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有机污染物具有毒性大、积累性强、难降解等特点，研究有机污染物在大气层和水中降解转移机制，对各种有机污染物进行生态风险评估，建立有机污染物生态评价体系有重要意义。定量构效关系（quantitative structure activity relationship，QSAR）通过数学方法建立化合物的分子结构特征参数与生物活性之间的定量关系模型，从而对化合物的活性进行预测。三维定量构效关系（three QSAR，3D-QSAR）通过对分子周围的空间结构进行计算，建立化合物结构与其活性之间的关系，具有操作简便、预测准确度高的特点。分子全息定量构效关系（hologram QSAR，HQSAR）是一种新兴的、高效的QSAR方法，它能够简便的生成较高预测精度的QSAR模型。本论文基于3D-QSAR和HQSAR方法建立烃类、醇类、酮类、酯类、醚类和芳香族等有机污染物与氧化剂自由基反应速率的QSAR模型，以满足有机化学品生态风险评价的需求。主要内容包括：
采用3D-QSAR的CoMFA方法和HQSAR方法综合研究大气中161种烃类有机污染物与羟基自由基反应的速率常数的QSAR模型。通过留一交叉验证和外部测试集验证评价模型预测能力。研究结果表明HQSAR模型与CoMFA模型均有良好的预测能力，卤素原子可以抑制化合物的反应速率常数，而分子中的醚键和硫原子可以提高烃类有机污染物与羟基自由基的氧化反应速率常数。
利用3D-QSAR的CoMFA方法和HQSAR方法综合研究大气中68种有机污染物与氯自由基反应的速率常数的QSAR模型，通过留一交叉验证和外部测试集验证评价模型预测能力。研究结果表明两种QSAR模型均可表达所研究的有机污染物的结构信息与速率常数之间的定量关系。卤素原子可以抑制化合物的反应速率常数，而化合物中的羰基、酯基和羟基可以提高有机污染物与氯自由基的氧化反应速率常数。
采用HQSAR方法建立大气中166种有机污染物与硝基自由基反应速率常数的QSAR模型，通过留一交叉验证和外部测试集验证评价模型预测能力。研究结果表明HQSAR模型有良好的预测能力和稳健性，卤代烃、酮类、醛类、醚类、酯类和环状烷烃等化合物可以抑制反应速率，而硫化物和环状烯烃可以提高有机污染物与硝基自由基的氧化反应效率。
采用HQSAR方法建立123种有机污染物与臭氧/羟基自由基反应速率常数QSAR模型。通过留一交叉验证和外部测试集验证评价模型预测能力。研究结果表明两类HQSAR模型均有良好的预测能力和稳健性。所得HQSAR模型的贡献图表明，卤素原子可以抑制反应速率，而氨基、羟基、硝基和芳香环可以提高有机污染物的氧化反应效率。
采用3D-QSAR的CoMFA方法和HQSAR方法综合研究大气中161种烃类有机污染物与羟基自由基反应的速率常数的QSAR模型。通过留一交叉验证和外部测试集验证评价模型预测能力。研究结果表明HQSAR模型与CoMFA模型均有良好的预测能力，卤素原子可以抑制化合物的反应速率常数，而分子中的醚键和硫原子可以提高烃类有机污染物与羟基自由基的氧化反应速率常数。
利用3D-QSAR的CoMFA方法和HQSAR方法综合研究大气中68种有机污染物与氯自由基反应的速率常数的QSAR模型，通过留一交叉验证和外部测试集验证评价模型预测能力。研究结果表明两种QSAR模型均可表达所研究的有机污染物的结构信息与速率常数之间的定量关系。卤素原子可以抑制化合物的反应速率常数，而化合物中的羰基、酯基和羟基可以提高有机污染物与氯自由基的氧化反应速率常数。
采用HQSAR方法建立大气中166种有机污染物与硝基自由基反应速率常数的QSAR模型，通过留一交叉验证和外部测试集验证评价模型预测能力。研究结果表明HQSAR模型有良好的预测能力和稳健性，卤代烃、酮类、醛类、醚类、酯类和环状烷烃等化合物可以抑制反应速率，而硫化物和环状烯烃可以提高有机污染物与硝基自由基的氧化反应效率。
采用HQSAR方法建立123种有机污染物与臭氧/羟基自由基反应速率常数QSAR模型。通过留一交叉验证和外部测试集验证评价模型预测能力。研究结果表明两类HQSAR模型均有良好的预测能力和稳健性。所得HQSAR模型的贡献图表明，卤素原子可以抑制反应速率，而氨基、羟基、硝基和芳香环可以提高有机污染物的氧化反应效率。