs母体化合物、7种二磷酸酯产物及2种单磷酸酯产物为代表化合物，通过水培暴露实验研究了OPEs及其代谢产物的植物毒性效应。结果显示OPEs及其代谢产物均明显抑制小麦种子萌发以及幼苗生长，并引起小麦根中细胞膜脂过氧化、蛋白羰基化和DNA双链断裂等损伤。进一步通过电子自旋顺磁光谱(ESR)测定了小麦根中活性氧自由基（超氧自由基O2·-和羟基自由基·OH），结果显示OPEs及其代谢产物均诱发植物体内产生过量活性氧自由基(ROS)。同时这些化合物激发根中抗氧化系统的反应，并导致抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性以及GSH含量发生变化。母体化合物对小麦毒性效应的强弱依次为:TCEP＞TDCPP＞ TCPP＞ TPhP＞ EHDPP＞ TBEP＞ TnBP≥TiBP;代谢产物的毒性效应依次为:BCEP＞ BDCPP＞ DPhP＞BCPP＞ BBEP＞ DnBP≥ DiBP＞ MPhP＞ MnBP。卤代OPEs毒性最强，非卤代芳基OPEs次之，非卤代烷基OPEs最弱。卤代OPEs母体化合物的毒性强于二磷酸酯，而非卤代OPEs的毒性强弱为二磷酸酯最强，母体化合物次之，单磷酸酯最弱。　　本论文系统研究了典型污染区域土壤中OPEs的累积与扩散，以及OPEs的植物吸收、传输、转化与毒性效应。研究为深入认识OPEs的环境行为及对生态系统和人体健康的潜在影响提供了重要依据。