Độc tính của hỗn hợp phức tạp đối với đơn loài và đa loài: Phương pháp đề xuất
Tóm tắt
Các phương pháp đánh giá rủi ro sinh thái liên quan đến sự tiếp xúc với các hỗn hợp chất độc đã được xem xét và chính thức hóa cho độc tính của đơn loài. Tùy thuộc vào các cơ chế tác động của các chất độc trong một hỗn hợp, các phương pháp này áp dụng mô hình cho sự cộng hưởng nồng độ (CA) hoặc mô hình cho sự cộng hưởng phản ứng (RA). Đối với các hỗn hợp phức tạp, bài báo hiện tại đề xuất việc sử dụng một phương pháp kết hợp hai bước mới như một sự mở rộng hợp lý của việc chọn mô hình: Độc tính hỗn hợp cho các cơ chế tác động riêng lẻ được đánh giá bằng mô hình CA, và độc tính của các cơ chế tác động khác nhau được kết hợp sử dụng mô hình RA. Sử dụng các chiến lược độc tính hỗn hợp có thể so sánh kết hợp với khái niệm phân bố nhạy cảm của loài, chúng tôi phát triển một phương pháp để giải quyết và dự đoán rủi ro cho các tác động trực tiếp lên thành phần của các tập hợp loài và đa dạng sinh học. Dữ liệu cần thiết cho mô hình có thể được thu thập từ các cơ sở dữ liệu hiện có, và sự thiếu dữ liệu có thể, một phần, được giải quyết bằng cách sử dụng các mẫu độc tính trong các cơ sở dữ liệu đó. Cả phương pháp dự đoán rủi ro hỗn hợp cho đơn loài và đa loài đều hữu ích cho quản lý rủi ro, vì chúng cho phép xếp hạng các địa điểm bị ô nhiễm và các loài bị ảnh hưởng cũng như xác định các chất ô nhiễm nguy hiểm nhất, ít nhất là theo cách so sánh. Việc xác thực các phương pháp được đề xuất là khả thi nhưng hiện tại còn hạn chế vì thiếu dữ liệu phù hợp.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Yang, 1994, Toxicology of Chemical Mixtures, 1
Bliss, 1939, The toxicity of poisons applied jointly, Ann Appl Biol, 26, 585, 10.1111/j.1744-7348.1939.tb06990.x
Plackett, 1952, Quantal responses to mixtures of poisons, Journal of the Royal Statistical Society, B14, 141, 10.1111/j.2517-6161.1952.tb00108.x
Vouk, 1987, Methods for Assessing the Effects of Mixtures of Chemicals
Warne, 2003, 253
Teuschler, 2002, Support of science-based decisions concerning the evaluation of the toxicology of mixtures: A new beginning, Regul Toxicol Pharmacol, 36, 34, 10.1006/rtph.2002.1570
Chapin, 2004, Nature is complex: Our orchestra seats at the most wonderful show on earth, Toxicol Sci, 80, 1, 10.1093/toxsci/kfh171
Ankley, 1996, Retrospective analysis of the ecological risk of contaminant mixtures in aquatic sediments, Hum Ecol Risk Assess, 2, 434, 10.1080/10807039609383625
Ashford, 1981, General models for the joint action of mixtures of drugs, Biometrics, 37, 457, 10.2307/2530559
European Inland Fisheries Advisory Commission., 1980
Könemann, 1981, Fish toxicity tests with mixtures of more than two chemicals: A proposal for a quantitative approach and experimental results, Toxicology, 19, 229, 10.1016/0300-483X(81)90132-3
Deneer, 1988, The joint acute toxicity to Daphnia magna of industrial organic chemicals at low concentrations, Aquat Toxicol, 12, 33, 10.1016/0166-445X(88)90017-3
Hermens, 1985, QSARs and mixture toxicity studies of alcohols and chlorohydrocarbons: Effects on growth of Daphnia magna, Aquat Toxicol, 6, 209, 10.1016/0166-445X(85)90005-0
Altenburger, 2000, Predictability of the toxicity of multiple chemical mixtures to Vibrio fischeri: Mixtures composed of similarly acting chemicals, Environ Toxicol Chem, 19, 2341, 10.1897/1551-5028(2000)019<2341:POTTOM>2.3.CO;2
Faust, 2001, Predicting the joint algal toxicity of multicomponent s-triazine mixtures at low-effect concentrations of individual toxicants, Aquat Toxicol, 56, 13, 10.1016/S0166-445X(01)00187-4
Backhaus, 2000, Predictability of the toxicity of a multiple mixture dissimilarly acting chemicals to Vibrio fischeri, Environ Toxicol Chem, 19, 2348, 10.1002/etc.5620190927
Backhaus, 2000, Predictability of the toxicity of a multiple mixture with combinations of environmental chemicals, Science, 272, 489
Faust, 2003, Joint algal toxicity of 16 dissimilarly acting chemicals is predictable by the concept of independent action, Aquat Toxicol, 63, 43, 10.1016/S0166-445X(02)00133-9
Verhaar, 1992, Classifying environmental pollutants. 1: Structure-activity relationships for prediction of aquatic inherent toxicity, Chemosphere, 25, 471, 10.1016/0045-6535(92)90280-5
de Zwart, 2002, Species Sensitivity Distributions in Ecotoxicology, 133
Russom, 1997, Predicting modes of toxic action from chemical structure: Acute toxicity in the fathead minnow (Pimephales promelas), Environ Toxicol Chem, 16, 948, 10.1002/etc.5620160514
Royal Society of Chemistry., 1994, Agrochemicals Handbook, 3rd ed.
Tomlin, 1997, Pesticide Manual
Warne, 1991, Mechanism and prediction of the nonspecific toxicity of individual compounds and mixtures
Warne, 1995, The number of components in a mixture determines whether synergistic, antagonistic or additive toxicity predominate: The funnel hypothesis, Ecotoxicol Environ Saf, 31, 23, 10.1006/eesa.1995.1039
Svendsgaard, 1994, Toxicology of Chemical Mixtures, 100
Gentile, 1999, Multiple Stressors in Ecological Risk and Impact Assessment, 27
Sprague, 1965, Lethal levels of mixed copper—zinc solutions for juvenile salmon, J Fish Res Board Can, 22, 425, 10.1139/f65-042
Könemann, 1996, Confusion of concepts in mixture toxicology, Food Chem Toxicol, 34, 1025, 10.1016/S0278-6915(97)00070-7
Solomon, 2002, Species Sensitivity Distributions in Ecotoxicology, 285
Compton, 1999, The use of toxic equivalency factors (TEFs) in ecological risk assessment: Strengths and limitations, Hum Ecol Risk Assess, 5, 33, 10.1080/10807039991289617
Parrott, 1995, Relative potencies of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans for inducing mixed function oxygenase activity in rainbow trout, Environ Toxicol Chem, 14, 1041
Hewlett, 1979, The Interpretation of Quantal Responses in Biology
Anderson, 1975, 933
Jonker, 2003, Joint toxic effects on Caenorhabditis elegans on the analysis and interpretation of mixture toxicity data
Hertzberg, 2002, Evaluating quantitative formulas for dose-response assessment of chemical mixtures, Environ Health Perspect, 110, 965, 10.1289/ehp.02110s6965
Arrhenius, 2004, Predictability of the mixture toxicity of 12 similarly acting congeneric inhibitors of photosystem II in marine periphyton and epipsammon communities, Aquat Toxicol, 68, 351, 10.1016/j.aquatox.2004.04.002
Posthuma, 2002, Species Sensitivity Distributions in Ecotoxicology
Forbes, 2002, Species sensitivity distributions revisited: A critical appraisal, Hum Ecol Risk Assess, 8, 473, 10.1080/10807030290879781
Selck, 2002, Comparing sensitivity of ecotoxicological effect endpoints between laboratory and field, Ecotoxicol Environ Saf, 52, 97, 10.1006/eesa.2002.2172
Leung, 2002, Can saltwater toxicity be predicted from freshwater data?, Mar Pollut Bull, 42, 1007, 10.1016/S0025-326X(01)00135-7
Wheeler, 2002, Species sensitivity distributions: Data and model choice, Mar Pollut Bull, 45, 192, 10.1016/S0025-326X(01)00327-7
Aldenberg, 2002, Species Sensitivity Distributions in Ecotoxicology, 103
Traas, 2002, Species Sensitivity Distributions in Ecotoxicology, 315
de Zwart, 2006, Extrapolation Practice for Ecological Effect Characterization of Chemicals (EXPECT)
Australian and New Zealand Environment and Conservation Council., 2000
Von der Ohe, 2004, Relative sensitivity distribution of aquatic invertebrates to organic and metal compounds, Environ Toxicol Chem, 23, 150, 10.1897/02-577
Posthuma, 2002, Species Sensitivity Distributions in Ecotoxicology, 475
Hamers, 1996
Suter, 2002, Species Sensitivity Distributions in Ecotoxicology, 437
Grimme, 1996, Aquatic toxicity of chemical substances in combination: Still a matter of controversy, Hum Ecol Risk Assess, 2, 426, 10.1080/10807039609383624
Drescher, 1995, Assessment of the combined effects of substances—The relationship between concentration addition and independent action, Biometrics, 51, 716, 10.2307/2532957
Klepper, 1999, Estimating the effect on soil organisms of exceeding noobserved-effect concentrations (NOECs) of persistent toxicants, Ecotoxicology, 8, 9, 10.1023/A:1008845226732
Mulder, 2003, Observational and simulated evidence of ecological shifts within the soil nematode community of agroecosystems under conventional and organic farming, Funct Ecol, 17, 516, 10.1046/j.1365-2435.2003.00755.x
Klepper, 1998, Mapping the potentially affected fraction (PAF) of species as a basis for comparison of ecotoxicological risks between substances and regions, J Hazard Mater, 61, 337, 10.1016/S0304-3894(98)00141-1
Aldenberg, 2002, Species Sensitivity Distributions in Ecotoxicology, 49