持久性、生物累積性、有毒物質(zhì)（PBT），由于具有持久性、生 物累積性、高毒性, 并能通過(guò)環(huán)境介質(zhì)（水，大氣或生物等）遷移， 嚴重危害人類(lèi)健康和環(huán)境，而備受世界各國關(guān)注。日本的化學(xué)品登記 審查制度是以PBT 物質(zhì)為評價(jià)和管理核心的。加拿大1995年提出的 有毒物質(zhì)管理政策（TSMP）將PBT物質(zhì)的環(huán)境管理列為其核心內 容。美國1998年提出在TSCA 的新化學(xué)品申報制度中專(zhuān)門(mén)列出PBT 這一類(lèi)別，并確定了PBT 危害鑒別標準，同時(shí)提出"優(yōu)先PBT物質(zhì) 綜合控制戰略"。2007年實(shí)施的歐盟REACH法規，也將PBT物質(zhì)單 獨列出，優(yōu)先評估[1-5]。

多氯聯(lián)苯類(lèi)物質(zhì)，是聯(lián)苯在不同程度上由氯原子取代后生成的人 工有機化合物總稱(chēng)，共有209種同系物。由于該類(lèi)物質(zhì)具有持久性、 生物累積性和毒性，因此，2001年聯(lián)合國《關(guān)于持久性有機污染物的 斯德哥爾摩公約》中，明確將多氯聯(lián)苯（PCBs）在內的12種持久性 有機污染物作為優(yōu)先環(huán)境管理對象[6-9]。

隨著(zhù)人們化學(xué)品安全意識和動(dòng)物保護意識的增強，也為能縮短化學(xué)品風(fēng)險評估的進(jìn)程，西方發(fā)達國家投入大量人力和財力，開(kāi)始非測 試方法的研究。目前，國內QSAR等非測試方法對生態(tài)毒理學(xué)研究比 較多，但對于PBT或POP評估的研究鮮少報道[10-12]。本文HQTS科 技 專(zhuān) 家 （ HQTS CHINA）綜 述 了 國 外 成 熟 的 PBT profiler，EPISUITE和TOXTREE模型，并以此為基礎對多氯聯(lián)苯類(lèi) 物質(zhì)進(jìn)行有機物持久性的預測研究，期望能對我國重點(diǎn)環(huán)境管理類(lèi)物 質(zhì)的篩選有一定的借鑒作用。

1 測試模型簡(jiǎn)介

1.1 PBT profiler

預測模型PBT profiler 是一個(gè)實(shí)時(shí)更新的在線(xiàn)系統，由美國科學(xué) 中心為美國環(huán)境保護署開(kāi)發(fā)的，主要通過(guò)結構-活性關(guān)系、回歸方程 和其它計算方法，對PBT物質(zhì)進(jìn)行篩選。通過(guò)輸入物質(zhì)CAS號或 SMILES編碼，系統可以直接計算出物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的半衰期，通 過(guò)與模型內部的標準進(jìn)行比對，得出結論。

1.2 TOXTREE

預測模型TOXTREE（version 2.1 ），是運用決策樹(shù)方法確定 物質(zhì)的危害。其START biodegradation and persistence 插件， 是由德國Molecular Networks GmbH公司為歐洲委員會(huì )聯(lián)合研究中 心開(kāi)發(fā)的?；诩幽么蟓h(huán)境保護署編撰的物質(zhì)結構提醒（structure alert），通過(guò)輸入物質(zhì)的SMILE編碼或二維結構式，可以直接確定物 質(zhì)是否"持久性物質(zhì)"。

1.3 EPISUITE

預測模型EPISUITE （version 4.0）由美國環(huán)境保護署開(kāi)發(fā)， 有多個(gè)子模型，運用其子模型"BIOWIN"，輸入物質(zhì)名稱(chēng)、CAS號 或SMILES編碼，可以直接得出"物質(zhì)是否易于降解"的結論。

2 預測物質(zhì)

預測物質(zhì)選為多氯聯(lián)苯類(lèi)物質(zhì)，以任意選取的普通化學(xué)物質(zhì)甲醛為 參照。物質(zhì)基本信息見(jiàn)表1

Table 1 overviews of the predicted substances

表1 測試物質(zhì)基本信息表[8]

3 結果與討論

世界各個(gè)國家和地區，對物質(zhì)"持久性"的定義標準不一樣，經(jīng)常會(huì )導致同一個(gè)物質(zhì)在不同標準下得出的結論不一樣。各個(gè)國家或地區對物 質(zhì)持久性的鑒別標準如表2[4,5,9,13,14]。從表2可以看出，歐盟REACH法規對物質(zhì)持久性的定義標準比美國和《斯德哥爾摩公約》中POP的標 準都要嚴格，而加拿大CEPA中對于持久性物質(zhì)的定義標準最低。

Table 2 Criteria of PBT/Persistent

表2 PBT/Persistent的鑒別標準

在本文所采用的三個(gè)模型中，PBT profiler模型，是采用美國 EPA的 " 物 質(zhì) 持 久 性 " 定 義 標 準 ， 而 EPISUITE 4.0 模 型 和 TOXTREE2.1模型都是采納歐盟REACH法規的篩選標準。2,3',4- Trichlorobiphenyl（CAS :55712-37-3）物質(zhì)，在美國EPA、歐盟 REACH法規以及聯(lián)合國斯德哥爾摩公約標準下，都屬于持久性物 質(zhì)，但若在加拿大CEPA標準下不屬于持久性物質(zhì)。因此，使用 QSAR模型前，一定要明確該物質(zhì)持久性評估所適用的標準。 判斷一個(gè)物質(zhì)是否在環(huán)境介質(zhì)中持久殘留，除了測試該物質(zhì)在環(huán) 境介質(zhì)中的半衰期外，還可以通過(guò)其降解性和降解所需時(shí)間進(jìn)行定性 判斷。從表3可以看出，PBT profiler模型是基于物質(zhì)結構，計算出物 質(zhì)在不同環(huán)境介質(zhì)中的半衰期；TOXTREE2.1模型是基于物質(zhì)的結 構，運用決策樹(shù)方法定性判斷物質(zhì)是否具有生物降解性；EPISUITE 4.0 模型是通過(guò)判斷物質(zhì)的生物降解性以及降解所需時(shí)間進(jìn)行定性評 估的。三個(gè)模型，所預測的結果表現形式不一樣，但結論均表明我們 選擇的多氯聯(lián)苯類(lèi)物質(zhì)具有持久特性，與《關(guān)于持久性有機污染物的 斯德哥爾摩公約》中的結論一致。

4 結論

QSARs作為一種重要的數據獲取手段，由于其成本低，周期短， 不需要復雜的實(shí)驗設備，無(wú)環(huán)境污染等因素，越來(lái)越受到西方發(fā)達國 家的重視。但QSARs方法并不是萬(wàn)能的，每個(gè)模型都有其適用性，需 要 和 實(shí) 驗 測 試 數 據 不 斷 交 互 驗 證 ， 才 得 以 發(fā) 展 。 PBT profiler，EPISUITE 4.0和TOXTREE2.1，是當前比較常用的預測 物質(zhì)"持久性"的模型工具，可以用于初步篩選PBT或POP物質(zhì)。這 三個(gè)QSARs模型工具在有機物持久性的預測中表現出了較高的可信 度。在《新化學(xué)物質(zhì)環(huán)境管理辦法》下，對于管理者而言，可以根據 我國的國情，應用此類(lèi)模型初步篩選具有持久特性或潛在持久特性的 物質(zhì)，從而為重點(diǎn)環(huán)境管理類(lèi)物質(zhì)的篩選提供重要的參考。

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