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MET für Windows wird in der Version 10 mit QSAR Daten ergänzt. In einer Serie von Artikeln soll geklärt werden was QSAR Daten sind, wieso diese eingesetzt werden und wo die Grenzen liegen.

Was bedeuted QSAR

Die Abkürzung QSAR steht für "Quantitative structure–activity relationship" was als Quantitative Struktur-Wirkungsbeziehung übersetzt werden kann.Es handelt sich dabei um mathematische Verfahren um aus der chemischen Struktur physikalisch-chemische oder toxikologische Eigenschaften abzuschätzen.

Physikalisch-chemische Eigenschaften, die vorhergesagt werden können sind z.B. Schmelzpunkt, Siedepunkt , Dampfdruck, kritischer Druck, kritische Temperatur, Wasserlöslichkeit oder für die toxikologischen Eigenschaften z.B. kann der LD50-Wert oder ob ein Stoff krebserregend oder fruchtschädigend wirkt.

Fehlende Substanzdaten

Ein Gefahrstoffdatenbank enthält zu jeder Substanz, die sich in der Datenbank befindet Angaben zur Molmasse, Schmelzpunkt, Siedepunkt usw. oder nicht. Ist z.B. der Dampfdruck nicht vorhanden bleibt das entsprehende Feld leer. In der folgenden Grafik ist der Füllungsgrad für verschiedene Substanzeigenschaften einer Gefahrstoffdatenbank mit über 8000 Substanzen dargestellt. Dabei wurden nur Substanzen gezählt die zumindestens die Molmasse enthalten.

Der Schmelzpunkt ist bei 62% der Substanzen bekannt. Bei allen anderen Eigenschaften weisen nur zwischen 10% und 50% der Substanzen einen Datenwert aus. Es gilt zu berücksichtigen, dass nicht jede Substanz z.B. ein Siedepunkt aufweist, beispielsweise zerfallen gewisse höhermolekulare Substanzen vor dem Sieden.

In diesen ca. 8000 Substanzen sind die bekanntesten Substanzen enthalten, wie z.B. Chlor, Ethanol, Schwefelsäure usw. Hätte die Datenbank noch mehr Substanzen würde die Prozentzahlen sinken nicht steigen. 

Was bedeuten unbekannte Substanzdaten für die Gefahrenanalyse?

Will der Benutzer nun eine Ausbreitungsrechnung für eine ausgelaufende Flüssigkeit ausführen und der Dampfdruck ist nicht vorhanden, kann die Freisetzung aus der Lache nicht berechnet werden. Eine Alternative ist es diesem Fall eine schlagartige Freisetzung statt die Lachenverdampfung zu wählen, weil der Dampfdruck benötigt wird. Die ermittelte Gefahrendistanz können dadurch weit höher ausfallen, z.B 2500 Meter statt 500 Meter.

Ist die Toxizität unbekannt, ist eine toxische Gefahrenabschätzung mit einem Ausbreitungsmodell nicht möglich. Was kann in diesem Fall getan werden? Die Feuerwehr wird den Unfall so behandeln, wie wenn die Substanz unbekannt ist. Vielleicht wird der Chemiefachberater aufgrund der bekannten Informationen sich ein Profil der Substanz zusammenstellen. Vielleicht kann aufgrund der chemischen Struktur versucht werden den Stoff einzuschätzen. Z.B. eine Isocyanat-Gruppe im Molekül wird den Stoff als toxisch heikel erscheinen lassen, usw.

Zusammenfassung

Das der freigesetzte Stoff unbekannt ist, oder als Gemisch vorliegt, wichtige Stoffinformationen fehlen sind  für die Feuerwehren nichts ungewohntes. Trotzdem müssen Entscheidungen schnell gefällt werden.

In diesem Artikel haben wir gesehen, dass der Füllungsgrad einer Gefahrstoffdatenbank begrenzt ist. Die Toxizität ist für die Mehrheit der Substanzen unbekannt.

Im nächsten Artikel werden wir untersuchen, wie gut QSAR Abschätzungen sind, im Vergleich zu experimentellen sind.

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