化学农药是一种常见的环境污染物,对生态环境和人类健康都产生了许多影响。因其使用量大,但有效利用率低,导致农药对生物体的影响十分明显。以中国为例,2017年我国农药的有效利用率只有38.8%。这些农药通过消化道、呼吸道、皮肤等途径进入人体后,可能引起急性中毒甚至死亡,也可能不断蓄积,造成慢性中毒,引起疾病的发生。2016年我国中毒死亡人数为4,936人,其中农药中毒死亡的人数为2,725人。
1.1EFSAOpenFoodTox数据库
EFSAOpenFoodTox数据库网址为:
1.2EPACompToxChemicalsDashboard数据库
EPACompToxChemicalsDashboard的网址为:
1.3PPDB
2007年,PPDB作为一个免费访问网站推出。它由赫特福德大学农药与环境研究所为各种终端用户开发,从随附于农业环境管理软件的数据库演变而来,并得到了系统的进一步开发,在欧盟资助的FOOTPRINT项目支持和所获收入的帮助下进行了扩展,支持风险评估和风险管理。
其所含农药种类包括已批准使用的农药、新研发的农药及过时或禁用的农药。除农药特性数据库外,它还有两个关于生物农药和兽药的数据库。
其网站为:
1.4农药行动网络(PesticideActionNetwork,PAN)
1.5美国生态毒理数据库(EcotoxicologyDatabase,ECOTOX)
ECOTOX由EPA研究与发展办公室的国家健康与环境影响研究实验室中部大陆生态分区部门开发和维护,其数据主要是某一种化学物质对水生生物、陆生生物的生态毒性数据,由ECOTOX的工作人员从美国EPA中部大陆生态分区图书馆馆藏文献中搜集。
该数据库的网址为:
1.6毒理学数据网络(TOXicologydataNETwork,TOXNET)
TOXNET系列数据库的网址为:
但因美国国家医学图书馆重组,其中大多数毒理学信息服务已集成到其他产品和服务中。其中有害物质数据库、化学致癌研究信息系统、遗传学数据库汇入PubChem,毒理学文献在线、发育和生殖毒理学数据库2个文献性数据库汇入PubMed,综合风险信息系统、致癌效力数据库、比较毒物基因组学数据库已不在TOXNET支持服务内,但仍然可以访问其数据,上文中TOXNET网址指明了这几个数据库的访问链接。
1.7国外主要数据库比较
(1)查询数据比较
EFSA和EPA的数据库以查询评估报告或其他文献资料的形式进行数据检索,数据涵盖基本信息(CAS号、分子式、相对分子质量等)、理化性质(物质状态、熔点、沸点、分解温度、饱和蒸气压、亨利常数、水溶解度、有机溶剂溶解度等)、环境行为(降解速率、吸附系数、水解速率、光解速率等)、健康毒性(每日允许摄入量、急性参考剂量、操作者允许接受水平等)、生态毒理等方面,比较详细。PPDB和PAN数据库可直接查询数据,数据指标较前者少。ECOTOX为生态毒理数据库,提供鸟类、哺乳动物、鱼类、水生无脊椎动物、底栖生物、藻类、水生高等植物、水生微宇宙和中宇宙实验、蜜蜂、其他节肢动物、蚯蚓、弹尾目、其他单个物种等多种较详细的生态毒理数据。
(2)优缺点比较
EFSA的数据相对完善,数据较多,但数据的查找比较烦琐,且仅收录欧盟的数据。EPA的数据类型及种类同样较全,同时还另将农药数据库独立出来,更有利于搜集查询。PPDB和PAN是纯农药数据库,其数据类型及指标针对性更强,对于获取农药数据更加方便且专业。ECOTOX数据库的数据资料多源于文献,且不需要阅读文献,直接以表格的方式呈现数据,还可以直接导出为Excel文件,方便使用者统计;但导出数据在使用时还需要进行核实和筛选。TOXNET数据库内容多侧重于药物且缺少生态毒理方面的数据。
(3)在环境管理应用中的比较
2.1.1中国国家有毒化学品基础数据库
2.1.2化学物质毒性数据库
化学物质毒性数据库由中国科学院过程研究所发布,由中国科学院计算机网络信息中心承担建设,是综合科技信息数据库的重要组成部分。该数据库分为三部分:化学物质毒性英文数据库、化学物质毒性中文文献数据库、化学品安全特性数据库。
化学物质毒性英文数据库数据大部分来自2001年前公开发行的RTECS。在2001年之前RTECS是美国国家职业安全卫生研究所免费提供的出版物,但现在RTECS属于硅谷高科技公司SymyxTechnologies,并且必须订阅付费才能获取数据。化学物质毒性英文数据库的数据从20世纪50年代开始积累,每年4次更新。至2003年,英文数据库总数据量约300MB,含150,000多个记录,包括刺激性、毒性、致畸、致癌与生殖效应等健康毒性数据,以及生态环境标准与职业卫生标准、EPA文件数据等,也涵盖了关于化学品安全管理、预防化学事故和灾害应急响应中需要的物理(易燃性、易爆性)、化学(毒性、环境标准)的特性数据,基本满足职业卫生、公共卫生以及环境研究等工作需要。
化学物质毒性中文文献数据库编辑整理了约120多种自1953年至今国内公开定期出版的期刊论文中的实验、观测等产生的特性数据,并由专家负责对数据进行审核与校正,按照一定的数据规格录入化学物质毒性中文文献数据库。化学物质毒性中文文献数据库的数据收录工作自2003年启动,截至目前已建成数据量约5.6MB,含3,300余条记录。
化学品安全特性数据库,其数据内容主要是常见化学物质的物理安全特性(易燃性、易爆性、储运条件)、化学安全特性(毒性、环境标准)等实质性数据;并且收录了如CAS号、化学名、商品名、相对分子质量和分子式等基本信息。目前含有约5MB、7,300多条记录,由中国科学院自主开发。
2.1.3化学专业数据库
化学专业数据库附属于中国科学院信息化专项科学大数据工程项目,由中科院上海有机化学研究所承担建设。此数据库现已成为国内最大的公益性化学数据库,部分数据来自RTECS,下文介绍化学专业数据库中的两个子库。
毒药物动力学预测数据库是上海有机化学研究所化学专业数据库系统的一部分,收录常见药物研发所需的大量毒药物动力学预测数据和毒性估测数据。总共包括10万多种常见的天然化合物和药用化合物。用户可通过输入化合物结构来检索数据库中的物质,或通过设定预测数据的种类和数值范围,筛选出目标化合物。
其网址为:
上海有机化学研究所环境化学毒物防治数据库目前收录了1,000余种环境有害化学毒物的防治技术资料,包含化学毒物的稳定性、毒理学资料、中毒临床、生态危害与环境保护、安全生产与劳动保护、流行病学调查、理化特性等内容。用户可通过化学品的中英文名称、CAS号、分子式、毒物类型等检索化学品并查看其毒性防治信息。
2.1.4农兽药数据库
由烟台富美特食品科技有限公司旗下食品行业综合性门户网站—食品伙伴网开设的农兽药数据库,数据更新至2012年,共计3,500余种农、兽药数据条目。数据包含农兽药的基本信息、理化性质、毒理学、应用情况等。
2.1.5国内数据库比较
(1)我国本土毒性数据较为缺乏。国内数据库中中国本土生物的健康毒性数据比国外少,且缺乏大量生态毒理数据。以化学物质毒性数据库为例,英文文献有150,000多条记录,且来自外国数据库,而国内数据为3,300余条。
(3)数据更新维护不及时。国内的化学英文数据库大部分数据来自美国的RTECS,并且是2001年之前的公开版本,没有进行及时更新,农兽药数据库仅更新至2012年的数据。
(4)数据共享不足。国内数据库存在不提供免费查询和浏览功能,需要单独注册,部分使用受限,不对外开放且普适性较差的问题。
(5)尚未建立数据收集规范、数据筛选标准。我国本土数据库目前尚未建立毒性数据的收集和整编规范,缺乏严格的数据筛选标准,因此无法保证数据的准确性、可靠性,也可能会影响评价结果。
3小结
4展望
(3)注重收集中国本土生物毒性数据。中国的农药毒理研究仍需要科技更加先进国家的农药毒性数据库提供支持。虽然我国已经开展了一定量的本土生物毒理学实验,但目前积累的健康毒性和生态毒理数据仍然不够充足,无法有效保护我国本土生物与生态环境。国内生物区系毒理数据的积累和完善是为符合中国国情的基准研究提供支持的关键问题之一。因此,应注重优先收集涉及本土生物的毒理数据,如国内外数据库、报告、项目中包含中国本土生物的毒性数据资源。
尽管我国尚未建立完备的农药基础毒性数据库和平台,但伴随着国内农药毒性数据库初步建立完成、信息化时代的到来以及国内的科研力量不断发展壮大,中国本土的农药毒理数据库也一定能够进一步发展,渐趋完善。在此过程中,应该充分借鉴国外数据库的运行经验,收集完善各项中国本土的农药毒性数据,并促进各个平台间的信息交流及对外开放,为农药污染物测量监督管理等方面的科研需求提供强有力的支持。
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