Akut till kronisk förhållande

Det akuta till kroniska förhållandet (ACR) använder akut toxicitetsdata för att mäta den kroniska toxiciteten (MATC) för en kemikalie av intresse för en organism. Vetenskapen bakom att bestämma en säker koncentration till miljön är ofullkomlig, statistiskt begränsad och resurskrävande. Det finns ett otillfredsställt krav på snabb bedömning av olika kemiska toxiciteter för många olika organismer. ACR är en föreslagen lösning på detta krav.

Medan empiriska metoder är avgörande för att göra vetenskapliga slutsatser och informerade beslut, är bästa personliga omdöme ofta det bästa verktyget för tillsynsmyndigheten för att tillåta eller förbjuda potentiellt giftiga kemikalier att komma in i miljön. Detta innebär att ta hänsyn till information om kemisk struktur , fysikaliska och kemiska egenskaper inklusive öde och transport i miljön, och viktigast av allt toxikologiska data.

ACR är matematiskt inversen av tillämpningsfaktorn (AF), som först föreslogs av Mount och Stephan (1967). Den ger ingen ny information, den konverterar helt enkelt AF-värden till heltal som är lättare att jämföra för forskare visuellt.

Beräkning

ACR är inversen av tillämpningsfaktorn (AF). Detta gör det lättare för tillsynsmyndigheter att visualisera data som heltal snarare än decimaler. AF beräknas genom att dividera den maximala acceptabla giftiga koncentrationen (MATC) med den dödliga koncentrationen som dödar 50 % av testorganismerna i ett akut toxicitetstest ( LC50 ).

$MATC={\sqrt {(NOEC)(LOEC)}}$

Den maximala tillåtna toxicitetskoncentrationen (MATC) bestäms genom att ta kvadratroten av No Effects Concentration ( NOEC ) multiplicerad med Low Effect Concentration ( LOEC ).

$AF=MATC/LC50$

Applikationsfaktorn (AF) bestäms genom att dividera MATC med LC50

$ACR=1/AF$ eller $LC50/MATC$

ACR är då inversen av AF.

Föreskriven användning

Det finns tusentals nya och annorlunda kemikalier som designas och syntetiseras av privata kemikalietillverkare varje år. Allmänheten kräver att alla dessa kemikalier testas och godkänns för användning av EPA under TSCA . En del av det testkravet är att fastställa kemikaliers toxicitet för organismer i miljön.

Lag

Avsnitt 5 i TSCA anger att EPA måste svara på pre-manufacturing notices (PMN) 90–180 dagar efter det att tillverkaren lämnat in. EPA ansvarar för att identifiera ämnet, dess föreslagna användning, tillverkade mängder, biprodukter, exponeringsnivåer och alla befintliga miljö- och hälsodata som är nödvändiga för att förhindra betydande skador på miljön. Dessutom finns det inga PMN-testkrav så det finns ofta en minimal mängd data som presenteras. Detta kan diskuteras som ett fel hos TSCA. Nya kemiska PMN skickas in tidigt i kemikaliens utveckling så att de sällan innehåller information om kronisk toxicitet - ändå måste EPA svara inom 90-180 dagars tidsperiod efter inlämning av PMN. Detta lägger i grunden en enorm börda på EPA eftersom kemiska effekter på miljön är extremt svåra att förutsäga helt enkelt baserat på toxicitetstester för enstaka arter (SST). Den begränsade tidsperiod som TSCA ger EPA för att fatta detta beslut kräver att EPA fattar beslut med en hög grad av osäkerhet. Detta gör i slutändan målet att skydda miljön från betydande negativa effekter svårt.

Resultaten av akuta och kroniska toxicitetstester utgör basen för kunskap som tillsynsmyndigheter hämtar från i arbetet med ekologisk riskbedömning och utformning av policy som definierar hur mycket av en kemikalie av intresse som ska tillåtas i vissa miljöer. Även om detta låter enkelt nog för lekmannen, är det extremt svårt i praktiken på grund av ett stort antal modifierande faktorer som är oupplösligt knutna till toxicitetstester och statistisk analys. Olika toxiska effekter kan observeras från samma kemikalie genom olika typer av miljöexponeringar och parametrar, och därför måste toxicitetsresultat från akuta och kroniska tester beaktas gemensamt i beslutsfattandet. Dessutom tenderar kroniska toxicitetstester att kräva betydligt mer uppmärksamhet och resurser än akuta tester, vilket gör dem mycket mindre genomförbara för att basera beslut från i tid. Behovet av utveckling av mer avancerade statistiska metoder och enhetlighet i användningen av dessa metoder av tillsynsmyndigheter har gjorts uppenbart i litteraturen.

Vetenskapliga metoder för att bestämma akut och kronisk toxicitet för organismer är till sin natur ofullkomliga och olikformiga inom hela forskningsområdet, och det mest användbara verktyget för tjänstemäns beslutsfattande är oftare än inte bästa personliga bedömning.

En populär ny metod för ekologisk riskbedömning är akut till kronisk skattning (ACE) . Denna metod använder datorprogramvara för att uppskatta kronisk toxicitet, vilket ger liknande information med mycket mindre ansträngning och kostnad för forskaren.

Begränsningar

ACR härleds från data som genereras av SST:er, eftersom det blir offer för samma fel och begränsningar. Dessa begränsningar beskrivs i detalj i litteraturen

Genom att använda punktuppskattningar som NOECs/LOECs reduceras en datamängd som innehåller många värden till en isometrisk, vilket tar bort den rika visuella informationen som gör det möjligt för forskaren att bedöma tillförlitligheten och variabiliteten i data. Information som lutningen av dos-responskurvan, från vilken NOECs är LOECs härleds, går förlorad. Men utan NOECs och LOECs är regulatoriska beslut mycket svårare att fatta. Även om ACR har nackdelar på grund av osäkerheten i punktuppskattningarna den använder för att definiera den, är den fortfarande allmänt värderad som ett regleringsverktyg för att göra miljöbedömningar och policybeslut.

ACR är baserade på tester med ett antal olika metoder, vilket innebär att det kan finnas betydande skillnader mellan ACR.