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多环芳烃（PAHs）作为一种广泛存在于水环境中的持久性有机污染物，对人体健康和生态环境造成严重危害。基于生物体组织可对水体中低浓度有机污染物的高倍富集现象，以微生物细胞内广泛合成的聚羟基丁酸酯（PHB）作为仿生吸附剂，对水中微量的多环芳烃进行吸附分离研究。焦化废水是我国水体中PAHs的重要来源，研究选取焦化废水中浓度较高的6种典型PAHs—萘、菲、芘、蒽、芴、苊作为模型污染物，考察温度、时间、溶液pH和吸附剂用量等因素对PAHs吸附效果的影响，并分别以经典的吸附动力学模型、等温吸附模型和吸附热力学模型进行分析。结果表明：PHB对微量PAHs均具有较高的吸附速率，吸附动力学符合拟二级动力学模型；6种多环芳烃的等温吸附曲线用Henry、Langmuir和Freundlich方程进行拟合，表现出明显的线性特征，反映出PHB仿生吸附剂与PAHs之间存在着“吸溶”作用而非通常的位点吸附；分配系数K_d与辛醇/水分配系数Kow呈正相关，与温度呈负相关，低温有利于吸附；PHB对菲、芘、蒽、芴、苊的吸附为自发进行的过程，对萘的吸附为非自发进行的过程；溶液pH值对吸附效果的影响不大。对萘和菲双组份溶液进行吸附考察，结果表明：萘和菲之间存在着竞争吸附关系，菲的存在抑制了PHB对萘的吸附，随着菲浓度的不断升高，萘吸附等温线不断下移，其吸附等温线遵循Henry方程和Freundlich经验公式。由于多环芳烃种类繁多，研究借助QSAR模型对吸附系数logK_d进行解析，采用辛醇/水分配系数法和量子化学法构建logK_d与PAHs结构性质之间的QSAR关系，检验所建模型内部样本估计能力、稳健性和预测能力。结果表明：辛醇/水分配系数法和量子化学法对所建模型都有较高的拟合精度和较好的稳健性与预测能力，但两者相比，量子化学法效果更优；温度T和量子化学描述符核-核排斥能CCR、能级差△E对PAHs在PHB上的吸附有较大制约作用，其中，影响最大的是CCR，其次是T，△E的影响最小。吸附系数随CCR的增大而增大，随T，△E的增大而减小，CCR主要反映了分子色散能力，△E与分子的稳定性密切相关。本研究的方法原理对PAHs的微污染吸附过程及其在PHB上的吸附性质预测具有一定的指导作用，上述仿生吸附原理的阐明对微污染水处理技术的研究具有重要作用。