Pesticides Research, 94 – Quantitative Structure-Activity Relationships (QSAR) and Pesticides

Quantitative Structure-Activity Relationships (QSAR) and Pesticides

Dansk sammendrag

Til risikovurdering er oplysninger om stoffernes opførsel og skæbne samt deres toksicitet nødvendige. Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR) er en metode til at skønne størrelsen af visse fysisk/kemiske og toksiske værdier.

De dokumentationskrav, der forlanges ved godkendelse af bekæmpelsesmidler, betyder normalt, at tilstrækkelige data er til stede til en risikovurdering. Det samme er sjældent tilfældet for additiver, urenheder, nedbrydnings- eller omdannelsesprodukter. De fleste QSAR modeller er udviklet ud fra simple industrikemikalier, og ofte er kun få pesticider medtaget. Da moderne pesticider ofte består af komplicerede kemiske strukturer og er udviklet på basis af deres specifikke effekt, kan det medføre, at deres fysisk/kemiske egenskaber og toksiske effektkoncentrationer ikke kan skønnes tilstrækkeligt præcist med QSAR modeller.

I projektet præsenteres områder for QSARs anvendelse, anbefalede QSAR modeller for fysisk/kemiske parametre og økotoksikologiske effekt-koncentrationer samt en vurdering af de anbefalede QSAR modeller ved korrelationsanalyse med eksperimentelle værdier fra cirka 400 pesticider (inkl. salte og estere).

For fysisk/kemiske egenskaber blev det fundet, at den anbefalede QSAR model til skøn af kogepunktet ikke kunne vurderes på grund af manglende eksperimentelle data. Skøn af smeltepunktet var upræcise og som regel over-estimerede med den anvendte QSAR. Opløseligheden i vand var til gengæld i god overensstemmelse med de målte data fra de anvendte pesticider. Damptrykket kunne ikke estimeres særligt godt med den anvendte QSAR computer model. Henrys lovkonstant (H) vurderedes ved sammenligning med beregnede H fra eksperimentelle data og modelberegninger. Overensstemmelsen var lille. Oktanol/vand koefficienten Kow beregnet ud fra en struktur analyse viste en rimelig overensstemmelse med de målte værdier. Da modellen kræver anvendelse af computer, anbefales en QSAR model baseret på vandopløselighed. Der findes mange modeller til skøn af adsorptionskoefficienten Koc. Fire anbefalede modeller er anvendt i projektet, og den ene viste en acceptabel korrelation til de eksperimentelle værdier. QSAR modeller for bioakkumulering i fisk viste god overensstemmelse med eksperimentelle data.

For toksisk effekt på vandlevende organismer er der udviklet QSAR modeller for fisk, dafnier og alger. Korrelationen mellem skønnede og eksperimentelle værdier var lav for både fisk, dafnier og alger. Projektet har beregnet nye QSAR modeller baseret på pesticider opdelt efter deres virkningsmekanisme. Denne opdeling medførte væsentligt forbedrede korrelationer for nogle af de dannede grupper, mens korrelationerne stadig var lave i andre. Der kan således ikke fremføres en generel anbefaling undtagen måske med forsigtighed i en “screening” fase. Studiet viste dog, at en opdeling efter stoffernes specifikke virkning var en væsentlig forbedring fremfor anvendelsen af de mere generelle QSAR modeller.

QSAR modeller skal ikke erstatte eksperimentelle værdier for pesticider. QSAR modeller viste dog en rimelig skønnet niveau, hvis der ikke findes eksperimentelle data.