Filling Ecotoxicity Data Gaps for Plasticizers via an Integrated Framework: Toxicity Prediction, Prioritization, and Hazardous Concentration Derivation.

چکیده اصلی

Plasticizers are widely used polymer additives whose release into aquatic environments poses ecological risks, while their structural diversity challenges conventional toxicological assessment. To address this data gap, an integrated modeling framework was established for hazard assessment and prioritization of plasticizers. Species-specific QSAR models were developed for six species across three trophic levels, enabling accurate toxicity prediction for 600 plasticizers. Eighty-five plasticizers were identified as high-priority due to potent toxicity (LC50 < 10 μM) across trophic levels, 54.1% of which are alternative plasticizers. Approximately half of these high-priority plasticizers are widely used in polyvinyl chloride plastics, and 21.2% occur in bioplastics, indicating their potential contribution to the chemical risk of conventional plastics and "green" polymers. Across multiple taxa, predicted toxicity differences among plasticizer subclasses were linked to structural features captured by 2D descriptors. By integrating QSAR predictions with interspecies correlation estimation, the hazardous concentrations for 5% of species (HC5: 0.04-274 μg/L) were derived for high-priority plasticizers using species sensitivity distributions, with crustaceans identified as the most sensitive taxa. Linking hazard prediction and prioritization with polymer occurrence enables the systematic identification of high-priority plasticizers and highlights polymers that contain plasticizers of potential concern.

ترجمه فارسی چکیده

پلاستیک‌سازها افزودنی‌های پلیمری هستند که انتشار آن‌ها در محیط‌های آبی خطرات اکولوژیکی ایجاد می‌کند، در حالی که تنوع ساختاری آن‌ها چالش‌هایی برای ارزیابی سمیت سنتی ایجاد می‌کند. برای پر کردن این شکاف داده، یک چارچوب مدل‌سازی یکپارچه برای ارزیابی خطر و اولویت‌بندی پلاستیک‌سازها ایجاد شد. مدل‌های QSAR مخصوص هر گونه برای شش گونه در سه سطح غذایی توسعه یافت که امکان پیش‌بینی دقیق سمیت ۶۰۰ پلاستیک‌ساز را فراهم کرد. ۸۵ پلاستیک‌ساز به عنوان اولویت بالا شناسایی شدند به دلیل سمیت قوی (LC50 < ۱۰ μM) در سطح‌های غذایی مختلف، ۵۴.۱٪ از آن‌ها پلاستیک‌سازهای جایگزین هستند. حدود نیمی از این پلاستیک‌سازهای اولویت بالا در پلاستیک‌های پلی‌وینیل کلراید استفاده می‌شوند و ۲۱.۲٪ در پلاستیک‌های زیستی یافت می‌شوند که نشان‌دهنده مشارکت بالقوه آن‌ها در ریسک شیمیایی پلاستیک‌های سنتی و پلیمرهای «سبز» است. در میان چندین گروه، تفاوت‌های پیش‌بینی شده سمیت بین زیرگروه‌های پلاستیک‌ساز با ویژگی‌های ساختاری که توسط توصیفگرهای ۲ بعدی گرفته شده‌اند مرتبط بود. با ادغام پیش‌بینی‌های QSAR با برآورد همبستگی بین گونه‌ای، غلظت‌های خطرناک برای ۵٪ گونه‌ها (HC5: ۰.۰۴-۲۷۴ μg/L) برای پلاستیک‌سازهای اولویت بالا با استفاده از توزیع حساسیت گونه‌ای استخراج شد و سخت‌گیرترین گروه، کرم‌های دریایی بودند. پیوند پیش‌بینی خطر و اولویت‌بندی با وقوع پلیمرها، شناسایی سیستماتیک پلاستیک‌سازهای اولویت بالا را ممکن می‌سازد و پلیمرهایی را که حاوی پلاستیک‌سازهای نگران‌کننده هستند، برجسته می‌کند.

متن کامل اصلی