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微塑料已成为新的全球性环境污染问题，它在世界各地的海水、淡水、沉积物和生物体中不断检出。作为强吸附剂，微塑料可以吸附共存的有机污染物，进而改变其环境行为和毒性。因而，微塑料与有机污染物的相互作用强度和机理是全面评估两者的环境风险和深度研究微塑料毒性机制的必要信息。但由于微塑料研究仍处于起始阶段，加之其对有机物的吸附能力受众多因素影响(如，有机物结构、微塑料成分、水环境性质等)，目前已报道的结果远不能满足需求。限于实验研究的高消耗和滞后性，有必要发展可用于快速预测微塑料在不同水环境中对有机污染物吸附能力的理论计算模型。因此，本研究针对有机污染物在微塑料和水相之间的平衡分配系数(Kd)，构建了不同微塑料和不同水环境介质间中Kd值的预测模型，系统阐述了微塑料与有机污染物的相互作用强度和机理，为复合污染环境中新型污染物的风险评价和管理提供快速预测方法。同时采用吸附平衡实验测定Kd值，验证所构建模型的预测能力和准确性。主要结果如下：
基于多参数线性自由能关系(pp-LFER)理论中E,S,A,B,V参数，采用逐步多元线性回归(MLR)分析，分别构建可预测有机污染物在聚乙烯型微塑料(PE)与海水、PE与淡水、PE与纯水、聚丙烯型微塑料(PP)与海水以及聚苯乙烯型微塑料(PS)与海水之间Kd值的pp-LFER模型。所构建模型具有良好的拟合能力(R2=0.909~0.978)、预测能力(Q2ext=0.896~0.977，RMSEext=0.251~0.583)和稳健性(Q2cv=0.911~0.934)，可用于预测多氯联苯、氯苯、多环芳烃、抗生素、芳烃、脂肪烃、六氯环己烷类有机污染物的Kd值。模型机理分析表明疏水相互作用是微塑料吸附有机化合物的主要机制。有机污染物的氢键碱性越强，越容易与水分子形成氢键，分配在水相中；而具有较大空穴形成能的化合物更容易被微塑料吸附。高盐度的环境介质可以通过促进有机污染物与微塑料间的诱导偶极作用而增加其log Kd值。微塑料的结晶度越高，其吸附有机污染物的能力越强。
限于pp-LFER模型的应用局限性，本研究进一步基于正辛醇/水分布系数、分子质量和量子化学描述符，采用MLR分析构建了微塑料PE、PP和PS在不同水环境中对有机污染物吸附能力的定量结构-性质关系(QSPR)预测模型。所建模型均具有良好的拟合能力(R2=0.811~0.939)、预测能力(Q2ext=0.843~0.910，RMSEext=0.369~0.752)和稳健性(Qcv2=0.882~0.957)，能够用于预测多氯联苯、氯苯、多环芳烃、抗生素、芳烃、脂肪烃、六氯环己烷和全氟化合物等有机污染物在不同pH值水环境中的Kd值。疏水相互作用和氢键相互作用是影响有机污染物在两相分配的主要因素；对于结构中含苯环的微塑料，π-π相互作用是影响吸附的主要驱动力。
为了验证模型的预测能力和准确性，采用吸附平衡实验测定了纯水中聚乙烯型微塑料对三氯生和芴的吸附能力。实验结果表明，测定的log Kd值与预测值比较吻合，可以较好地验证所建立模型的预测能力和可靠性。
综上，本研究所构建的理论计算模型可用于快速准确地预测可解离和非解离有机污染物在PE/海水、PE/淡水、PE/纯水、PP/海水和PS/海水之间的log Kd值，所揭示的吸附机制和吸附影响机制还可为微塑料的深入风险研究提供必要的机理信息。
基于多参数线性自由能关系(pp-LFER)理论中E,S,A,B,V参数，采用逐步多元线性回归(MLR)分析，分别构建可预测有机污染物在聚乙烯型微塑料(PE)与海水、PE与淡水、PE与纯水、聚丙烯型微塑料(PP)与海水以及聚苯乙烯型微塑料(PS)与海水之间Kd值的pp-LFER模型。所构建模型具有良好的拟合能力(R2=0.909~0.978)、预测能力(Q2ext=0.896~0.977，RMSEext=0.251~0.583)和稳健性(Q2cv=0.911~0.934)，可用于预测多氯联苯、氯苯、多环芳烃、抗生素、芳烃、脂肪烃、六氯环己烷类有机污染物的Kd值。模型机理分析表明疏水相互作用是微塑料吸附有机化合物的主要机制。有机污染物的氢键碱性越强，越容易与水分子形成氢键，分配在水相中；而具有较大空穴形成能的化合物更容易被微塑料吸附。高盐度的环境介质可以通过促进有机污染物与微塑料间的诱导偶极作用而增加其log Kd值。微塑料的结晶度越高，其吸附有机污染物的能力越强。
限于pp-LFER模型的应用局限性，本研究进一步基于正辛醇/水分布系数、分子质量和量子化学描述符，采用MLR分析构建了微塑料PE、PP和PS在不同水环境中对有机污染物吸附能力的定量结构-性质关系(QSPR)预测模型。所建模型均具有良好的拟合能力(R2=0.811~0.939)、预测能力(Q2ext=0.843~0.910，RMSEext=0.369~0.752)和稳健性(Qcv2=0.882~0.957)，能够用于预测多氯联苯、氯苯、多环芳烃、抗生素、芳烃、脂肪烃、六氯环己烷和全氟化合物等有机污染物在不同pH值水环境中的Kd值。疏水相互作用和氢键相互作用是影响有机污染物在两相分配的主要因素；对于结构中含苯环的微塑料，π-π相互作用是影响吸附的主要驱动力。
为了验证模型的预测能力和准确性，采用吸附平衡实验测定了纯水中聚乙烯型微塑料对三氯生和芴的吸附能力。实验结果表明，测定的log Kd值与预测值比较吻合，可以较好地验证所建立模型的预测能力和可靠性。
综上，本研究所构建的理论计算模型可用于快速准确地预测可解离和非解离有机污染物在PE/海水、PE/淡水、PE/纯水、PP/海水和PS/海水之间的log Kd值，所揭示的吸附机制和吸附影响机制还可为微塑料的深入风险研究提供必要的机理信息。