美国高产量化学品数据库在筛选优先化学品中的应用

陈亚玲，赵智杰，张成扬

（北京大学 环境科学与工程学院，北京 100871）

化学工业的快速发展给社会带来了广泛的利益，同时也产生了日益严峻的环境污染隐患。目前世界上大约有700多万种人工合成的化学物质，且每年还有大约1 000多种新化学物质问世。化学品安全问题一直是国际社会关注的焦点。如何从众多的化学品中选定优先控制名录是化学品安全管理的第一步，而化学物质数据库是筛选阶段的基本科学支撑。在筛选化学品时常用的国际权威数据库有：潜在有毒化学品国际登记中心目录（IRPTC）、化学物质毒性数据库（RTECS）、化学文摘社（CAS）数据库和美国高产量（HPV）化学品数据库等。HPV化学品数据库由美国环保署发起，经过官方审核和认证，已成功纳入美国化学品管理体系，是美国环保署制定化学品管理措施的直接依据。国内的化学品安全管理研究主要集中在信息资源［1］、法律法规［2-3］、管理政策［4-5］等领域，鲜有对数据库应用于筛选化学品程序的介绍。

本文介绍了HPV化学品数据库的内容、格式和发展情况，以及采用HPV数据筛选优先化学品的程序。可为我国同类工作提供借鉴。

1 HPV化学品数据库的由来和发展

1998年美国环保署、美国环境保护协会、美国石油研究所和美国化学委员会共同发起了HPV化学品数据库项目，旨在建立高产量化学品（HPVCs）的基础数据库，为不同层次的环境决策者服务。HPVCs是指在美国的生产量或进口量超过（包含）45.359 t/a的化学品。许多化学品生产商和进口商自愿资助该项目，在美国环保署的指导下提交需要的数据和进行必要的试验测试。截至2007年6月，企业已资助了约2 260种HPVCs，其中约1 400种是直接通过该项目资助的，其余860种是国际组织间接资助的。对于那些未取得企业资助的化学品则在有关法规的框架下由美国环保署负责提供资助。项目成果经整合形成HPV数据库，供各利益相关方免费查阅。

2 HPV化学品数据库的内容和格式

HPV项目提交的HPV数据须符合信息筛选数据集（SIDS）格式。SIDS遵循《经济合作发展组织（OECD）化学品测试准则》，该准则收集、汇总了各成员国政府、企业和独立实验室进行化学品安全性测试时使用的方法，详尽说明了两个独立实验室如何以同一方式开展测试研究［6］，以确保数据的一致性和可靠性。

HPV化学品数据库支持物质名称或CAS登记号搜索，主要包括4个部分：

1）化学品数据。这是HPV化学品数据库的核心部分。HPV化学品数据库收录了表征HPVCs性质的基础数据，包括物化性质、环境归趋、生态毒性和对哺乳动物的健康效应等4类数据。HPV化学品数据库收录的基础数据内容项目见表1， 每一属性项下有多个终端数据指标。

2）化学品毒性特征描述。HPV化学品数据库收录了经两级初级筛选后作出的毒性特征描述文件。

3）优先风险评估。HPV化学品数据库收录了经三级初级筛选后作出的基于暴露的风险评价文件。

4）数据资助方、提交方及测试方的相关信息。

表1 HPV化学品数据库收录的基础数据内容项目

3 HPV化学品数据在筛选优先化学品方面的应用

提交给HPV化学品数据库的数据经过审查后会纳入美国环保署“现有化学品强化管理计划”，主要用于筛选优先化学品，以决定是否需要追加数据或采取措施来降低潜在的危害风险。基于国家污染防治和毒物顾问委员会（NPPTAC）的推荐名单，美国环保署使用HPV化学品数据对名单上的化学品实行三级筛选。第一级是自动分类，根据OECD的全球化学品统一分类和标签制度标准（GHS）评价化学品的SIDS数据项，以确定第二级筛查的优先性；第二级是手动筛查修正分类，考虑其他可选数据项，进行筛选阶段的毒性特征描述；第三级是基于暴露程度的风险优先等级评价。

3.1 自动分类

首先基于对哺乳动物的健康效应和生态毒性两类数据，按照一定标准将HPV化学品分为3个类别（1类的优先级别最高），再用环境归趋数据修正初步分类结果。

1）对哺乳动物的健康效应数据筛选的第一指标是重复剂量毒性，用于修正的指标有遗传毒性、生殖毒性和发育毒性。重复剂量毒性的筛选标准［7］见表2。首先按照表2的标准分类，然后对列入2类和3类的化学品用以下规则进一步修正：若其生殖毒性或发育毒性损害作用的最低剂量（LOAEL）满足GHS的1类标准，则列入1类化学品；若在遗传毒性、生殖毒性和发育毒性有任何阳性或模棱两可的结果，则该化学品分类上升1个等级（如原为3类的化学品列入2类）。

表2 重复剂量毒性的筛选标准

2）生态毒性数据的筛选指标是对鱼类、水生无脊椎动物、绿藻类的急性毒性，取这3个指标的半数致死浓度或半数最大效应浓度的最低值，小于1 mg/L的为1类，1～10 mg/L的为2类，大于10 mg/L的为3类。

3）环境归趋数据用于进一步修正以上分类结果。使用的指标是lgKow（Kow为正辛醇-水的分配系数）和生物降解性；如果lgKow＞4或快速生物降解试验失败，则继续上调优先等级。

不同指标对分类结果的影响见表3。美国环保署的第一级筛选对人类健康、水生生态保护和生物降解性给予了同等级别的关注。最终的分类结果是取各子指标的最高分类等级，这是为了防止在初级筛选阶段低估其危害性。

表3 不同指标对分类结果的影响

截至2006年12月8日，纳入HPV化学品数据库的化学品共有755种。经过第一级自动筛选，有213种（28%）被列入1类，118种（16%）被列入2类，10种（1%）被列入1类或2类，142种（19%）被列入3类，其余272种（36%）无法分类，原因为有数据缺失、尚在测试阶段或美国环保署和资助方对数据存有异议等诸多方面。

3.2 毒性特征描述

经过第一级筛选将HPVCs分为3类后，美国环保署下属的污染防治与毒物管理办公室（OPPT）按照优先级别开始第二级筛选。第二级筛选主要有两方面内容：数据质量审核和毒性特征描述，此阶段历时2～4 a。

首先检查所提交的数据是否严格符合SIDS规则、是否完整、能否充分反映该物质对人体和环境健康的危害特性、是否还需要做进一步的数据搜集或其他工作。毒性特征描述主要根据资助方提交的数据，同时OPPT会充分考虑数据公示过程中各方的意见反馈。为防止遗漏新信息，OPPT对美国国立医学图书馆综合生物医学信息书目数据库（Medline/PubMed）、毒理的影响文献资料库（Toxline）、毒物数据银行（HSDB）、美国毒物与疾病登记署（ATSDR）、国际癌症研究机构（IARC）、农药环境毒理学网络（EXTOXNET）、美国环保署物质登记系统（EPA SRS）、CAS数据库和科学指南（SD）等综合数据库搜索自提交日前一年至今的相关更新。在审查数据的过程中进一步修正分类，特别是对第一级筛选无法分类的化学品。OPPT只对那些未经过OECD筛选的HPVCs进行毒性特征描述，以指导OPPT的下一步决策行动。

3.3 风险优先等级评价

前两级筛选仅从化学物质性质的角度描述其危害性，并未考虑暴露因素。存货更新报告（IUR）是美国环保署专门用于化学品风险筛选的暴露信息库，IUR每年更新HPVCs在美国的生产量、进口量、用途、环境排放量和生产/使用/进口的主要企业名单，还收录各种HPVCs对普通公众、儿童、生产工人、消费者和环境的暴露情况。综合IUR的暴露几率与前两级筛选判定的毒性类别，OPPT给出了HPVCs的风险优先等级的评价标准［8］，见表4。据此判定该化学品是否需要更高级别的测试数据或更详细的暴露信息，识别其是否需要考虑在早期降低风险，是否要告知其他环保机构或联邦部门。

表4 HPVCs的风险优先等级的评价标准

4 结语

HPV化学品数据库是由美国环保署建立的数据库，直接服务于筛选化学品。数据内容格式遵循SIDS准则，包括物化性质、环境归趋、生态毒性和对哺乳动物的健康效应等4类，完备且精炼，与GHS等国际标准兼容，特别适用于政府的化学品安全管理决策。美国环保署的自动分类、毒性特征描述和风险优先等级评价三级筛选程序体现了针对HPVCs由粗筛到精选、毒性与暴露相结合的基本筛选原则。筛选过程公开透明，与各界充分沟通与反馈，结论成果供公众免费查阅。美国环保署对HPV化学品数据的使用方式、筛选程序、管理体系及结论成果对我国制定优先化学品控制目录乃至化学品安全管理都有借鉴意义。

［1］ 李政禹. 国际互联网上的化学品安全信息资源［J］. 现代化工，2000，20（6）：55-57.

［2］ 菅小东，周红，温文，等. 化学品立法与环境保护［J］. 环境科学研究，2007，20（1）：123-128.

［3］ 毛岩，常纪文. 化学品环境管理形势与立法思考［J］.环境保护，2008，404（18）：15-17.

［4］ 刘建国，胡建信，唐孝炎. 化学品环境管理全球治理格局与中国管理体制的完善［J］. 环境科学研究，2006，19（6）：121-126.

［5］ 李政禹. 国外优先化学品的管理动向［J］. 现代化工，1996（3）：11-16.

［6］ 李政禹. 国际化学品安全管理战略［M］. 北京：化学工业出版社，2006：57-60.

［7］ 张少岩，车礼东，万敏，等. 全球化学品统一分类和标签制度（GHS）实施指南［M］. 北京：化学工业出版社，2009：31-32.

［8］ 环境保护部科技标准司. 国内外化学污染物环境与健康风险排序比较研究［M］. 北京：科学出版社，2010：92-93.