Lexikon

lásd még Streckeisen rendszer diagramja

mennyiségi összefüggés egy vegyi anyag szerkezete és aktivitása között. A környezettoxikológia eszköze veszélyes anyagok hatásainak és környezetben való viselkedésének előrejelzésére. Farmakológusok közel 100 éve alkalmazzák, kezdetben altatók és kábítószerek hatásmechanizmusának tanulmányozására, később gyógyszerek, növényvédőszerek és egyéb hatóanyagok tervezésére, géntechnológiai és fehérjemérnöki kutatásokra. Komplex kiterjesztése környezettoxikológiai célokra új keletű. A QSAR kiterjedt alkalmazását a környezetbe kikerülő anyagok nagy száma teszi szükségessé, hiszen a közel 100 000 gyártott és felhasznált vegyi anyaghoz évente adódó több ezer új anyagot képtelenség egyenként, minden szempontból megvizsgálni. A QSAR lehetővé teszi, hogy a környezet;toxikoló;gus pusztán a kémiai szerkezet alapján előre jelezze a vegyi anyag környezetbe kerülésének következményeit. Ha egy vegyületre nem találunk toxikológiai vagy ökotoxikoló;giai adatot, akkor hasonló szerkezetű, ismert hatású vegyület adataiból megbecsülhetjük toxicitását, mutagenitását, egyéb káros hatásait, hatásmechanizmusát, környezetbe kikerülése utáni terjedését, fázisok közötti megoszlását, mobilizációra, degradációra, bioak;kumulációra való hajlamát, degradációs termékeit és azok hatását. A szerkezet és aktivitás közötti összefüggést a SAR (Structure-Activity Relationship = szerkezet és aktivitás összefüggése) és a PAR (Property-Activity Relationship = tulajdonság és aktivitás összefüggése) adja meg, ezek mennyiségi (kvantitatív) vonatkozásait pedig a QSAR. Azonos csoportba tartozó vegyületek környezeti viselkedése kémiai szerkezetüktől függően szisztematikus és előrejelezhető összefüggéseket, ill. eltéréseket mutat, melyek matematikai egyenletekkel leírhatóak. A legelterjedtebb, a sokváltozós regressziós matematikai összefüggések használata, melynek alapját a következő egyszerű lineáris egyenlet adja, ahol a vegyület kémia reakciókinetikai állandói, így szubsztitúciós konstansai (σ: elektromos, E_s: sztérikus, π: hidrofóbitási) szerepelnek:
log 1/C = -K₁ π² + K₂ π + K₃ σ + K₄E_s + K₅
C a koncentráció. A környezetben való viselkedés és a hatás szempontjából az eltérő hidrofóbitású fázisok közötti megoszlás az egyik legfontosabb tulajdonság, melyet a K_ow (oktanol-víz megoszlási hányados) jellemez. A ftalát-észterek biodegradálhatósá;gát (BC) például a következő egyenlet írja le:
BC = -24,308 * log K_ow + 394,84.
A vízibolha által akkumulált aromás vegyületek biokoncentrációs faktorát (BCF) a
logBCF = 0,898 * log K_ow - 1,315 egyenlet adja meg.
Hasonló egyenletek vonatkoznak a toxicitásra, pl.
log 1/ LC₅₀ = 0,871 * log K_ow -4,87
egyenlet az aromás és alifás szénhidrogének toxicitását adja meg hal esetében.