多溴联苯（Polybrominated biphenyls,简称PBBs）是一种于20世纪50年代应用的溴系阻燃剂,共有209种同系物,1973年,美国密歇根州意外的将PBBs代替氧化镁添加到牛饲料中,对生物体造成不同程度的不利影响,其危害性得以被重视,美国于1976年停止生产PBBs,随后各国陆续停产PBBs。尽管PBBs已经被停产禁用,但其具有环境持久性、生物富集性、远距离传输性和毒性,可从产品中缓慢释放出来,在环境介质和生物体内富集,且可通过母乳传递,具有一定潜在的环境危害,如电子垃圾拆解区域,依然具有较高浓度的PBBs分布。PBBs具有高阻燃功能性及其非环境友好性,但污染物构效与污染机理关系、PBBs环境迁移转化机制与转化产物风险评价,以及PBBs致癌性、发育毒性发生机制与调控,还存在诸多疑问,故本文从PBBs的环境综合效应构效关系、环境转化机制及其毒性风险控制策略等角度展开研究。首先,本文结合功效系数法综合PBBs红外振动和紫外吸收光谱效应,构建兼具双光谱效应的PBBs综合光谱效应3D-QSAR模型,模型静电场和立体场对PBBs综合光谱效应的贡献率分别为55.2%和44.8%。模型三维等势图中,静电场影响区域分布于PBB-153分子的3、3’、6’、4和5号取代基,立体场影响区域分布于4、5和3’号取代基,根据模型三维等势图信息选择负电性强、体积大的基团对PBB-153分子4、5号位点进行取代,可以提高PBBs的双光谱检出特征;此外,选择变化较显著的红外光谱效应,构建了标准差标准化方法修正的兼具PBBs红外振动强度、生物富集性和毒性三效应的3D-QSAR模型,可综合体现PBBs生物危害性与光谱检出性,模型静电场和立体场对PBBs综合效应的贡献率分别为59.9%和40.1%。模型三维等势图中,静电场影响区域主要分布在2、4、3’、6’、3号位点和苯环骨架附近,立体场影响区域主要分布在3、4’和5’号取代基末端,在2号位点取代正电性强的基团,在4号位点取代正电性强、体积大的基团,可改善分子的红外振动强度、生物富集性和毒性综合效应;引入PBBs环境迁移性质,基于阈值法构建PBBs生物富集性、远距离传输性和最高红外振动强度综合效应的3D-QSAR模型,可综合反应PBBs的生物危害性、环境迁移能力和光谱检出性,模型静电场和立体场对PBBs综合效应的贡献率分别为53.4%和46.6%。模型三维等势图中,静电场影响区域主要分布于2、2’、3、3’、4、5和6位点,立体场影响区域主要分布于3、3’、5、5’、6、6’和4号位点,在2、5和5’位点引入负电性强和体积小的基团可以改善分子的生物富集性、远距离传输性和红外振动强度综合效应。所构建的模型均具有好的预测能力、拟合能力和外部预测能力,且均通过了可靠性验证,实现了对于不同情景下影响PBBs环境效应的分子主要点位和官能团的识别,并通过改变基团性质改善PBBs的环境综合效应。本文结合文献推断并整理PBBs在环境介质中光降解、微生物降解、燃烧氧化和生物体内代谢的转化路径,汇总PBBs及所设计的替代物各种转化产物,构建PBBs多种人体毒性（致癌性、发育毒性、肝毒性、表观遗传毒性、神经毒性和免疫毒性）3D-QSAR模型,并结合毒代动力学模型进行上述转化产物的潜在生物毒性风险（啮齿动物致癌性、鼠类毒性、致突变性、潜在发育毒性、皮肤和眼刺激性、皮肤致敏性和水生生物毒性）评价。分析可推测光降解是PBBs更为主要的环境降解路径。PBBs及其替代物转化产物对生物的毒性风险较高,具有潜在的致癌性、致突变性和潜在发育毒性等效应,对水体生物如鱼类、大型蚤具有较高的潜在环境风险,总体上,PBBs燃烧氧化的产物存在更高的潜在环境生态风险。对人体的潜在毒性风险中,PBBs及其替代物转化产物的发育毒性理论上具有较高的影响,其中燃烧转化产物的人体毒性风险不容忽视。此外,以PBBs致甲状腺癌症效应机制为研究对象,采用分子对接与分子动力学方法,以PBBs在AHR介导下被CYP1A1酶代谢为单、双羟基化代谢产物的过程作为分子起始事件（MIEs）,以PBBs及其代谢产物与TBG蛋白相互作用的过程作为关键事件（KEs）,构建PBBs暴露导致人体患甲状腺癌的有害结局路径（AOPs）,基于2D-QSAR模型、氨基酸残基与结合能贡献度分析,探究PBBs致癌性（即不良反应AE）通路作用机制。研究发现氢键作用力和范德华力相互作用是影响PBBs致癌性有害结局路径发生的内在关键因素。由非键作用力合力分析发现PBBs及其羟基化产物主要以疏水相互作用和氢键相互作用与TBG蛋白结合,二者相互结合的关键氢键与疏水相互作用氨基酸分别为丙氨酸Ala330、精氨酸Arg381与赖氨酸Lys270,为PBBs暴露下人体健康风险机理研究提供了基础。最后,本文利用分子对接、分子动力学与田口试验设计、分式析因试验设计耦合的方法,尝试辨识PBBs等10种具有发育毒性的典型内分泌干扰污染物分子暴露下人体复合发育毒性特征,同时开展分子发育毒性与分子结构参数的相关性分析与灵敏度分析,筛选影响人体发育毒性的污染物分子关键结构参数,并据此筛选可以缓解PBBs等污染物人体发育毒性的辅食因子,为特殊暴露人群（孕妇、婴幼儿）制定预防或缓解人体发育毒性的辅食方案。研究表明,人体发育毒性受PBBs等10种具有发育毒性污染物的主效应控制,显著因子为PBB-153分子,显著效应统计值占比高达37.06%,识别缓解污染物分子发育毒性最显著的辅食因子为胡萝卜素和DHA组合,PBB-153暴露下人体发育毒性改善程度可达17.28%。辅食方案胡萝卜素和DHA组合下,其他污染物暴露的人体发育毒性多数显著改善,说明所筛选的辅食方案具有一定的普适性。本文旨在研究PBBs环境综合效应的构效机理、分析其环境转化过程及生物健康风险,深入分析和探索PBBs毒性风险机制以及调控方案,进一步完善PBBs的污染防控和风险评价体系,可为其他环境有机污染物的环境风险及评价提供理论可行的思路和方法。