苯、甲苯、乙苯和二甲苯（BTEX）是典型的苯系物,在水环境中广泛存在,对水生生物与人类健康构成明显危害。我国目前尚未制定BTEX的人体健康水质基准,导致BTEX的水质标准制定和相关管理决策科学依据不足。生物蓄积因子（BAF）是制定人体健康水质基准的关键参数之一,BAF的测定耗时长、成本高,因而通过模型预测获取BAF值得研究,且前人为提高模型预测性能,构建的模型多适用于分类化学物质和单一物种,无法满足大量化学物质和多物种的预测需求。另外,目前基准推导主要采用个体水平的毒性数据,但基准浓度水平的污染物对受试生物在分子水平上是否有扰动仍不明确,对于基准浓度水平的污染物胁迫产生的分子效应以及毒性机制进行研究可以评估水质基准的科学性,促进基准方法学的改进。本研究针对建立适用于多物质、全物种的BAF预测模型需求,建立了 7类154种化学物质BCF/BAF毒性数据集,以机器学习算法结合分子描述符和生物活性特征描述符,优选出人工神经网络算法构建了预测性能良好的BAF/BCF预测模型,同时也提高了模型的可解释性,预测效果（R2）比前人研究的最佳模型高出10%以上。应用本研究构建的模型,预测了我国常食用水产品对BTEX的BAF值,并结合我国人群暴露参数,按照我国人体健康水质基准制定技术指南推导了我国BTEX健康基准值:苯为1.31 μg/L,甲苯为49.3 μg/L,乙苯为152.02μg/L,二甲苯为55.1 μg/L,并对我国地表水环境中BTEX的健康风险进行了评估,结果表明沈阳、广州等地区有显著的健康风险。继而,本研究针对BTEX中检出率高且分布广泛的甲苯开展基准浓度水平下分子毒性效应和机制研究,根据国内外甲苯水质基准浓度和斑马鱼安全浓度确定梯度暴露浓度（50,800,5000 μg/L）,发现甲苯暴露8天和24天后斑马鱼行为发生明显变化,且体现出浓度和时间依赖性,在我国甲苯健康基准浓度水平下（50 μg/L）也表现出毒性效应。对甲苯暴露的斑马鱼脑部组织进行全转录组测序,共筛选出2987个差异表达基因,通过靶基因预测和通路富集分析,发现血脑屏障相关通路可能受到甲苯暴露影响,包括ABC转运体、紧密连接、代谢途径等。利用qPCR验证了相关mRNA、miRNA和lncRNA的差异表达,并通过伊文斯蓝染色法测定验证了血脑屏障的损伤情况,推测低浓度甲苯长期暴露可能导致斑马鱼血脑屏障损伤。对甲苯及其代谢物对ABC转运体上游的PXR和CAR进行了分子对接和动力学模拟,预测甲苯代谢物苯甲醇可能对PXR存在抑制作用,可能是基准浓度水平甲苯暴露对斑马鱼血脑屏障造成损伤,引起行为学差异的原因。筛选出在基准水平的甲苯暴露下斑马鱼脑部表达显著上调且进化上高度保守的dre-miR-187作为甲苯暴露的候选生物标志物,通过双荧光素酶报告基因实验验证了ABCC4是dre-miR-187的靶基因。通过结合位点预测相关circRNA并用qPCR验证了表达差异趋势,初步揭示了基准浓度水平的甲苯胁迫下ncRNA的调控网络。综上所述,本研究构建了适用范围广的生物蓄积因子预测模型,基于预测的BTEX的BAF,推导了我国BTEX的人体健康水质基准,并评估了我国地表水中BTEX暴露的健康风险情况。发现基准浓度水平的甲苯暴露对斑马鱼血脑屏障相关通路具有毒性效应,并且初步研究揭示了其作用机制,同时也发现miR-187在其中可能发挥关键作用,具有作为甲苯暴露的生物标志物的潜力。