该文对启发式优化算法的改进和发展及其在环境污染物分析和处理以及分子对接中的应用方面进行了研究.在方面研究方面,该文首先详细地讨论了并发展了数值遗传算法中使用的运算控制,增强了数值遗传算法的鲁棒性.其次,该文在对遗传算法与禁忌搜索算法进行分析的基础上,成功地把禁忌搜索独有的记忆功能引入到遗传算法的搜索过程之中,将数值遗传算法和禁忌搜索有机地结合起来,分别发挥了数值遗传算法的全局搜索能力和禁忌搜索的局部爬山能力.该结合的算法在对环境污染物的分析取得了较为满意的结果.在对粒子群算法的研究之中,针对具体的优化问题,该文还详细地探讨了粒子群算法中使用的参数的调节问题.通过使用合适的粒子群算法参数,成功是将粒子群算法应用于环境污染物的分析之中,并取得了较好的结果.在深入研究粒子群算法机理的基础上,该文创造性地提出了两层粒子群算法这一全新优化的思想,并在实际应用中得以实现.该文应用两层粒子群算法,在对蛋白质—配体小分子的半柔性对接中取得了很好的结果.在使用了诸多启发式优化算法的同时,该文还深入地讨论了启发式优化算法在优化过程中存在的特点,并且对遗传算法、遗传算法结合禁忌搜索以及粒子群算法各自的特点进行了详细的比较.在应用研究方面,该文首先将数值遗传算法和粒子群算法结合化学计量学中的正交投影方法应用于环境污染物多氯联苯的色谱分析之中,比较好地解决了多氯联苯同系物色谱峰重叠的优化解析问题.通过对多氯联苯标准混合物的恒温谱图的解析,得到多种多氯联苯同系物的色谱柱保留特征值.这些多氯联苯化合物色谱柱保留特征值的获得对于环境样品中多氯联苯的准确的定性以及定量分析提供了一个比较可靠的方法,对于进一步建立环境中多氯联苯分析体系有着重大的意义.其次,该文对辣根过氧化物酶催化氧化环境污染物苯酚的反应过程进行了分析,应用数值遗传算法结合正交投影方法对反应过程中的光谱信息进行了成功的解析,得到了辣根过氧化物酶催化反应的中间体HRP-Ⅰ和HRP-Ⅱ的纯光谱,以及催化氧化环境污染物苯酚的反应的动力学谱,为研究辣根过氧化物酶对环境中芳香族污染物的氧化过程机理研究提供了有价值的参考方法.在计算机辅助药物设计方面,该文应用两层粒子群算法对蛋白质—小分子半柔性对接中Autodock3中的优化部分进行了改写.在对用于测试的100对蛋白质—配体小分子半柔性对接的优化中,优化结果要远远好于Autodock3使用的遗传算法和局部搜索的方法.改进后的蛋白质—小分子半柔性对接方法有助于提高分子对接方法结果的准确性,能够广泛地应用于药物侯选分子的筛选,全新药物分子设计等方面.