[发明专利]预测海岸带持久性有机污染物消除速率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过建立定量构效关系模型(QSAR)预测持久性有机污染物在贻贝(Elliptio complanata)体内消除速率的方法，属于生态风险评价的定量结构与活性关系技术领域。

背景技术

多环芳烃(PAHs)、多溴联苯醚(PBDEs)和多氯联苯(PCBs)是典型的持久性有机污染物(POPs)，具有持久性、生物积累性和三致效应。贻贝作为一类世界性分布的沿岸底栖双壳类海洋动物，已被广地用于海洋污染的生物监测中。贻贝具备了作为指示生物的4个基本条件：地理分布广、是沿海和河口海区的优势种、生物体能累积污染物、能对多种环境污染物产生响应。此外，对贻贝的基础生物学特点研究已较透彻，因而将贻贝作为海洋污染监测的指示生物已普遍被人们接受。贻贝分布广泛，可生物富集POPs，目前已在大连湾、胶州湾、鸭儿湖及珠三角地区的贻贝体内发现了PAHs、PBDEs和PCBs。消除速率(k_d)是一个重要的动力学参数，可用于估计污染物被贻贝的摄取速率和污染物在贻贝体内的生物富集因子。

实验测定是目前获得化合物k_d值的主要途径。但是由于现有化学品数量已超过14万种，据欧盟于2007年6月开始全面实施的化学品管理新法规《化学品注册、评估、授权和限制法规》(Registration,Evaluation,Authorization and Restriction of Chemicals,简称REACH法规)”估算，每一种化学物质的基本检测费用约需8.5万欧元(不含长期环境影响的评估费用)，每一新物质全面检测费用约需57万欧元，这意味着如果对每种化学品都开展实验测定，将会带来巨额的财政开支。进行全面的实验测试，也不符合化学品风险管理中的动物实验伦理的“3R原则”，即：减少(Reduce)试验动物的个数、改进(Refine)动物实验的方法、替代(Replace)实验动物的模型。目前，“3R原则”逐渐被欧美各国的研究机构所采纳，并在美国、英国、法国乃至整个欧洲的一些立法和政府规章中得以明确。因此，如果全部通过试验测试获得所有相关信息，不但存在测试费用昂贵和动物伦理方面的问题，而且有的化学品的标样难以获得，在时间上是滞后的，难以满足有机化学品生态风险评价和监管的数据需求。因此，通过定量结构活性关系(QSAR)方法发展一种能够快速高效获取有机污染物生物消除速率的模型具有重要的应用意义。

QSAR是指关联有机污染物的分子结构与其理化性质、环境行为和毒理学参数(统称为活性)的定量预测模型，能够反映和揭示有机污染物的分子结构与其环境行为和毒理效应之间的内在联系，比试验测试更快、更廉价，该方法已经在有机污染物的环境光化学行为、光致毒性参数、环境分配参数和生态毒理学效应等方面得以应用。因此，化合物的生物消除速率QSAR模型的建立，相对于基于传统的实验方法来确定k_d数值，更有利于快捷高效的评价化学品的生物富集能力及进行生态风险评估。

经济合作和发展组织(OECD)围绕化学品的安全性问题，开展了QSAR技术的应用研究。2004年，为规范QSAR技术的应用，OECD提出了QSAR模型构建和应用导则。该导则要求建立的QSAR应满足如下标准：①针对明确定义的环境指标；②具有清晰和明确的数学算法；③定义了模型的应用域；④模型具有适当的拟合度、稳定性和预测能力；⑤最好能够进行机理解释。2007年，OECD发布了关于确认和验证QSAR模型的指导文件。