Прогнозирование безопасных концентраций органических веществ в водных объектах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат наук Мухамадеева, Алия Ильдаровна

• Мухамадеева, Алия Ильдаровна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Мухамадеева, Алия Ильдаровна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ХИМИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Нормативный механизм регулирования качества воды в водоемах

1.2 Методы оценки воздействия химических веществ на водные объек- ^ ты

1.2.1 Экспресс-экспериментальные методы прогнозирования допусти- ^ ^ мых концентраций содержания химических веществ в воде

1.2.2 Расчетные методы определения токсичности и вредности химиче- ^ ских веществ в водоемах

1.2.3 Прогнозирование токсичности и опасности органических соединений в исследованиях закономерности связи «структура - свой- 16 ство»

1.3 Применение компьютерной системы «БАШЭ-21»

2 РАЗРАБОТКА БАЗЫ ДАННЫХ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ УРОВНЕЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В 27 ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ (ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА)...

2.1 Обоснование выбора и характеристика объектов и методов расчет- ^ ного исследования

2.2 Формирование банков структур органических соединений

2.2.1 Анализ влияния химических фрагментов на токсичность органи- ^ ческих соединений в воде

2.2.1.1 Влияние структурных признаков на токсичность соединений в ^ воде хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоема (массив 1).

2.2.2.2 Влияние структурных признаков на токсичность соединений в ^ воде рыбохозяйственного водоема (массив 2)

2.2.2 Формирование моделей для интервальной оценки уровней воз- ^ действия органических веществ

2.3.1 Модели для оценки интервальных значений ОДУ органических соединений в воде хозяйственно - питьевого и культурно-бытового во- 40 допользования

2.3.2 Модели для оценки интервальных значений ОБУВ органических ^ соединений в воде рыбохозяйственного значения

2.4 Апробация моделей для оценки интервалов значений ОДУ и ОБУВ ^ органических соединений

2.5 Прогнозирование интервалов значений ОБУВ органических соеди- ^ нений

3 СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОТОКСИЧНОСТИ НЕКОТОРЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ (ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 55 ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ)

3.1 Объекты исследования

3.1.1 Синтез 2-гуанидинобензимидазола, 2-аминобензимидазола и изо- ^ бутилнафталинсульфокислоты

3.2 Исследование экотоксичности химических веществ

3.2.1 Методы исследования

3.2.1.1 Методы биологического тестирования

3.2.1.2 Метод определения биологического потребления кислорода

3.2.2 Результаты биотестирования химических веществ в составе пе- ^ стицидов

3.2.3 Результаты биотестирование химических веществ в составе при-

Оо

садок к дизельному топливу

3.2.4 Исследование влияния химических веществ на процессы само- ^

очищения водоемов

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Структуры органических соединений массива 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Структуры органических соединений массива 2

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прогнозирование безопасных концентраций органических веществ в водных объектах»

ВВЕДЕНИЕ

В условиях техногенного воздействия на окружающую среду, в водоемы поступает большое количество разнообразных по химическому строению веществ. В России согласно нормативным и справочным данным только около 3000 химических соединений имеют установленные допустимые значения концентраций - ПДК (предельно допустимая концентрация) и ОДУ (ориентировочно допустимый уровень воздействия) для воды водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования; около 1000 соединений имеют установленные ПДК и ОБУВ (ориентировочно безопасный уровень воздействия) для воды рыбо-хозяйственного значения. Однако, с каждым годом растет количество веществ с неизвестными допустимыми концентрациями, которые так же попадают в водные объекты. По разным литературным источникам ежегодно синтезируется от 2000 до 50000 новых химических веществ [120].

Установление предельно допустимых концентраций (ПДК) органических веществ, требуют весьма значительных затрат. Поэтому актуальными становятся экологические исследования по разработке теоретических подходов к прогнозированию опасности химических соединений для окружающей среды на основе изучения связи «структура-свойство»: методов предварительной оценки уровней воздействия новых и малоизученных органических веществ, выражаемые в допустимых и безопасных концентрациях. Согласно методическим указаниям по разработке ПДК (МУ 2.1.5.720-98), прогнозные методы оценки уровней воздействия веществ являются основой при планировании дальнейших экспериментов (установление ПДК, ОДУ, ОБУВ) и внедрения этих веществ в практику хозяйственной деятельности [59].

Проблема упрощения и повышения эффективности исследований по прогнозированию и предварительной оценке экологических нормативов содержания веществ в водоемах, определению уровней их воздействия на водоем может быть решена при использовании современных технологий и средств, например, компьютерных систем с применением различных методов математического представ-

ления и анализа данных. Одной из таких является компьютерная система SARD-21 (Structure Activity Relationship & Design) [95].

Цель исследования: разработка подхода к прогнозированию безопасных концентраций (ОДУ и ОБУВ) органических веществ в воде водных объектов на основе закономерностей связи «структура-свойство».

В соответствии с целью поставлены следующие задачи:

1. Разработка комплекса моделей для предварительной оценки интервалов значений ориентировочно допустимых уровней воздействия (ОДУ) органических веществ в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

2. Разработка комплекса моделей для предварительной оценки интервалов значений ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) органических веществ в воде водоемов рыбохозяйственного значения.

3. Исследование влияния химических фрагментов на токсичность органических соединений в воде. ■■

4. Прогнозирование интервалов значений безопасных концентраций (ОБУВ) органических соединений в воде водоемов рыбохозяйственного значения.

5. Синтез и исследование экотоксичности химических веществ в составе пестицидов и компонентов присадок к дизельным топливам с помощью расчетных и экспериментальных методов.

Научная новизна: впервые на основании связи «структура-свойство» в рамках компьютерной системы SARD-21: разработаны и апробированы 2 комплекса моделей, позволяющие прогнозировать интервалы значений безопасных концентраций органических веществ в воде водоемов; выявлены наименее токсичные фрагменты структур органических соединений, и их модификации, присутствие которых в молекуле предпочтительны для моделирования и целенаправленного синтеза органических веществ; осуществлен прогноз интервалов значений ОБУВ для ряда практически значимых веществ, экспериментально подтверждены прогнозные значения безопасных концентраций исследуемых веществ на

двух тест-объектах методом биотестирования исследуемых веществ на двух тест-объектах методом биотестирования.

Практическая значимость.

1. Определены интервалы значений ОДУ и ОБУВ для новых и малоизученных органических веществ, с использованием разработанного комплекса моделей.

2. Предложенный метод прогнозирования безопасных концентраций позволил ГБУ «НИТИГ АН РБ» использовать полученные данные для доэксперимен-тальной и досинтетической оценки токсичности новых компонентов препаративных форм пестицидов.

3. Результаты исследований нашли применение в учебном процессе на кафедре «Прикладная экология» ФГБОУ ВПО УГНТУ при подготовке лекционных материалов по дисциплине «Экологический мониторинг», «Промышленная экология», «Методы математического моделирования в экологии»;

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность и благодарность за научную консультацию Кантору Евгению Абрамовичу (д.х.н., профессор кафедры физики ФГБОУ ВПО УГНТУ), Кирлан Светлане Анатольевне (д.х.н., зав. лабораторией ГБУ «НИТИГ АН РБ») за методологическую помощь в работе над диссертацией.

1 ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ХИМИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Любой водоем или водный источник является весьма значимым элементом окружающей природной средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного и подземного водного стока, разнообразные природные и техногенные явления, а также результаты антропогенной деятельности человека. Негативное последствие этих явлений - привнесение в водную среду несвойственных ей веществ, ухудшающих качество воды.

Одним из основных принципов рационального природопользования является соблюдение чистоты, и сохранение качества водных ресурсов. Однако, в результате антропогенной деятельности человека этот принцип реализуется лишь частично.

В связи с высокими темпами развития промышленности ежегодно увеличивается количество новых, потенциально опасных экотоксикантов. Ведущим кри- • терием содержания химических веществ в воде водных объектов является предельно допустимая концентрация (ПДК) вещества.

1.1 Нормативный механизм регулирования качества воды в водоемах

Нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК, мг/л) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования распространяются на воду подземных и поверхностных водоисточников, которые используются для централизованного и нецентрализованного водоснабжения, горячего водоснабжения; для рекреационного и культурно-бытового водопользования; а также питьевую воду [82].

ОДУ (мг/л) - временный норматив, который разрабатывается на основе расчетных и экспресс-экспериментальных методов прогноза токсичности для химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

Нормативы ПДК химических веществ в воде водных объектов рыбохозяй-ственного значения характеризуют ее пригодность для обитания в ней водных биологических ресурсов и обеспечивают безопасность продукции из них [83]. Временный норматив содержания химического вещества в водоемах рыбохозяй-ственного значения - это ориентировочно безопасный уровень воздействия (ОБУВ, мг/л) вещества, также определяемый на основе экспресс-экспериментальных и расчетных методов на стадии предупредительного надзора и устанавливаемый сроком не более чем на два года [55,83].

ПДК вещества в воде для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования устанавливается с учетом трех лимитирующих признаков вредности (ЛПВ):

• органолептического - характеризует способность вещества изменять органолеп-тические свойства воды;

• общесанитарного - определяет влияние вещества на процессы естественного самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций с участием естественной микрофлоры;

• санитарно-токсикологического - характеризует токсическое действие (острая токсичность) на организм человека [25].

Для рыбохозяйственного водопользования ПДК веществ устанавливается с учетом пяти ЛПВ:

• санитарный - характеризует нарушение экологических условий при попадании вещества в воду; изменение трофности водных объектов; гидрохимических показателей, нарушение самоочищения воды, численность сапрофитной микрофлоры;

• санитарно-токсикологический - характеризует действие вещества, как на водные организмы, так и на санитарные показатели водного объекта;

• рыбохозяйственный - характеризует ухудшение органолептических показателей качества рыбы;

• органолептический;

• токсикологический - если вещество оказывает прямое токсическое действие на водные организмы [68].

Наименьшая из безвредных концентраций по трем (пяти) лимитирующим показателям вредности принимается за ПДК конкретного вещества в водном объекте [25].

Значимость ПДК, ОДУ и ОБУВ в системе водно-санитарного и природоохранного законодательства определяется прежде всего тем, что соблюдение этих нормативов создает благоприятные условия водопользования, при этом обеспечивая безопасность воды для здоровья населения.

В экологических расчетах наличие установленных нормативов ПДК, ОДУ и ОБУВ для химических веществ в воде позволяет рассчитать ряд экологических нормативов и параметров.

ПДК используется:

1) при определении величины нормативно допустимого сброса (НДС) для выпуска сточных вод определяются по формуле:

Сццс=п(Спдк-Сф) + Сф, (1.1)

где Сщк - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде

л

водоема, г/м ;

Сф - фоновая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема в месте выпуска сточных вод, г/м3;

п - кратность общего разбавления сточных вод в водоеме, определяемая по формуле [88];

2) при оценке параметров не канцерогенного риска в случае отсутствия референтной концентрации в качестве ее эквивалента возможно применение предельно допустимых концентраций установленной в воде водоемов [88];

3) ПДК в воде рыбохозяйственного значения учитывается как один из первичных показателей для определения степени опасности компонента отхода для окружающей природной среды по каждому компоненту отхода [87];

4) при расчете нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС) должно выполняться следующее условие: сумма отношений концентраций (Сь..Сп, мг/л) каждого из веществ в контрольном створе к соответствующим значениям ПДК (мг/л) в воде той или иной категории не должна превышать единицы:

+ ...+

(1.2)

Нормативы ПДС устанавливаются для каждого выпуска сточных вод предприятий, исходя из условий недопустимости превышения ПДК веществ в контрольном створе или на участке водного объекта с учетом целевого использования вещества при превышении ПДК в контрольном створе - исходя из условия сохранения состава и свойств водных объектов, сформировавшихся под влиянием природных факторов [42];

5) при расчете гидрохимического индекса загрязнения воды (ИЗВ):

где Q - концентрация i-ro компонента, мг/л; N - число показателей, используемых для расчёта индекса;

ПДК; - предельно допустимая концентрация для соответствующего типа водоема, мг/л [25].

Исследования, проведенные в представленной работе, выполнены в рамках первого этапа обоснования ПДК веществ в воде, который должен включать сведения о результатах расчетов допустимых и безопасных концентраций химических веществ на основании моделей для оценки связей «структура-токсичность». Кроме того, одним из важнейших критериев разработки ПДК веществ в воде водных объектов является обязательное использование методов прогноза токсичности и опасности веществ для планирования экспериментов и верификации полученных результатов [59].

1.2 Методы оценки воздействия химических веществ на водные объекты

Научные основы исследований, связанных с изучением уровней воздействия химических веществ в воде водных объектов, были заложены трудами Э.А. Веселова, Н.С. Строганова, A.M. Гусева и их коллег в 60-хх годах прошлого века. Н.С. Строгановым водная токсикология была определена, как новое научное направление, "исследующее токсичность водной среды любого происхождения

(1.3)

для гидробионтов, и все реакции гидробиоитов на токсичность водной среды на всех уровнях организации живого" [108]. В этот период начинает вводиться в практику регламентирование загрязнения водоемов и определяется режим охраны водоемов от загрязнений.

Применение расчетных методов для обоснования допустимых и безвредных концентраций химических веществ выполняется с целью уменьшения разрыва между темпами роста числа новых химических соединений, поступающих в окружающую среду, и возможностями установления для них нормативов предельно допустимого и вредного воздействия (ПДК, ОДУ и ОБУВ) на объекты окружающей среды.

Методы прогнозирования допустимых концентраций, уровней воздействия и других показателей токсичности и опасности можно разделить на следующие разновидности:

1) прогнозирование токсикологических параметров, основанных на экспресс-эксперименте;

2) расчетные формулы и уравнения регрессии, основанные на данных о ПДК веществ в других объектах окружающей среды (ПДК в атмосферном воздухе и почве), физико-химических константах;

3) компьютерные системы, основанные на различных математических методах для расчета параметров токсичности и опасности соединений [59].

1.2.1 Экспресс-экспериментальные методы прогнозирования допустимых концентраций содержания химических веществ в воде

Экспресс-экспериментальные методы для нормирования содержания химических соединений в водных объектах впервые в СССР были предложены авторами: Г.Н. Красовским, H.A. Егоровой, З.И. Жолдаковой, A.A. Голубевым и др. [28,28,40,41] в методических указания по применению расчётных и экспериментальных методов при гигиеническом нормировании [55]. Использовались экспресс-экспериментальные методы с целью ускоренного определения хронической

токсичности соединений на основе общей количественной оценки процессов развития интоксикации в краткосрочных опытах на животных.

Эксперимент для определения МНД (максимально недействующей дозы, мг/кг) по времени гибели животных основывался на использовании корреляционной связи между одним из показателей кумулятивных свойств веществ - отношение DL50 (среднесмертельная доза, вызывающая при данных условиях опыта летальный эффект у 50% взятых в опыт животных, %) [40] к МНД и вероятностной величине эпсилон Т50 (время гибели животных соответствующая DL50). По установленной корреляционной зависимости рассчитывалась величина МНД по формуле:

lg МНД= 1,302 lg еТ50 + lg DL50 - 2,220 (1.4)

Также в методических указания [55] описаны ряд экспресс опытов по определению кумулятивных свойств химических веществ и определению хронической токсичности по начальным стадиям интоксикации животных.

В проекте методических указаний по обоснованию нормативов содержания химических веществ в воде водоемом хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования 2010г. [66] приведены экспресс-экспериментальные методы установления параметров токсичности химических веществ в острых опытах на животных (белых мышах, белых крысах, половозрелых морских свинках, кроликах массой). Длительность острых опытов составляет 14 дней. По результатам экспериментов делают предварительные выводы о характере токсического действия вещества. Полученные значения в ходе эксперимента DL50 позволяют рассчитать индекс кумуляции I:

1=1-Д2/Ди (1.5)

где Д; - величина DL503a 1 сутки; Д2 - величина DL503a все 14 дней опыта.

Описанные методы определения токсикометрических величин в лабораторных условиях применимы для химических веществ, загрязняющих воду водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. А также все эти методы являются длительными и трудоемкими, а также должны быть обеспечены соответствующими материальными условиями (животные для опытов, оснащенная

лаборатория и др.). Кроме того, величина МНД может рассматриваться лишь как вероятностный показатель для дальнейшего определения ПДК в воде водоемов V хозяйственно-питьевого и культурно бытового значения [49], а величины Т50 и

• * БЬбо являются некоторыми величины для дальнейшего обоснования допустимых

и безопасных концентраций. Поэтому применение экспресс-экспериментальных методов для прогнозирования и предварительной оценки уровней воздействия новых и малоизученных веществ на воду водоемов становятся все более актуальны.

По результатам токсикологических исследований (определение максимально недействующей концентрации - МНК, концентрации вызывающей смерть 50% особей тест-объекта в остром эксперименте - ЬС5о) веществ на тест-объектах различных трофических звеньев водного объекта (микроорганизмы, простейшие, ракообразные, личинки, рыбы на разных стадиях развития) устанавливается ПДК химических веществ в воде водоемов рыбохозяйственного значения. Однако полученные в ходе эксперимента оценки ЬС50 и МНК должны учитываться в комплексе с результатами оценки стабильности веществ в воде, показателей кумуляции, исследования генотоксичности (тест Эймса), которые также устанавливаются в лабораторных условиях. Таким образом, процедура установления нормативов рыбохозяйственных ПДК становится затратной и трудоемкой.

1.2.2 Расчетные методы определения токсичности и вредности химических

веществ в водоемах

Для определения ПДК органических соединений в воде водоемов предложены уравнения по параметрам острой токсичности, некоторым физико-химическим константам, а также значениям ПДК и токсикометрическим величинам в других средах (воздух и вода).

Согласно [42,49] для определения ориентировочно допустимых уровней органических соединений в воде водоемов рекомендуется следующие уравнения:

1§ОДУ = -2Д25 +1,71 §С150 (1 6)

1§ ОДУ = -24,76 +1,391ёВ150 п 7Л

^ ОДУ - -0,45 -0,007/°,:

(1.8)

^ ОДУ =0,85 -0,01/°вд ^ ^

где - температура плавления вещества, °С; СЬ50 - концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двух-, четырехчасовом ингаляционном воздействии, мг/м3; ОЬ50 - доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок, мг/кг.

Использование уравнений (1.3) - (1.9) целесообразно при определении допустимых концентраций тех веществ, которые имеют низкие значения пороговых величин по влиянию на органолептические свойства воды водоема или санитарный режим, поскольку эти уравнения с достаточной достоверностью позволяют получить необходимую информацию о возможных токсикологических характеристиках и параметрах [99].

В работах Е.И. Спыну и Л.Н. Ивановой [107] предложены следующие уравнения регрессии для расчета ПДК в воде по органолептическому ЛПВ:

ЫЛДК = о,П§м +1§Л,Л -2,6?

\^ПДК = Ъ,3>^М +0,22^°™ +6.2, (1-11)

где М- молекулярная масса, г; - температура плавления, °С; (}кип — температура кипения, °С.

Однако предложенные уравнения 3-11 применимы лишь для нормирования содержания пестицидов воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

Универсальные зависимости между токсичностью химических веществ в воде и их значением ПДК для гидробионтов в воде водоемов рыбохозяйственного значения отсутствуют [99]. Имеются лишь единичные работы по определению токсикометрических величин (ВЬ5окрысы, ПД (пороговая доза), МНД) и безопасных концентраций (ОБУВ) [102] для отдельных видов и классов химических веществ.

Имеется ряд регрессионных уравнений, предложенных для определения ОБУВ пестицидов:

^ОБУВ=А+Ь1-&2+Ь3-х3+ Ь4-Х4, (1.12)

где хi - коэффициент распределения "октанол-вода" - Kow; %2 - для дафний - JIK50 за 48 ч, мг/л; х3 - для взрослых или годовиков рыб - ЛК50 за 96 ч, мг/л; х4 - для личинок рыб - ЛК50 за 48 ч, мг/л; A, bh Ь2, и Ъ4 - коэффициенты расчета ОБУВ, выбираются по справочным материалам [55] в соответствии с имеющимся максимальным набором известных исходных показателей (предикторов). Если какие-либо предикторы неизвестны, то из общего уравнения исключают соответствующие члены, что приводит к недостоверности.

lg ПДК = —0,14 +1,0 lg NOELdai}imu ^ (1 13)

lgNOELVbICbi - 1,63 + 0,32lgNOELdacjtmu (U4)

1 %ПДК = -2,76 + 0,55 lg NOELyphiCM (1

\gNOEL0a(pimu = -2,49 + 0,421g NOEL^ (116)

где ПДК - предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема рыбохозяйственного значения, мг/л; NOELda(pHUU - максимально недействующая доза веществ, полученного в опытах на дафниях, мг/л; NOELKpblCbl - максимально недействующая доза вещества, полученного в опытах на крысах, мг/кг [115].

Для определения токсикометрических величин хлорпроизводных бензолов работе [102] рекомендуется использовать следующие уравнения:

lg ОЬ5^ысы (мг / кг) = 0,21 lg СЬ50рыбы + 3,06; (1.17)

lg МНД = 0,59 lg СЬ50ръ1бы - 3,07; (1.18)

lg ПД = 0,62 lg СЬ50рыбы - 2,31; (1.19)

Для ускоренного нормирования производных фосфоновых кислот в водоемах рыбохозяйственного значения по токсикологическому ЛПВ [102] предложена формула:

ПДК = 6,15ПДКр 3 -1,22, (1.20)

л

где ПДКр з - предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны, мг/м .

Таким, образом, в основу большинства расчетных методов положен общий принцип - выявление корреляционных зависимостей между установленными допустимыми и безвредными концентрациями и различными физико-химическими

и биологическими параметрами. Недостатком описанных расчетных зависимостей (формулы (1.3) - (1.20), является использование эмпирических величин для расчета безопасных концентраций веществ и других токсикометрических параметров, при этом недостаточно учитывается механизм действия загрязняющих веществ в воде.

Поэтому в настоящее время все более актуальны методы прогноза токсичности и опасности соединений, основанные на взаимосвязи между структурой вещества и его токсичностью. Методы поиска закономерности связи «структура-токсичность» могут рассматриваться как альтернативные по отношению к методам, основанным на уравнениях регрессии [120].

1.2.3 Прогнозирование токсичности и опасности органических соединений в исследованиях закономерности связи «структура - свойство»

Областью исследований, занимающейся вопросами поиска и изучения зависимостей между структурой веществ и их свойствами, является QSAR (QSPR) (Quantitative Structure Activity Relationships (Property) [141], в переводе на русский - Количественное Соотношение Структура Активность (КССА) (Свойство) (КССП).

В методе QSAR структурная формула органического соединения представляется в виде математического графа (пространственный объект, заданный множеством вершин и набором упорядоченных или неупорядоченных пар вершин) и оперируется с помощью специализированного математического аппарата - теории графов, позволяющей вычислять инварианты графов, которые рассматриваются как дескрипторы (параметры), характеризующие структуру органического соединения). По сложным фрагментарным дескрипторам (числовая характеристика химической структуры, которая показывает, присутствует ли в ней определенный структурный фрагмент, а также уточняет сколько раз он в ней содержится) [7], оценивается вклад различных сочетаний фрагментов структуры органической молекулы в общее свойство [32].

Модель СЖАЯ - это математическое уравнение, с помощью которого можно описать как физиологическую активность, так и любое свойство соединения. В этом случае метод носит название С^РЯ - количественное соотношение между структурой и свойством [32,39].

В развитых странах работы в области С^АИ. ведутся постоянно возрастающими темпами. Применение методов С^АЯ при создании новых соединений с заданными свойствами позволяет значительно сократить время и ресурсы и осуществлять более целенаправленный синтез соединений, обладающих необходимым заданных комплексом свойств [128-146].

Первые работы в направлении поиска связи между структурой вещества и его воздействием на объекты окружающей среды, были связаны с поиском закономерностей изменения токсичности в различных гомологических рядах [21]. Методы прогнозирования токсичности в гомологических рядах органических соединений стали основой для более простого способа учета структуры при ускоренной оценке допустимых концентраций веществ - «по аналогии» или групповом нормировании [16]. Метод состоял в интерполяции ПДК в гомологических рядах химических соединений. Основой метода были наблюдения о том, что похожие по структуре вещества часто проявляют одинаковую или близкую токсичность на животных, и их значения ПДК могут совпадать [22]. Для нормирования содержания химических веществ в воде применяли прием, согласно которому изучали несколько веществ, близких по структуре, затем выполняли опыты для установления хронической токсичности с наиболее токсичным и кумулятивным из рассматриваемых веществ. Установленный норматив распространялся на всю группу веществ. Однако для многих гомологических рядов наблюдается несовпадение закономерностей изменения показателей острой и хронической токсичности из-за различий в кумуляции веществ [110].

В 80-х годах XX века все большее число исследователей приходят к мнению, что в зависимости «структура-активность» наибольшую роль должны играть фундаментальные характеристики молекул. Так, в работе [144] изучена зависимость мутагенной активности ароматических и гетероароматических аминов на

штаммах ТА98 и ТА 100 Salmonella typhimurium от строения соединений. В качестве дескрипторов использован логарифм коэффициента распределения окта-нол/вода (lgP), который характеризует гидрофобность, и электронные дескрипторы Енсмо и Евзмо (энергии нижней свободной и высшей заполненной молекулярных орбиталей), характеризующие активность соединения в окислительно -восстановительных процессах. Ограничение метода в том, что уравнения не описывают мутагенность многих ароматических аминов, в частности наименее гидрофобных, как было отмечено самими авторами [144].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мухамадеева, Алия Ильдаровна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамзон A.A. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества / A.A. Абрамзон. - Л. Химия, 1984. - 392 с.

2. Альберт А. Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии: монография в 2 т. / А. Альберт, пер. с англ. - М.: Медицина, 1989. - 432 с.

3. Александрина А.Ю. Анализ и подготовка информации об ингредиентах полимерных композиций для моделирования зависимости «структура-активность»: дисс. ... канд. техн. наук: 05.13.01 / Александрина Алла Юрьевна. - Волгоград, 2006. - 158 с.

4. Бабичев Ф.С. Внутримолекулярное взаимодействие нитрильной и аминогрупп / Ф.С. Бабичев, Ю.А. Шаранин, В.К. Промоненков, В.П. Литвинов, Ю.М. Воловенко. - Киев: Наукова Думка, 1987. - 240 с.

5. База данных химических веществ по номеру CAS [Электронный ресурс] -Режим доступа: http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.

6. Барышников И.И. Экологическая токсикология / И.И. Барышников А.О. Лойт, М.Ф. Савченков. - Иркутск: Изд-во Иркутского университета, 1991, 4.1. -162 е.; 4.2. - 281 с.

7. Баскин И.И. Моделирование свойств химических соединений с использованием искусственных нейронных сетей и фрагментных дескрипторов: дис. ... д-ра физ.-мат. Наук: 02.00.17 / Баскин Игорь Иосифович - Москва, 2009. - 365 с.

8. Баскин И.И.Комплекс программ для нахождения корреляций «структура -свойство» на основе топологических индексов / И.И Баскин, М.И. Станкевич (Скворцова) , Р,0. Девдариани , Н.С. Зефиров // Журнал структурной химии. -1989. -т. 30, №6. -С.145-147

9. Батян А. Н. Основы общей и экологической токсикологии: учебное пособие/ А. Н. Батян, Г. Т. Фрумин, В. Н. Базылев. - Санкт-Петербург: СпецЛит, 2009. - 351 с.

10. Белоусов В.П. Гигиенические аспекты применения пестицидов и минеральных удобрений в сельском хозяйстве: автореф. дис. ... канд. мед. наук: 14.00.33 / Белоусов Виктор Петрович. - М., 1999. - 23 с.

11. Бочков А.Ф. Органический синтез / А.Ф. Бочков, В.А. Смит.- Наука, 1987. -303 с.

12. Боридко B.C. Программный комплекс для прогнозирования свойств сложных органических соединений на основе анализа неоднозначных зависимостей "структура-свойство": автореф. дис. ... канд. тех. наук: 05.13.16 / Боридко Владимир Станиславович. - Москва, 2000г. - 106 с.

13. Бурляева Е.В. Комплексная интервальная модель для предсказания количественной активности сложных органических соединений / Е.В. Бурляева, Р.Р.Биглов, В.В.Бурляев // Русский журнал «ВИЧ/СПИД и родственные проблемы». - 2000. - Т.4.- № 1,- С. 67.

14. Веденина Н. В. Анализ и прогнозирование опасности химических соединений и веществ / Н.В. Веденина. А.Г. Кравец. // Известия волгоградского государственного технического университета. Межвузовский сборник научных статей.-Выпуск 8. - №6. - С. 87-92.

15. Веденина Н. В. Анализ и прогнозирование экологической опасности органических веществ: автореф. дис. ... канд. тех. наук / Веденина Наталья Валерьевна. - Волгоград, 2010. - 23 с.

16. Водный кодекс Российской Федерации: офиц. текст.- Введ. 03.06.2006 N 74-ФЗ. (в ред. от 08.05.2013). - М.: Омега-Л. - 2013. - 39 с.

17. Воробейчик Е.Л. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем (локальный уровень) / Е.Л. Воробейчик, О.Ф. Садыков, М.Г. Фарафонтов. - Екатеринбург: УИФ "Наука", 1994. - 280 с

18. Ворожцов H.H. Основы синтеза промежуточных продуктов и красителей / H.H. Ворожцов. - Москва: Гос. Тех. Хим. Издат., ОНТИ, 1934. - 534 с.

19. ГН 2.1.5.2280-07. Дополнения и изменения № 1 к гигиеническим нормативам "Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. ГН 2.1.5.1315-03» - Введ. 15.12.07. - М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2007, - (Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы).

20. ГН 2.1.5.2307-07. Гигиенические нормативы. Ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2007, - (Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы).рно-бытового водопользования. — Введ. 19.12.07 №90

21. Голубев A.A. Количественная токсикология / A.A. Голубев, Е.И. Люблина, H.A. Толоконцев, В.А. Филов. - Л.: Медицина, 1973. - 287 с.

22. Голубева М.И. Новые сведения о токсичности и опасности химических и биологических веществ / М.И. Голубева , Т.М. Орлова, М.В. Бидевкина, Н.Г. Иванов, Г.И. Рожнов, З.И. Жолдакова, И.А. Бобринева, Э.А. Федорова, A.B. Лиманцев, О.В. Липочкина, Л.И. Крымова, Е.А. Тульская // Токсикологический вестник. - 2007. -№ 4. - С. 43-47.

23. Голубева Н.Е. Тезаурус классов органических соединений / Н.Е. Голубева, М.Б. Ибрагимова, Г.Р. Калинина, и др. - М.: ВИНИТИ, 1978. - 93 с.

24. Горбатов B.C. О стратегии регулирования обращения пестицидов в Российской Федерации. Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции «Требования безопасности к пестицидам и агрохимикатам» / B.C. Горбатов. - Орел: Орел ГАУ, 2009. - С. 30-37.

25. Гусева Т.В. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: справочные материалы / Т.В. Гусева, Я.П. Молчанова и др. - М.: Эколайн, 2000. -С.87.

26. Дубинина Е.В. Изучение взаимосвязи «структура - свойство» в ряду органических соединений с выраженной противоопухолевой активностью. Часть 2. Выявление структурных признаков лекарственных препаратов для лечения протоковой ин-вазивной карциномы молочной железы серии MCF-7 / Е.В. Дубинина, В.Р. Хайрул-лина., А.Я. Герчиков, Л.Х. Файзуллина, Ф.З. Галин, Ф.С. Зарудий // Бутлеровские сообщения. - 2011. - Т. 28. - № 18. - С. 47-56.

27. Жердев H.A. Оценка и прогнозирование экотоксичности пестицидов на Daphnia magna: дис. ... д-ра биол. наук:. 03.00.16 / Жердев Николай Александрович. - Ростов-на-Дону., 2009. - 170 с.

28. Жолдакова З.И. К обоснованию безвредных уровней для единого гигиенического нормирования веществ / З.И. Жолдакова, Н.В. Харчевникова, B.C. Жур-ков, О.О. Синицына // Гигиена и санитария. - 2000. - №6. - С. 51-54.

29. Жолдакова З.И. Прогноз опасности веществ в рамках зависимостей структура-активность с учетом биотрансформации / З.И. Жолдакова, Н.В. Харчевникова // Гигиена и санитария. - 2000. - №1. - С. 26-29.

30. Заворотный В.А. / Моделирование показателей экологической опасности для расчета класса опасности и токсичности химических реактивов / В.А. Заворотный, Т.С. Смирнова // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. -2010.-№3,-С. 17-21.

31. Заугольников С. Д. Экспрессные методы определения токсичности и опасности химических веществ / С.Д. Заугольников, М.М. Кочанов, А.О. Лойт, И.И. Ставчанский. - М.: Медицина, 1978. - 182с.

32. Зефиров Н.С. Рациональный дизайн лекарств [Электронный ресурс] / Н.С.Зефиров, О.Н.Зефирова // Режим доступа: http://www.fptl.ru/himija.html

33. Иванов В.П. Общая и медицинская экология / В.П. Иванов, О.В. Васильева, Н.В. Иванова. - Феникс, 2010. - 512 с.

34. Иванов Г.Е. Нормативное обеспечение санитарно-эпидемиологической экспертизы пестицидов и агрохимикатов / Г.Е. Иванов // Здоровье населения и среда обитания. - 2008. - № 1. - С. 21-22.

35. Каплин В. Г. Основы экотоксикологии / В. Г. Каплин. - М.: Колос, 2007. -232 с.

36. Кирлан A.B. Компьютерная система прогноза токсичности/ Кирлан A.B., Тюрина Л.А., Кирлан С.А., Кирлан В.В., Колбин A.M., Валитов Р.Б. // Башкирский химический журнал. - 2001. - Т 8. - №1. - С. 36-39.

37. Кирлан С.А. Моделирование и прогноз свойств биологически активных гетероциклических соединений на основе связи «структура — активность-токсичность»: автореф. дисс. ... д-ра хим. наук: Светлана Анатольевна Кирлан: 02.00.03 - Уфа, 2011.-302 с.

38. Ковязин В.Г. Методический подход к оценке токсичности и надежности расчетных уравнений для прогноза ориентировочных безопасных уровней веществ / В.Г. Ковязин // Гигиена и сан. - 1983. - №2. - С.45-56.

39. Кондратович Е. П. Фрагментные дескрипторы при исследовании соотношений структура-активность: применение для прогнозирования принадлежности органических соединений к фармакологическим группам с использованием метода опорных векторов / Е.П. Кондратович, Н.И. Жохова, И.И. Баскин, В.А. Палюлин, Н.С. Зефиров // Известия Академии наук. Серия химическая. - №.3 - 2009. - С. 641-647.

40. Красовский Г.Н. Расчётные методы прогнозирования безвредных уровней веществ в различных объектах окружающей среды / Г.Н. Красовский, М.А. Пини-гин, JI.A. Тепкина, З.И. Жолдакова, Ю.А.Егорова, И.П. Уланова, Сидоров К.К., Щербаков В. Д. // Сборник тезисов "Гигиенические аспекты охраны окружающей среды". - М., 1979. - № 7. - С. 43-45.

41. Красовский Г.Н., Жолдакова З.И., Харчевникова Н.В., Герасимов И.В., Воронин В.М. Методологические основы развития банка данных по токсичности о опасности веществ в воде / Материалы международной конференции "Безопасность окружающей среды: медицинские, экологические и правовые аспекты. -Пермь, 1992.-С. 12-14.

42. Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде / Ю.А. Кротов, А.О. Карелин, А.О. Лойт. - СПб., 2000. - 360 с.

43. Крымская, И. Г. Гигиена и основы экологии человека : учебное пособие / И. Г. Крымская. - Изд. 2-е, доп. и перераб. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2009. - 341 с.

44. Кузнецов П.И. О расчетных методах определения класса опасности отходов / П.И. Кузнецов, В.Т. Панюшкин, A.B. Разин // Известия высших учебных заведений. - Северо-Кавказский регион: Технические науки. - 2006. - № 4. - С. 73-76.

45. Курляндский Б. А. Общая токсикология / Б. А. Курляндский , В.А. Филов. -М.: Медицина, 2002. С. 368-369.

46. Куцева H.K. Нормативно-методическое обеспечение контроля качества воды / Н.К. Куцева, A.B. Карташова, A.B. Чамаев // Журнал аналитической химии. - 2005. -Т. 60.-№ 8.-С. 886-893.

47. Лазарева Н. В. Справочник: вредные вещества в промышленности / Н.В. Лазарева Н. В., Э.Н Левина. - Т. I. - Л.: Химия, 1976. - С. 190.

48. Лагунов А. Г. Пестициды в сельском хозяйстве / А. Г. Лагунов. - М.: Агро-промиздат, 1985. - 142 с.

49. Лойт А.О. Предварительная токсиколого-гигиеническая оценка органических соединений: дисс. ... д-ра мед. наук.: 14.00.00 -А.О.Лойт. - Л., 1974. - С. 38.

50. Люблина Е.И. Определение расчетными методами ориентировочных значений показателей токсичности химических агентов / Е.И. Люблина, A.A. Голубев, В.А. Филов // Итоги науки. Фармакология. Токсикология (Проблемы токсикологии 1965)-М.: Изд-во ВИНИТИ, 1967. - С.11-14.

51. Маневич С.И. Прогнозирование контрпродуктивных свойств химических соединений при комбинированном использовании структурных формул и численных энергетических параметров / С.И. Маневич, Н.В. Харчевникова // Научно-техническая информация. Серия 2. Информационные процессы и системы. - 2000. - №5.-С. 21-26.

52. Мельников H.H. Пестициды и регуляторы роста растений / H.H. Мельников, К.В. Новожилов, С.Р. Белан - М.: Химия, 1985. - 576 с.

53. Мельницкая Е.И. Закономерности связи «структура-активность» селективных растворителей / Е.И. Мельницкая, С.А. Кирлан, Е.А. Кантор // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. - 2011. - Т. 54. -№ 8. - С. 87-89.

54. Мельницкая Е.И. Моделирование и прогноз свойств селективных растворителей при разделении углеводородной системы «гексан-бензол»: автореф. ... канд. хим.наук: 02.00.13 / Мельницкая Елена Игоревна. - Уфа, 2012. - 136 с.

55. Методические указания N 1943-78 по применению расчетных и экспресс-экспериментальных методов при гигиеническом нормировании химических со-

единений в воде водных объе.тов. Утв. Зам. Глав. Гос. санитарного врача СССР В.Е.Ковшило 08.12.1978

56. Методические указания к постановке исследований для обоснования санитарных стандартов вредных веществ в воздухе рабочей зоны: Методические указания №2163-80.-М.: Министерство Здравоохранения СССР, 1980. - 21 с.

57. Методические указания для органов санитарно-эпидемиологической службы по санитарной охране водоемов от загрязнения пестицидами в связи с применением их в сельском хозяйстве №846-79 от 17 апреля 1970 г. [Электронный ресурс]. - Нормативно-правовая библиотека «НОРМАТИВ™ PRO» // Режим доступа: http://normativ.ua/ свободный.- Загл. с экрана.

58. Мурысева E.H. Новые подходы к проблеме ускоренного нормирования химических веществ / E.H. Мурысева, О.В. Тюрина, Т.Р. Зулькарнаев // Медицинский вестник Башкортостана. - 2010. - №. - С. 96-99.

59. МУ 2.1.5.720-98. Методические указания. Обоснование гигиенических нормативов химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования:. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава РФ, 1999. - 55 с.

60. Научный портал по биоинформатике / [Электронный ресурс ]: Режим доступа: http://www.bioinformatix.ru/.

61. Низмутдинова Ф.Г. Прогнозирование ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ) химических веществ на основе расчетных методов / Ф.Г. Низмутдинова, В.А. Хасанова // Безопасность в техносфере - М., 2007. - №2. -С.29-31.

62. Новиков Г.М. Анализ количественных соотношений между химической структурой и предельно- допустимой; концентрацией вредных веществ в атмосферном воздухе.// Гигиена и санитария. - 1986. - № 3. - С. 16-20.

63. Нургабылова А.Б. Прогнозирование ревлекторного и токсического действия загрязнителей атмосферного воздуха с применением информационно прогнозирующей системы: автореф. дис. ... канд мед. наук: 14.00.07 / Нургабылова Айгуль Балтабаевна. - М., 1996. - 23 с.

64. Об утверждении методических указаний по разработке нормативов допустимого воздействия на водные объекты: Приказ Министерства природных ресурсов Российской Федерации от 12 декабря 2007 г., N 328 // Зарегистрировано в Минюсте РФ 23 января 2008 г. N10974.

65. Об утверждении критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды: Приказ Министерства природных ресурсов РФ №511 от 15 ноября 2001 г. / офиц. публикация "Природно - ресурсные ведомости", ноябрь 2001 г., N 45.

66. Обоснование гигиенических нормативов химических веществ в воде. Методические указания. - М., Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека [Электронный ресурс]. -2010. - Режим доступа: http://www.gordezcentr.ru.

67. Об утверждении Методики разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей: Приказ МПР РФ от 17 декабря 2007г. №333// Зарегистрировано в Минюсте РФ 21 февраля 2008 г. N 11198.

68. Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяй-ственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения: Приказ Федерального агентства по рыболовству от 18 января 2010г. № 20 // Зарегистрировано в Минюсте РФ 09.02.2010 № 163. Официальная публикация в СМИ: "Российская газета", № 46, 05.03.2010.: С.214

69. Островский Н.В. О классификации токсичных отходов // Экология и промышленность России. 2009. - № 8. - С. 9.

70. Пассет Б.В. Технология химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков / Б.В. Пассет Б.В., В .Я. Воробьева. - М.: Медицина, 1977. - 430 с.

71. Петросян B.C. Проблемы безопасности воды / B.C. Петросян // Чистая вода: проблемы и решения. - 2010. - № 2-3. - С. 60-64.

72. Пивоваров Д.В. Применение методов QSAR при моделировании токсичности и иных видов активности / Д.В, Пивоваров // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2010. - № 94. - С. 53-58.

73. Пилюгин B.C. Азотсодержащие гетероциклические соединения. Синтез и биологическая активность производных 2-аминобензимидазола и 1,3,5-симм-триазина / B.C. Пилюгин. - Уфа: Гилем, 2008. - 376 с.

74. Пилюгин B.C. Спектры ЯМР13С и биологическая активность амидов-производных 2-аминобензимидазола и замещеннх бензойных кислот / B.C. Пилюгин, Ю.Е. Сапожников, A.M. Давыдов, Г.Е. Чикишева, Т.П. Воробьева, Е.В. Кли-макова, Г.В. Кисилева, С.Л. Кузнецова., Р.Д. Давлетов, H.A. Сапожникова, Р.Х. Юмадилов // Журнал общей химии.- Том 76. - №10.-2006.- С. 1725-1731

75. ПНД Ф Т 16.2:2.2-98 Методика определения токсичности почвы и донных осадков по хемотаксической реакции инфузорий. АОЗТ "Спектр-М". - 2007.- 18 с.

76. ПНД Ф 14.1.2.100-97 «Методика выполнения измерений химического потребления кислорода в пробах природных и очищенных сточных вод титриметри-ческим методом». - М, 1997. - 10 с.

77. ПНД Ф 14.1:2.100-97 Методика выполнения измерений химического потребления кислорода в пробах природных и очищенных сточных вод титриметри-ческим методом - Москва, 1997(изд. 2004г.) - С. 17.

78. ПНД Ф 14.1:2:3:4.213-97 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений биохимимческой потребности в кислороде после п-дней инкубации (БПКпол„) в поверхностных пресных, подземных (грунтовых), питьевых, сточных и очищенных сточных водах. Москва 1997 г. (2004г.)

79. Поройков В.В., Новиков СМ., Тертичников Н., Филимонов Д.А., Семеновых Л.Н., Жолдакова З.И., Тепикина Л.А. Информационно-поисковая система (ИПС) SARET-base / В.В.Поройков, С.М.Новиков, Д.А.Филимонов, Л.Н.Семеновых, З.И. Жолдакова, Л.А.Теликина - М.: ГУ НИИЭЧ и ГОС РАМН, ММА им.Сеченова, 1993.

80. Поройков В.В., Филимонов Д.А. Компьютерный прогноз биологической активности химических соединений как основа для поиска и оптимизации базовых

структур новых лекарств [Электронный ресурс]. - НИИ биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича РАМН / В.В.Поройков, Д.А.Филимонов // Режим доступа: http://www.fptl.ru/himija.html

81. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 2 августа 2010 г. N 101 Об утверждении ГН 1.2.2701-10 «Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды (перечень)» Зарегистрировано в Минюсте РФ 09.09.2010 г. Per. № 18397

82. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315-03. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава РФ, 2003. - 152 с.

83. Приказ Росрыболовства от 04.08.2009 № 695 "Об утверждении Методических указаний по разработке нормативов качества воды водных объектов рыбохо-зяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения" (Зарегистрировано в Минюсте РФ 03.09.2009 № 14702).

84. Прянишников Д.Н. Избранные труды / Д.Н. Прянишников. - М.: Наука, 1976.-592 с.

85. Прянишников Н.Д. Практикум по органической химии / Н.Д. Прянишников. - 4-е издание. - М.: Госхимиздат, 1956. - 244 с.

86. Раевский O.A. Дескрипторы молекулярной структуры в компьютерном дизайне биологически активных веществ / O.A. Раевский // Успехи химии Т. 68. -1999.-№6-С. 555-575.

87. Р 2.1.10.1920-04. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду: Рекомендации // Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. - М.: Москва, 2004. - 181 с.

88. РД 52.24.689-2009. Руководящий документ. Рассмотрение и согласование проектов нормативов допустимого сброса вредных веществ в водные объекты: //

утв. Росгидрометом 10 ноября 2009 // Зарегистрирован ГУ "НПО Тайфун" 16.11.2009 за номером РД 52.24.689. - 2009. - 14 с.

89. Розенберг Г.С. Вопросы экологического нормирования и разработка системы оценки состояния водоемов / Г.С. Розенберг, М.И. Шатуновский // Материалы Объединенного Пленума Научного совета ОБН РАН по гидробиологии и ихтиологии, Гидробиологического общества при РАН и Межведомственной ихтиологической комиссии. - Москва. - Товарищество научных изданий КМК. - 2011. -196 с.

90. Романенко В.Д. Основы гидроэкологии: Учебник для студентов ВУЗов / В.Д. Романенко. - Киев: Генеза, 2004. - 728 с.

91. Саноцкий. И.В. Методы определения токсичности и опасности химических веществ / И.В. Саноцкий. - М.: Медицина, 1970. - С. 11-37.

92. Саноцкий И.В. Критерии вредности в гигиене и токсикологии при оценке химических соединений / И.В. Саноцкий, И.П. Уланова. - М.: Медицина, 1975. -363 с.

93. СанПиН 2.1.5.980-00. 2.1.5. Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. Санитарные правила и нормы (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 22.06.2000) (с изм. от 04.02.2011)

94. Сафаров М.Г. Основы органической химии / М.Г. Сафаров, Ф.А. Валеев, В.Г. Сафарова, Л.Х. Файзуллина. - М.: Химия, 2012. - 535 с.

95. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2011612273. Программные модули компьютерной системы 8АШЗ-21 для прогноза и моделирования биологически активных химических соединений / Кирлан С.А. (1Ш). Зарегистрировано в Реестре баз данных 17.03.2011.

96. Семенова А.Д. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши / А.Д. Семенова. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1977. - С. 535.

97. Сементеева Л.Ш. Выявление и исследование структурно-функциональных характеристик различных типов пестицидов // Автореферат на соискание ученой степени канд. - Уфа, 2006.

98. Семин В.А. Основы рационального водопользования и охраны водной среды: Учеб. пособие для студ. Вузов / В,А. Семин. - М.: Высш. шк., 2001. - 320 е.: ил.

99. Смирнов В.Г. Расчетные методы оценки опасности и гигиенического нормирования вредных веществ в разных средах / В.Г. Смирнов, В.Г. Маймулов, С.П. Нечипоренко, А.О. Лойт, A.A. Лоянич, С.Е. Колбасов - М.: 2002. - 103 с.

100. Смирнов В.Г. Комплексное эколого-токсикологическое регламентирование химических веществ в объектах окружающей среды / Автореферат на соискание ученой степени доктора биологических наук. - Санкт-Петербург, 2003.

101. СанПин 2.1.5.980-00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод: Санитарные нормы и правила [Офиц. текст]. - Введ. 01.01.2000 г. - М.: Мин-дздрав России, Москва. - 2000.

102. Соколова С.А. Разработка эколого-рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ) на примере реагента гидро-икс для обработки воды / С.А. Соколова, A.C. Федотов, И.В. Семенова, А.И. Старцева, A.B. Хорошилов // Энергосбережение и водоподготовка. - М: №3.- 2005. - С. 35-37.

103. Солодовников Ю.Л. / Гигиена и экология человека: Учебное пособие // Ю.Л. Солодовников - Москва, 2009. - 148 с.

104. Соломинова Т.С. Предварительная оценка опасности полупродуктов синтеза душистых веществ и инсектицидов. / Т.С. Соломинова , Л.А. Тюрина, Ф.А. Шахова, М.С. Киреева, Р.Ф. Мусавиров, Г.Г. Максимов // Башкирский химический журнал. - 1996. - Т. 4. - С. 25-31.

105. Соломинова Т.С. . Прогнозирование острой токсичности химических соединений на основе методов распознавания образов / Т.С. Соломинова, Г.Г. Максимов, В.А. Сенменов //Хим. - фарм. журнал. - 1984. - № 2. - С. 181-188.

106. Соломинова, Т.С. Автореф. дисс.... канд. наук / Новосибирский государственный университет. - Новосибирск, 1986.

107. Спыну, Е. И. Математическое прогнозирование и профилактика загрязнения окружающей среды пестицидами / Е. И. Спыну, Л. Н. Иванова. - М.: Медицина, 1977.

108. Строганов Н.С. Современные проблемы водной токсикологии / Н.С. Строганов. - Вестник МГУ. - 1960. - Т. 2. - С. 3-17.

109. Теликина, J1.A. Научно-методические основы ускоренной оценки токсичности и опасности веществ, загрязняющих атмосферный воздух // дисс. ... док. мед. наук 14.00.07 2007 г.

110. Тиньков О.В. Изучение и прогнозирование острой токсичности углеводородов и их галогенпроизводных с помощью метода QSAR / О.В. Тиньков, В.Е. Кузьмин, П.Г. По лишу к // Химия в интересах устойчивого развития, -2012. - Т. 4. - С. 497502.

111. Тюрина J1.A. Интеграция компьютерных систем для дизайна и прогноза химических соединений с различными аспектами их действия / J1.A. Тюрина, С.А. Кирлан, A.M. Колбин, О.В. Тюрина, Т.С. Соломинова // Бутлеровские сообщения. -2007.-Т. 12. №5.-С. 16-23.

112. Тюрина, J1.A. Влияние строения некоторых гетероциклических соединений на их гербицидную активность и токсичность / Тюрина Л.А., Каримова Ф.С., Кирлан A.B., Кирлан С.А., Лукманова А.Л., Шагалеева З.Р., Гильмханова В.Т., Валитов Р.Б., Давыдов A.M. // Агрохимия. - 2002. - №3. - С. 35-41.

113. Тюрина Л.А. Методы и результаты дизайна и прогноза биологически активных веществ / Л.А.Тюрина, О.В.Тюрина, А.М.Колбин. - Уфа: Гилем, 2006. - 336 с.

114. Филенко О.Ф. Основы водной токсикологии / О.Ф. Филенко, И.В. Михеева. - М.: Колос, 2007. - 144 с.

115. Фирсов H.H. Микробиология: словарь терминов / H.H. Фирсов. - М.: Дрофа, 2006. - 256 с.

116. ФР 1.39.2007.03221 Методика выполнения измерений. Биологические методы контроля. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний. Федеральный реестр (ФР). - М.: Акварос, 2007.

117. Хайруллина В.Р. Компьютерный анализ взаимосвязей структура-активность для селективных и неселективных ингибиторов циклооксигеназ 1 и 2 /

В.Р. Хайруллина, А.Д. Мухаметов, Г.Г. Гарифуллина, А.Я. Герчиков, J1.A. Тюрина, Ф.С. Зарудий // Химико-фармацевтический журнал. - 2007. - Т. 41. № 4. - С. 37-42.

118. Хайруллина В.Р. Изучение взаимосвязи структура - свойство в ряду природных и чинтетических ингибиторов каталитической активности 15-липоксигеназы / В.Р. Хайруллина, А.Я Герчиков., И.А. Таипов, X. Бегель, Ф.С. Зарудий // Химико-фармацевтический журнал. - 2011. - Т. 45. № 9. - С. 25-32.

119. Харчевникова Н.В., Блинова В.Г. Прогнозирование токсичности химических соединений посредством ДСМ-метода. // Научно-техническая информация. Серия 2. Информационные процессы и системы. - 2007. - №12. - С.10-15.

120. Харчевникова Н.В. Научные основы прогноза токсичности и опасности химических веществ с учетом механизма токсического действия: дис. ... док. биол. наук: 14.02.01 / Москва, 2011. - 392 с .

121. Храмкина, М.Н. Практикум по органическому синтезу / М.Н. Храмкина. — Л.: Химия, 1977.-С. 160.

122. Чекалин М.А. Технология органических красителей и промежуточных продуктов / М.А. Чекалин , Б.В. Пассет, Б.А. Иоффе. - Ленинград, 1980. - С. 182.Л5Г

123. Шефтель В.О. Токсикология полимерных материалов / В.О. Шефтель, Н.Е. Дышиневич, Р.Е. Сова. - Киев: Здоровье, 1988. - 209 с.

124. Шурыгин, А. М. Математические методы прогнозирования: учеб. пособие для вузов / А. М. Шурыгин. - Москва, 2009. - 180 с.

125. Эфрос Л.С.. Химия и технология промежуточных продуктов / Л.С. Эфрос , М.В. Горелик. - Ленинград, 1980. - 118 с.

126. Ambrose, R.B., Barnwell, Т.О., Mccutcheon, S.C. and Williams, J.R. Computer models for water quality analysis. In: L.W. Mays (ed.) // Water Resources Handbook. New York. - McGraw-Hill. - 1996. - Chapter 14.

127. Auer C.M., Nabholz J.V., K.P. Baetcke K.P. Mode of action and the assessment of chemical hazards in the presence of limited data: use of structure - activity relationships (SAR) under TSCA // Section 5, Environ. Health Perspect. - 1990. - P. 183-197.

128. Baskin, I. I., Palyulin, V. A., Zefirov, N. S., Neural Networks in Building QSAR Models // In: Artificial Neural Networks: Methods and Protocols. Livingstone D. S., Ed. Humana Press, Springer Science + Business Media. 2008. P. 139-160.

129. Baurin N, Mozziconacci J.C., Arnoult E., Chavatte P., Marot C., Morin-Allory L. 2D QSAR consensus prediction for high-throughput virtual screening. An application to COX-2 inhibition modeling and screening of the NCI database. Journal of Chemical Information and Computer Sciences 2004, 44 (1), P. 276-285.

130. Benfenatia E., Gini G. Computational predictive programs (expert systems) in toxicology / Toxicology/ - Volume 119/ - Issue 3/ - 1997/ - P. 213-225

131. Bodar, C.W.M.; Berthault, F.; de Bruijn, J.H.M.; van Leeuwen, C.J.; Pronk, M.E.J.; Vermeire, T.G. Evaluation of EU Risk Assessments Existing Chemicals (EC Regulation 793/93)// RIVM (Dutch National Institute for Public Health and the Environment)/ - Bilthoven, The Netherlands/ - 2002. - 134P.

132. Brown, L.C. and Barnwell T.O. The enhanced stream water-quality models Qual2e and Qual2euncas: documentation and user manual // EPA-600/3-87/007. Athens, Ga., EPA Environmental Research Laboratory/ -. 1987/ - P.34-78

133. Colin Janssen and Wim De Coen New microbiotesrts for routine toxicity screening and Biomonitoring // Edited by Guido Persoone/ - New York: Kluwer Academic Publishers - 2000.

134. Cronin M.T.D., Livingstone D.J Predicting Chemical Toxicity and Fate // Book News, Inc., Portland, OR/ - 2004/ - 472 p.

135. Daginnus K., Gottardo S., Mostrag-Szlichtyng A., Wilkinson H., Whitehouse P., Paya-Pérez J.M. Zaldivar A Modeling approach for the prioritization of chemicals under the Water Framework Directive Int. J. Environ. Res. Public Health 2011 - No.8.

136. Daniel T. S Alvito R., Onald J. Enna S. , and Thomas W. F Ederle Environmental Toxicology and Chemistiy/ - Vol. 21, No. 6, p 1301-1308, 2002

137. Demarchi, C.; Ivanov, P.; Jolma, A.; Masliev, I.; Smith, M. and Somlyódy, L. 1999. Innovative tools for water quality management and policy analysis: desert and streamplan. Water Science and Technology - Vol. 40 - No. 10- p. 103-10.

138. Devetyarov D. A., Zaharov A. M., Kumskov M. I., and Ponomareva, L. A., Fuzzy logic application for construction of 3D descriptors of molecules in QSAR problem // Pattern Recognition and Image Analysis: New Inform. Tech.(PRIA-8-2007). - Yoshkar-Ola. - 2007. - V. 2. - P. 249-252.

139. Enslein K. Khanna D., Graig P. A toxicity prediction system. // Toxicol, and Appl. Pharmacol. - 1978. - Vol. 41. -N 1. - P. 220-228.

140. European Commission. Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy. Off. J.Eur. Commun. - 2000. - L327. - P. 1-72.

141. Handbook on QSARs for predicting Environmental Fate of Chemicals (J.D. Walker, Ed.). Society of Environmental Toxicology and Chemistry, Pensacola, FL, USA.-2001.-P.397-394.

142. Hartman W.W., Fierke S.S. o-Phenilendiamine. Organic Syntheses. - Coll. Vol. 2. - p.501 (1943).

143. Hunter L., Shavlik J., and Searls D.. The Induction of Rules for Predicting Chemical Carcinogenesis in Rodents In (eds.), Intelligent Systems for Molecular Biology -Menlo Park, CA. - AAAI/MIT Press.- 1993.

144. Hooberman, B. H., Chakraborty, P. K., and Sinsheimer, J. E., Quantitative structure-activity relationships for the mutagenicity of propylene oxides with Salmonella. Mut. - Res. -1993,- P.85-93

145. Karelson, M. Molecular Descriptors in QSAR/QSPR; John Wiley & Sons: New York, 2000

146. Katritzky, A. R.; Gordeeva, E. V. Traditional Topological Indexes vs Electronic, Geometrical, and Combined Molecular Descriptors in QSAR/QSPR Research. J. Chem. Inf. Comput. Sci. - 1993 - P. 33.

147. Kar S., Harding, K. Roy, P.L.A. Popelier, QSAR with quantum topological molecular similarity indices: toxicity of aromatic aldehydes to Tetrahymena pyriformis, SAR QSAR Environ. Res. 21. -2010. - P. 149-168.

148. Klopman, G. The MultiCASE program II. Baseline activity identification algorithm (BATA). // J. Chem. Inf. Comput. Sci. - 1998. - V. 38; № 1. - P. 78-81.

149. Lim R.K., Riuk K.J., Mass H.J. et al. Method for evaluation of cumulation and tolerance by the determination of acute and cubchronics median effective doses//Arch. int. Pharmacodym. Therap. -1961. - Vol. 130. - P. 665-672.

150. Luxembourg: Publications Office of the European Union European Communities // Reproduction is authorised provided the source is acknowledged. - Italy. - 2009. -398 p.

151. National Toxicology Program. Departement of Health and Human Service USA. http://ntp.niehs.nih.gov/ 2

152. Rosenkranz H. S., C. S. Mitchell C. S. and Klopman G. , Mutat. Res.. - 1985, P. 1-15

153. Sprous D.G., Palmer R.K., Swanson J.T., Lawless M QSAR in the pharmaceutical research setting: QSAR models for broad, large problems. Current Topics in Medicinal Chemistry. - 2010. T. 10. - № 6.- P. 619-637.

154. Shen M, LeTiran A, Xiao Y, Golbraikh A, Kohn H, Tropsha A (2002) Quantitative structure-activity relationship analysis of functionalized amino acid anticonvulsant -agents using k-nearest neighbor and simulated annealing PLS methods. J Med Chem 45:2811-2823.

155. Sutherland JJ, O'Brien LA, Weaver DF. A comparison of methods for modeling quantitative structure-activity relationships. Journal Of Medicinal Chemistry 2004, 47 (22), 5541-5554.

156. T.I. Netzeva, T.W. Schultz, QSARs for the aquatic toxicity of aromatic aldehydes from Tetrahymena data // Chemosphere 61. - 2005. - P.1632-1643.

157. Thomsen M., Rasmussen AG, Carlsen L. SAR/QSAR approaches to solubility, partitioning and sorption of phthalates // Chemosphere. - 1998 . - P. 38:

158. Thomsen M, Lassen P, Dobel S, Mogensen BB, Carlsen L, Hansen PE. Inverse QSAR for modelling the sorption of esfenvalerate to dissolved organic matter (DOM). A multivariate approach. Submitted to SAR QSAR Environ Chem 2001c.

159. UNEP/IPCS Training Module No.3 Section B // Environmental Risk Assessment: Prepared by The Edinburgh Centre Toxicology. - 2000 - 174 p.

160. Zheng W, Tropsha A Novel variable selection quantitative structure-property relationship approach based on the k-nearest-neighbor principle. // J Chem Inf Comput Sci -2000.-P. 185-194.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ИК спектрометрия - инфракрасная спектрометрия; КО - класс опасности;

КССА - количественные соотношения структура-активность;

ЛПВ - лимитирующий показатель вредности;

МНК- максимально недействующая концентрация;

МНД-максимально недействующая доза;

ОБУВ - ориентировочно безопасный уровень воздействия;

ОДУ - ориентировочно допустимый уровень воздействия;

ПД, МНД - пороговая, максимальная недействующая доза при поступлении;

ПДК - предельно допустимая концентрация;

ПДКврз - предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны; ПДКСС - среднесуточная предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе;

ЯМР - ядерный магнитный резонанс;

CL50 - концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двух-, четырехчасовом ингаляционном воздействии;

DL50 - это доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок;

QSAR - Quantitative Structure Activity Relationships; QSPR - Quantitative Structure-Property Relationship SARD - Structure Activity Relationships and Design; КССА - Количественные соотношения структура-свойство